淺議半剛性基層病害調(diào)查和處理技術(shù)

■呂 平 ■太倉市水利工程有限公司，江蘇 太倉 215400

1 半剛性基層病害的特征

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)半剛性基層病害具有以下特征。同時(shí)，半剛性基層的病害特征，不僅增加了公路運(yùn)行的安全而且給公路的后期養(yǎng)護(hù)管理帶來了巨大的難度:(1)普遍性和局部性。這是半剛性基層病害的基本特征，當(dāng)今運(yùn)行到一定時(shí)間內(nèi)的半剛性路面均存在不同程度上的病害，但此類病害有著一定的病發(fā)期或范圍，最初在公路局部發(fā)生，處理不及時(shí)則繼續(xù)蔓延，小則幾米，多則上千米不等。(2)多樣性。半剛性基層病害具有同根病源表象多樣性、相同病害表象但影響范圍及程度不同等特點(diǎn)。同種表象的重度病害并不一定是由相應(yīng)的輕度病害發(fā)展而來的，如重度的整體性塊裂往往不是由輕度的整體性塊裂發(fā)展來的。(3)潛伏性。是半剛性基層病害特征之一，半剛性基層在日常工作中即使早收到病害并不是即可在公路表明反映出來，尤其是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的初步變化需要經(jīng)過一定時(shí)間的積累方能造成較大破壞。例如，輪跡帶塊裂中裂縫。

2 半剛性基層病害的原因分析

2．1 濕度影響

由于半剛性基層自身的特性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散使之存在諸多大小不一的空隙，諸如凝膠孔、毛細(xì)孔等，這些細(xì)小的空隙給半剛性基層的“健康”埋下了巨大危害。液相在空隙中有諸多不同形式的結(jié)合方式，并且處于不斷蒸發(fā)之中，主要如下:表明結(jié)合水存在于固體的表面、自由水在粗大空隙中、毛細(xì)水在毛細(xì)孔中。這些水份對(duì)于半剛性基層的危害程度不一，雖然自由水影響較小，但毛細(xì)管在張力的作用，吸附水與分子間的作用力以及碳化收縮作用則能夠?qū)е掳雱傂曰鶎邮┕げ牧系母煽s，進(jìn)而導(dǎo)致病害的發(fā)生。

2．2 溫度影響

當(dāng)前，我國公路路面基層結(jié)構(gòu)主要采用的是水泥穩(wěn)定碎石而且分為上下兩層，采取分層澆筑。我們知道水泥穩(wěn)定碎石基層受到環(huán)境因素較多，具有熱脹冷縮的特性。一般而言，使用此材料適宜在冬季施工，因?yàn)樵谠诙镜蜏氐沫h(huán)境下進(jìn)行施工，其狀態(tài)較為穩(wěn)定，但是當(dāng)夏季到來溫度不斷提升的情況下，在收到熱力影響下逐漸產(chǎn)生膨脹，當(dāng)超過其最大承受度時(shí)并會(huì)出現(xiàn)拱起現(xiàn)象，致使路面損壞。反之。若是夏季或溫度超過年平均氣溫施工的半剛性基層由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部受熱充分膨脹占有了充分的體積在冬季由于氣溫的降低原來的材料開始收縮結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生收縮力加上行車荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)拉應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)允許拉應(yīng)力時(shí)便產(chǎn)生橫向收縮裂縫使路面破壞。

2．3 疲勞破壞

水泥穩(wěn)定材料和其它半剛性材料一樣具有以下特點(diǎn):對(duì)此類材料形成破壞的是拉應(yīng)力或拉應(yīng)變它們通常作用于受力層底面。路面結(jié)構(gòu)計(jì)算中將計(jì)算得的基層臨界狀態(tài)或臨界應(yīng)變與相應(yīng)的疲勞標(biāo)準(zhǔn)比較可以給出路面結(jié)構(gòu)中開始出現(xiàn)與荷載有關(guān)的裂縫前荷載的反復(fù)作用次數(shù)。根據(jù)半剛性基層材料的力學(xué)特性和車輪荷載在路面中產(chǎn)生的應(yīng)力的分布分析可知，當(dāng)?shù)谆鶎右彩前雱傂圆牧蠒r(shí)在半剛性底基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往較小相對(duì)于半剛性基層材料的彎拉強(qiáng)度，只是一個(gè)小的應(yīng)力水平通常不會(huì)引起半剛性基層產(chǎn)生彎拉疲勞破壞;直接位于土基上的半剛性底基層的底面卻往往可能遭受較大的車輪荷載引起的拉應(yīng)力作用從而引起彎拉疲勞破壞。

2．4 車輛荷載

車輛運(yùn)行過程中形成的荷載力是導(dǎo)致半剛性基層損害的主要原因。在實(shí)際調(diào)查中，根據(jù)對(duì)同一斷面上諸多車道的分析得出，病害現(xiàn)象主要集中在重型車道上;而對(duì)同一車道不同路段的調(diào)查分析得出，車流量大，工作時(shí)間長(zhǎng)的路段病害更為明顯和嚴(yán)重。

2．5 其他因素

路面結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合情況是一個(gè)需要特別關(guān)注的問題。路面結(jié)構(gòu)層層間缺陷是半剛性基層瀝青路面病害發(fā)展的重要載體和催化劑之一。半剛性基層病害往往與水相互作用，基層病害為水提供了良好的通道和載體，水的存在加速了基層病害向更嚴(yán)重程度的發(fā)展。

3 半剛性基層病害的處理措施

3．1 反射裂縫的處理

對(duì)于反射縫的處理可以遵循以下步驟:第一，，在縫隙上鋪設(shè)土工合成材料，具體方法有以下兩種:其一，在半剛性基層縱向上鋪設(shè)隔離層，可使用土工合成材料;其二，在半剛性基層上預(yù)切橫縫上鋪設(shè)土工合成材料并確保加筋層下承層表面應(yīng)平整且無其他雜志。使用此方法時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)，首先，預(yù)切橫縫要留有間隔，間隔大小根據(jù)工程損壞情況而定，一般適宜間隔20M左右，深度控制在厚度的二分之一即可;其次，預(yù)切橫縫應(yīng)自開裂處進(jìn)行設(shè)置;再次，在鋪設(shè)合成材料時(shí)應(yīng)事先固定一端再通過人工拉直與拉緊，要注意控制好張度，之后固定到另一端;第二，進(jìn)行搭接與固定。玻纖土工格柵橫向搭接寬為10cm-12cm之間，并將后一幅端部壓在前一幅末端之下，縱向搭接寬度保持在8cm-10cm之間，土工織物橫向搭接寬為5～8cm，縱向搭接寬為5～8cm。橫縱向搭接處用固定器固定;第三，灑瀝青粘層油。鋪好土工格柵后灑粘層油，粘層油用量控制在0．4-0．6kg/m2之間;第四，攤鋪瀝青面層。瀝青面層施工方法與普通瀝青面層施工要求相同，但應(yīng)嚴(yán)禁施工車輛在已鋪設(shè)的土工合成材料上轉(zhuǎn)彎與調(diào)頭。

3．2 干縮裂縫的處理

首先，運(yùn)用相關(guān)設(shè)備清除掉裂縫內(nèi)的灰塵、雜質(zhì)、污物等;其次，于裂縫發(fā)生區(qū)域使用乳化瀝青灌灌滿并在下面層前加鋪瀝青砼;再次，向基層裂縫發(fā)生部位噴灑熱溫度在140℃～160℃之間的石油瀝青并隨后加鋪聚酯玻纖布，為保障施工質(zhì)量需鋪設(shè)均勻，在平整之后即可進(jìn)行瀝青面層施工。

3．3 基層脹縫的處理

首先，針對(duì)受損嚴(yán)重的基層必須進(jìn)行全部清除;其次，對(duì)切除區(qū)域使用相同材質(zhì)的材料加以回填并使用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)與平整處理。針對(duì)于因在低溫環(huán)境施工而暫時(shí)未出現(xiàn)膨脹和裂縫的地段，為保障施工質(zhì)量和后期工程不受損壞，可以按照間隔200m進(jìn)行切脹縫并加以處理。

用人工配合切割機(jī)沿橫斷面切縫，之后將縫中的泥漿和雜物用高壓水槍沖洗干凈，待縫內(nèi)晾干后，用瀝青麻絮填縫，之后鋪設(shè)聚酯玻纖布;其次，對(duì)于單根縱向或橫向裂縫的處理最好在冬季裂縫最寬時(shí)進(jìn)行。一般采用石油瀝青、乳化瀝青或改性瀝青澆灌裂縫;再次，針對(duì)基層出現(xiàn)大面積網(wǎng)裂性病害，在檢查確定無其他病害的情況下，適宜采用加鋪玻纖格柵或玻纖土工布法進(jìn)行加固處理和罩面施工。

4 結(jié)論

綜上所述，半剛性基層在使用過程中因受到溫度、適度、車輛荷載等外界因素的影響而出現(xiàn)各類病害形象，不僅影響到公路的使用壽命而且有可能引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。因此，在后期養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)根據(jù)病害發(fā)種類和特性采取針對(duì)性的處理措施以遏制病害的發(fā)展和保障工程的質(zhì)量。

［1］公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ 073．2-2001)人民交通出版社2001年．

［2］劉圣賢．磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫處理的防治［J］．1997(3):11-13．