武 建 軍
(山西省晉中路橋建設集團有限公司,山西 晉中 030600)
在我國,大多數瀝青路面采用半剛性基層,而半剛性基層的縮裂是造成瀝青路面反射裂縫的主要原因。半剛性基層施工完成后,由于其內部的水分蒸發、水化作用等使基層內部的水分不斷減少,進而造成半剛性基層材料體積收縮,稱為干縮。另外,半剛性基層材料在溫度變化過程中會產生一定程度的體積變化,表現為熱脹冷縮,尤其是溫度驟然降低時,溫度下降會直接導致溫度應力增大,造成基層產生較大的變形,產生溫縮開裂。總之,干縮與溫縮是造成半剛性基層的主要原因,這也是造成瀝青路面反射裂縫產生和發展的主要原因。
瀝青路面反射裂縫的產生原因一方面是由于半剛性基層開裂后在瀝青層層底產生剪應力,另一方面是在溫度應力的作用下基層開裂位置瀝青層層底產生縱向正應力。這兩項應力所產生的荷載都是瀝青路面反射裂縫產生的主要原因之一,其中溫度應力是瀝青路面反射裂縫產生的主要原因。如果沒有采取有效措施進行預防,很容易在基層開裂部位產生較大的應力集中,造成溫度應力傳遞到基層裂縫的自由端中斷,進而造成瀝青面層溫縮應力增大。同時,在低溫條件下,瀝青面層材料變硬,變形能力變差,也是造成在基層開裂位移或其附近產生反射裂縫。
當發現瀝青路面出現反射裂縫后,必須及時采取措施進行養護維修,并制定養護方案,確定質量控制措施。如果不對裂縫進行及時修補,由于水分滲入會造成瀝青路面結構甚至路基結構的破壞,嚴重破壞路面結構,降低路面使用性能,縮短使用壽命。在制定養護維修方案時,應根據瀝青路面的破損情況,確定維修方法。
為了保證施工人員的施工安全,防止出現安全事故,施工前對維修路段進行交通封閉。施工路段封閉交通后,施工人員佩戴安全帽和防護設備,并將施工材料和施工機具運輸到施工現場,為下一步施工做好準備工作。
為了便于將填縫料灌入到裂縫中,達到裂縫修補的目的,在裂縫封填前進行切縫。對于裂縫寬度在6 mm以下的裂縫,可以不進行切縫,清理干燥后直接灌入填縫料即可。超過6 mm的裂縫,首先將裂縫位置切成矩形槽,盡量與裂縫方向一致,以減少對瀝青路面的破壞。將切削后的廢渣徹底清除,清理干燥后即可進行填縫料的灌入。
為了保證反射裂縫的灌封可以達到一定的深度要求,可以在瀝青路面切縫位置設置阻隔材料。阻隔材料一般安裝在裂縫較深,灌入深度小于瀝青路面反射裂縫深度的情況,通常在規定深度設置阻隔條將灌縫料阻斷。準備工作做好后將灌縫料裝入到填縫機中,并按照要求對其進行加熱,以為下一步施工做準備。灌縫前對填縫料進行復查,確認合格后即開始進行裂縫封填施工。反射裂縫封填的關鍵是施工溫度的控制,并在施工中防止雜物混入,以保證裂縫的封填質量。
反射裂縫封填施工完成后,使用刮刀將裂縫表面抹平,形成3 mm左右的帶形。同時,將裂縫周邊多余的填縫料刮除,將部分溢出裂縫的填縫料抹回到裂縫內。為了防止車輪碾壓粘黏填縫料,造成填縫料破壞,填縫修補完成后,及時撒布保護材料。
在瀝青路面結構設計時,可以適當增加瀝青面層的厚度,較厚的面層結構可以起到保溫作用,減少半剛性基層的溫縮開裂,進而減少反射裂縫。同時,在瀝青面層設計中,將防水隔溫材料加入到瀝青混合料中,改善瀝青混合料的粘結性能。另外,可以在瀝青路面結構中設置封層結構,提高路面結構的防水性能,提高瀝青面層與下部結構層的粘結效果。稀漿封層可以作為瀝青路面下部封層,可以有效抵消掉一部分溫度應力,進而減輕溫縮開裂。另外,稀漿封層還可以填充基層內部的空隙,達到修補半剛性基層裂縫的目的。最后稀漿封層防水效果好,可以有效預防水分向下滲透,降低路面結構的破壞程度。
由于瀝青路面的反射裂縫通常是由半剛性基層的開裂造成的,為了減少瀝青面層的反射裂縫,可以通過在施工過程中加強對半剛性基層的質量控制,提高基層施工質量。半剛性基層的施工質量控制通常從原材料質量檢測,基層混合料拌和和運輸,攤鋪和壓實等幾個方面進行質量控制,并在施工過程中做好質量檢測。
在施工準備階段,對原材料質量進行抽檢,確保符合施工要求,并做好施工機械和施工人員的調配。對新進施工技術人員進行技術培訓,并開展自上而下的技術交底。檢查校定基層混合料拌和設備,確保拌和質量。對拌和材料進行抽檢,檢測水泥劑量并制作強度試件。嚴格控制基層混合料的運輸時間,不得超過水泥終凝時間,否則會影響成型質量。按照施工要求進行攤鋪和碾壓,并在碾壓過程中做好壓實機械組合,并對壓實度進行檢測。半剛性基層壓實度質量檢測通常采用灌砂法進行檢測,施工前通過擊實試驗確定最大干密度和最佳含水率。
基層的養護管理對其強度增長和結構穩定性有直接影響,要做好半剛性基層的養護管理,保證溫度和濕度,定期進行灑水,并采用麻袋、土工布等進行覆蓋,防止在養護過程中出現干縮和溫縮開裂。
同時,在瀝青路面投入使用后,應做好養護管理,及時對路面病害進行處治,防止出現進一步的破壞。在日常養護過程中,做好路面破損情況的調查和記錄,并及時采取措施進行修補。對由于氣候變化,尤其是溫度驟然降低所產生的病害,有針對性的采取措施進行處理。另外,通過調查和巡查對瀝青路面反射裂縫進行統計,分析其成因,及時進行養護維修,防止其進一步發展。加強對日常養護管理的力度,可以提高瀝青路面養護的效果,及時對病害進行維修,防止其惡化,可以提高養護工作效率,節約養護成本,延長瀝青路面使用壽命。
瀝青路面裂縫是我國公路破壞的最主要形式,反射裂縫是其中比較常見的一種形式。通過分析瀝青路面反射裂縫的成因,說明半剛性基層干縮開裂和溫縮開裂是產生反射裂縫的主要原因,其中溫縮開裂的影響較大。結合瀝青路面反射裂縫基本情況,詳細闡述了裂縫封填養護方法,并提出了改進措施。通過對瀝青路面反射裂縫的形成機理和產生原因進行分析,有針對性的提出養護措施,并提出了在施工過程中提高施工質量控制,制定行之有效的質量控制體系,并注重提高養護管理工作效率,進而達到降低養護費用,保證行車安全,延長道路使用壽命,可以取得較高的經濟效益。