張永林
(太原市黃河供水有限公司,山西太原 030000)
在道路工程施工中,瀝青路面在美觀性和舒適性方面具有較大的優勢,故而瀝青路面在道路施工中十分常見。為有效保證瀝青路面的性能,工作人員需認真分析瀝青路面裂縫的主要原因,以此采取科學的防范措施,完善工程施工質量。
瀝青路面裂縫形成初期通常不會直接影響到路面行車的安全性和舒適性,但是如無法及時處理裂縫,則裂縫會呈倒金字塔形式不斷發展,逐漸向四周蔓延,進而破壞路面結構的完整性和安全性,甚至導致路面無法正常使用。道路在城市建設和發展中發揮著尤為重要的作用,如路面的承載能力下降,在車輛長期的荷載作用下,將產生不同程度的路面裂縫,一旦道路出現裂縫問題,雨水或地表水滲入到裂縫后,四周的含水量明顯增大,最終路面塌陷。如無法及時采取科學的應對措施,便會破壞道路的使用性能,且威脅車輛的安全平穩運行,甚至引發嚴重的交通事故。
溫度變化后,瀝青路面遇冷收縮,收縮時在基層的影響下會產生較為明顯的拉應力。若拉應力超過瀝青混合料的抗拉極限,則會產生溫度收縮裂縫,且溫差和溫度變化與干裂程度成正相關關系。瀝青路面強度最小的位置出現開裂問題后,受到集中應力的影響,裂縫會在較短的時間內向路面下層發展,直至路面基層。如溫度下降產生的拉應力超過材料的抗拉強度后,則會出現第一批裂縫,路面開裂后,應力分布也隨之改變。若溫度應力超過混合料的抗拉強度,則會出現第二批裂縫,應力也隨之再次重新分布,當溫度應力不超過混合料的抗拉強度極限時,裂縫便停止發展。受路面形狀的影響,溫縮裂縫通常為橫向裂縫。
現階段,我國瀝青路面設計規范當中首推半剛性基層,半剛性基層溫縮裂縫或干縮裂縫會使瀝青路面出現反射裂縫和對應裂縫。某道路平均超載達額定承載量的1~1.5倍,最大超載是額定載重量的3倍,單軸軸載超過12t,一半以上的車輛單軸軸載為18~30t,受荷載的影響,路面無法承受現有的荷載,發生龜裂的概率明顯提高。半剛性基層結構材料的抗拉強度較小,抗壓強度較大,受車輛長期反復的荷載作用,結構層底部的彎拉應力如大于其疲勞強度,便會在基底位置產生裂縫,且逐漸向表面延伸和發展,該裂縫從細小的橫向裂縫逐漸向四周擴散,最終形成網狀裂縫,嚴重破壞基層的性能。如車輛通過該區域,相鄰板塊端部會出現不同程度的位移差,如無法及時采取控制措施,便會完全損壞。剪切疲勞是出現龜裂問題的主要原因,龜裂本身具有較強的不穩定性,裂縫頭端應力條紋的密度較高,受偏荷載力的影響,會直接沿平行裂縫方向擴展到道路表面。
在地基上填筑路堤后,地基受到外加荷載的作用,地基處于次固結狀態。填土路堤愈高,地基受到的附加應力愈大。地基產生固結形變的大小,既與填土高度有關,又與地基內部各層土的壓縮性、流動性有關。地基不均勻沉降與地基固結變形和路堤固結變形有關。路堤填筑施工后,地基會受到外部恒荷載的作用,地基因此長期處于次固結狀態。填土路堤的高度與地基所承受的附加應力成正相關,地基產生的固結變形一方面與填土高度有關,另一方面也與地基內部土基的壓縮性能和流動性存在密切聯系。再者,路堤固結變形與填土高度和基土的性質有關,如土質較差,則產生路堤固結變形的概率也隨之增加,固結變形總量也隨之增大。
瀝青面層厚度設計的過程中,應當充分結合工程的經濟性、施工效果及環保性能,深度考慮項目的等級及其在路網中的作用和功能,嚴格把控工程的養護成本和道路的使用期限,優化和完善路面的性能,且路面基層也需具有良好的抗裂和抗車轍的能力。路面防水性能不佳是裂縫發展的主要誘因,因此,務必做好路面上面層排水和路面內排水設計,及時排除路層表面水,避免積水下滲,且路拱和表面的平整度也要滿足規范的要求。為避免面層滲水影響基層的強度,在基層上可設置封層或透層,切實保障排水效果。在馬歇爾配合比設計的過程中,設計人員要全面考量材料的抗滑性、耐久性以及材料在高溫條件下的抗變形能力。
使用水泥粉煤灰石灰碎石,一方面可有效保證早期強度,另一方面也可嚴格控制材料裂縫。與普通的石油瀝青相比,SBS改性瀝青具有良好的地溫抗裂性能,而且穩定性優勢也較為明顯,具有較為理想的抗車轍效果。利用SBS改性瀝青能夠延長路面的使用壽命,其可應用于大規模的機械施工。在抗裂性能和經濟環保性能方面,SBS改性瀝青均具有顯著的優勢。
首先,在工程施工中,需安排專業的技術人員對施工材料進行全方位的日常和堆放檢查,確保采購材料符合質量規范的要求。
其次,在瀝青路面工程建設和施工前,要全面清理瀝青路面,提高路面基層的潔凈度,避免雜物混入瀝青混合料當中,進而對道路建設和施工質量產生較大的影響。
再次,優化配置瀝青路面施工中需要使用的機械設備。在制備瀝青混合料的過程中,務必嚴格把控溫度和加熱時間,防止出現瀝青老化問題,確保瀝青混合料的壓實度滿足工程施工的基本要求,減少反射裂縫的出現。面層施工中,要合理選擇原料,瀝青及礦物的混合料務必嚴格遵照規范要求處理,混合中應避免出現瀝青老化等問題,加大溫度和時間的控制力度,并且對運料車采取科學有效的保溫措施,嚴格控制裂縫。
最后,注重混合料碾壓效果,完善接縫處理控制。瀝青路面施工后的養護工作也尤為關鍵,如路面強度無法達到車輛通行標準,則需及時采取應對措施,提高道路排水系統的運行能力。
對于瀝青路面裂縫處理,工作人員應當先明確出現裂縫的主要原因,采取針對性控制和處理措施,結合裂縫的時間和開裂程度,選擇不同的處理方法,以加強路面的安全性,延長道路的使用壽命。
首先是灌縫處理技術。瀝青路面裂縫問題處理中,采用壓漿法能夠改進施工處理效果。該方法充分利用水泥的性能,盡管施工中的設備相對普遍,造價相對較低,但是工程施工復雜性較強,能夠顯著提高工程的施工質量。應用改性瀝青開展灌縫施工能夠充分發揮其積極作用。
其次是稀漿封層技術。當發現瀝青路面裂縫問題且裂縫處于發育初期時,可采取稀漿封層技術處理,該技術高度利用了乳化瀝青稀漿封層,提高了瀝青的抗滑性和耐磨性。
最后是路面再生技術。該技術對施工設備提出了較高的要求,借助原有的瀝青路面材料,采用科學完備的作業工藝創建全新的再生結構層,盡管其能夠恢復路面的使用功能,但原有面層材料并未完全老化且無法完全清除,因此無法達到既定的施工目標。
總而言之,現階段,道路瀝青路面裂縫是影響道路安全性和穩定性的關鍵要素。而出現道路瀝青路面裂縫的原因眾多,對此,施工人員需要正確認識道路瀝青路面裂縫的危害,依據引發裂縫問題的主要原因,采取科學有效的應對措施,加大裂縫防治力度,最大限度地減少裂縫問題,以此延長瀝青道路的使用壽命,維護行車安全。