公路工程路面裂縫及養(yǎng)護(hù)技術(shù)

譚吉昕

(中交武漢港灣設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖北 武漢 430040)

引言

在車輛的行駛過程當(dāng)中，安全性是我們最重視的問題。而路面形成裂縫以后對(duì)車輛行駛的安全性存在很大的問題，所以對(duì)于這種情況需要采取有效的手段來避免，如果不能夠避免公路裂隙的產(chǎn)生，那么盡可能的采取合適的手段來進(jìn)行修補(bǔ)。通常情況下使用“白加黑”的維護(hù)方案、范圍處理、提出關(guān)鍵性的維護(hù)方案、完善覆蓋層的性能、構(gòu)建中間夾層、構(gòu)建土工物夾層、構(gòu)建防裂層等方法來對(duì)公路表面進(jìn)行修補(bǔ)，以提高公路的整體質(zhì)量，減少車輛在行駛過程中發(fā)生安全事故的概率。

一、地表裂隙的種類和形成原因

公路表面裂縫主要分為反射裂隙、溫縮裂隙、縱向裂隙、塊型裂隙、龜裂等幾種形式。其中造成瀝青罩面層反射裂隙的原因主要是因?yàn)樵诠返男藿ㄟ^程當(dāng)中使用材料的強(qiáng)度、剛性、穩(wěn)定性和抗形變能力達(dá)不到基本的需求，在使用過程當(dāng)中如果承載的重量超過負(fù)荷，低溫、高濕度的情況下發(fā)生較大的變形，并且表面層厚度比較小，混凝土面層位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，罩面層就會(huì)出現(xiàn)反射裂隙的問題。溫度裂隙可以分為因?yàn)闇囟冗^低而收縮出現(xiàn)裂隙和因?yàn)闇囟绕诔霈F(xiàn)裂隙兩種情況。前者是因?yàn)樗褂貌牧系目估炷芰o法克服路面深層的溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫，后者是因?yàn)闇囟茸兓蟆⑻於霈F(xiàn)的裂縫；縱向裂隙是與道路中心線平行的裂隙，形成這種裂隙的原因主要有：疲勞損壞；不均勻沉降(如加寬路面)；反射裂縫；夯實(shí)度不夠，縱向施工縫搭接質(zhì)量不好。例如，如果是采用半填半挖的斷面修建的高填方低級(jí)會(huì)形成不規(guī)則的下沉現(xiàn)象，將導(dǎo)致縱向裂隙的產(chǎn)生。這些裂隙往往是由地基深處發(fā)出的，伴隨著沉降裂隙和搭接裂隙的出現(xiàn)。前者是由于地基下沉而產(chǎn)生的，而后者是因?yàn)槁繁泶罱犹幉环€(wěn)定而產(chǎn)生的。塊型裂隙是一種擁有0.3米到3米之間的間隔的一種裂隙，往往發(fā)生在運(yùn)行時(shí)間比較長的公路。其形成的原因主要是由面層的低溫收縮和瀝青老化導(dǎo)致路基、路面的承重能力變差，同行車荷載作用關(guān)系不大，與龜裂主要出現(xiàn)在荷載作用的輪跡處不同。

二、路面裂隙養(yǎng)護(hù)的方法

現(xiàn)如今大多數(shù)公路都是雙向道，車輛來往的數(shù)量大大增加。在一些主要行駛載貨大卡車或者超速、超重現(xiàn)在嚴(yán)重的重交通、特重交通路段，裂隙出現(xiàn)的概率大幅增加，這嚴(yán)重地影響了道路整體的功能，威脅著行車的安全性，使車輛通行的危險(xiǎn)性大大增加。對(duì)于這種情況應(yīng)該定期對(duì)路表情況進(jìn)行日常維護(hù)和定期檢查，最常用的維護(hù)方案便是在原有的剛性路表(水泥等)鋪上一層瀝青，即功能性罩面，這樣能夠預(yù)防或修復(fù)病害，改善抗滑性能，對(duì)路面原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高公路的整體安全性。

對(duì)于線性裂隙通常采用灌縫技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)，利用高壓熱風(fēng)機(jī)等一系列灌縫設(shè)備將灌縫材料填入到線性裂隙當(dāng)中。根據(jù)具體的路表選擇具體的灌縫材料，如瀝青路表使用的灌縫材料為乳化瀝青。瀝青路面的裂縫處治，應(yīng)根據(jù)裂縫類型特點(diǎn)、嚴(yán)重程度及原因，確定裂縫處治時(shí)機(jī)，可采用灌縫、貼縫、帶狀挖補(bǔ)方式，或進(jìn)行組合使用。灌縫材料宜采用密封膠。抗裂貼主要是利用其柔韌和延展性能，減輕基層反射裂縫的應(yīng)力集中，降低面層在基層反射裂縫處的劈裂作用，同時(shí)消除裂縫處的不平整。貼縫材料可采用熱黏式貼縫膠和自粘式貼縫膠，其工藝可分為直接貼縫和灌縫后貼縫，貼縫后需及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。鋪設(shè)抗裂貼后，應(yīng)及時(shí)撒布粘層油，如乳化瀝青，并在抗裂貼上撒布細(xì)粒碎石，以防車輛或攤鋪機(jī)與抗裂貼粘接。在施工過程當(dāng)中，需要先將裂隙當(dāng)中破損的材料去除才能夠灌入新的材料，填充完成之后將灌縫的地段進(jìn)行碾壓夯實(shí)。在水泥路面裂縫的修補(bǔ)過程中，應(yīng)注意不同的水泥路面裂縫修補(bǔ)料，其加水比例會(huì)存在一定的差別，應(yīng)該嚴(yán)格按照材料說明來操作，在往裂縫內(nèi)填材料時(shí)，一定要邊填充材料邊將材料壓實(shí)，一定要將材料完全填滿裂縫，不能留有縫隙。挖補(bǔ)法是將塊型裂隙和龜裂周邊一定范圍內(nèi)的基層挖除，然后再使用相應(yīng)的路面材料進(jìn)行回填壓實(shí)，適用于裂縫處基層已滲水并出現(xiàn)松散的位置。

對(duì)于不同的路表損壞情況要進(jìn)行實(shí)地檢查過后選擇不同的相關(guān)設(shè)備和材料。通常情況下，對(duì)于裂隙的修補(bǔ)大多數(shù)都是采用瀝青和客來福膠。但是對(duì)于微小線性裂隙的修補(bǔ)便是一個(gè)比較大的難題，因?yàn)槠浔绕鹨话愕牧严对陂L度與寬度上都很小，所以很難利用普通的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)。不過隨著科技的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)找到了有效的方法來對(duì)日光線性裂隙進(jìn)行修補(bǔ)，那便是使用細(xì)長的U型管，先把U型管的一端放入細(xì)小的裂隙當(dāng)中，然后在另外一端加入修補(bǔ)的材料，然后使用壓力泵將材料泵入裂隙當(dāng)中，最后進(jìn)行碾壓夯實(shí)。對(duì)于溫縮引起的裂隙也需要使用特殊的修補(bǔ)手段。如果裂隙的整體寬度在6毫米以下，那么在對(duì)其進(jìn)行雜質(zhì)清理的時(shí)候是一件非常困難的工作，在這時(shí)需要結(jié)合空氣壓縮機(jī)將細(xì)小裂隙當(dāng)中的雜質(zhì)清除干凈，再用灌縫的方式將乳化瀝青灌入其中；如果裂隙的寬度在6毫米以上，那么可以使用開槽填充法來對(duì)其進(jìn)行處理。將裂隙當(dāng)中的雜質(zhì)清楚干凈，然后進(jìn)行開槽將裂隙周圍的破損材料清除干凈，然后將沙粒狀或者細(xì)粒狀的瀝青材料灌入到其中。

防止公路表層出現(xiàn)開裂現(xiàn)象可以采用的手段是對(duì)公路覆蓋層的性能進(jìn)行完善。一般情況下瀝青路面最主要的覆蓋層分為防水型的覆蓋層和抗滑型的覆蓋層，其欠缺的是覆蓋層的形變能力和抗拉伸能力。擁有形變能力可以將車輛行駛過程當(dāng)中的力量進(jìn)行緩沖，減小其對(duì)公路表面的影響，但是為了全方位的安全性考慮，形變能力也不能太大，否則會(huì)引起車輛打滑等情況，具體的修建參數(shù)需要根據(jù)具體的情況來進(jìn)行參考。

在公路工程施工的過程當(dāng)中，在表層上構(gòu)建防裂層也是一種防止路表出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的措施，其中最主要防止的是半剛性路基的反射裂隙。使用瀝青碎石來構(gòu)建公路表面的防裂層，不僅能夠吸收反射應(yīng)力，有效地降低瀝青路表面出現(xiàn)反射裂隙的概率，提高其安全性能。并且，瀝青碎石空隙率較大，擁有較好的排水能力，也能夠有效地降低公路表面因?yàn)榉e水造成的損壞。另外，并且瀝青碎石價(jià)格低廉，能夠降低公路修建過程當(dāng)中的費(fèi)用。

結(jié)束語

21世紀(jì)是社會(huì)科技高速發(fā)展的階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車輛的數(shù)量越來越多，在這個(gè)過程當(dāng)中，行駛時(shí)的安全性是人們關(guān)注最為廣泛的問題，雖然我國對(duì)公路工程設(shè)計(jì)的發(fā)展越來越快，處理公路表面裂隙的手段越來越多，并且更加高效持久，但是相較公路的平均使用壽命而言普遍偏短，而且對(duì)于一些罕見的難題還是難以開展維護(hù)修補(bǔ)工作。所以這需要廣大工程師們投入更多的精力與時(shí)間來尋找新型路面材料以及養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)路面的新方法，這樣才能夠跟上我國社會(huì)發(fā)展的腳步，保障人民的生命安全。