淺談高速公路路面裂縫的處理措施

文章出處：網(wǎng)責(zé)任編輯：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2015-01-06 13:25:00

　　　　一、引言

　　我國(guó)高速公路建設(shè)近年來(lái)取得了巨大的進(jìn)步，但隨之也出現(xiàn)了許多病害，如破損、裂縫、沉降等，其中裂縫是更常見(jiàn)，也是危害更大的一種。裂縫不僅影響路面美觀、降低平整度，而且會(huì)影響整個(gè)道路的使用壽命，特別是當(dāng)路面開(kāi)裂后，雨水就會(huì)通過(guò)裂縫滲到路面基層、底基層甚至路基，這樣會(huì)腐蝕混凝土路基，削弱基層、土基的強(qiáng)度，加速道路的破壞，縮短路面的使用壽命。因此，筆者認(rèn)為很有必要及時(shí)對(duì)高速公路路面裂縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

　　 二、常見(jiàn)的裂縫類型及防治措施

　　1. 常見(jiàn)的裂縫類型

　　（1）橫向裂縫。橫縫是高速公路瀝青路面更常見(jiàn)的一種裂縫。橫縫大多數(shù)屬于半剛性基層開(kāi)裂引起的路面反射裂縫，但也包括溫縮裂縫，當(dāng)雨水沿這些裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，會(huì)縮短路面使用壽命。

　?。?）縱向裂縫。分為自上而下的表面裂縫和自下而上的疲勞裂縫。此類裂縫主要是由于路基的不沉降而引起的，當(dāng)路基施工過(guò)程中壓實(shí)不均勻，就會(huì)存在局部壓實(shí)不足的現(xiàn)象，通車后，在車輛荷載的長(zhǎng)期作用下，路基進(jìn)一步壓實(shí)固結(jié)，從而導(dǎo)致縱向裂縫的形成。

　?。?）網(wǎng)裂。當(dāng)基層局部強(qiáng)度不足，如膠結(jié)料偏少，集料離析，壓實(shí)度不足等，還有路基和面層的強(qiáng)度不足，如變形、下沉、孔隙率過(guò)大等，一旦受到重車的作用面層就會(huì)拉斷成裂縫,變形成為網(wǎng)裂。

　　2. 高速公路路面裂縫產(chǎn)生的原因

　　高速公路路面裂縫的產(chǎn)生主要受以下幾個(gè)因素的影響：路面材料的性能和路基的填料，施工工藝，氣候條件，車輛載荷等。

　　（1）路面材料及路基填料。高速公路路面基層通常采用“水泥穩(wěn)定碎石層+二灰碎石+石灰土底基層”結(jié)構(gòu)，這種無(wú)機(jī)結(jié)合料是由固相、液相和氣相組成，固液氣三相在降溫過(guò)程中相互作用，使無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料產(chǎn)生體積收縮。這其中水是此類材料溫度收縮的主要影響因素，水對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料的影響主要通過(guò)毛細(xì)管張力、擴(kuò)張作用和冰凍作用實(shí)現(xiàn)。當(dāng)毛細(xì)水蒸發(fā)完后，半剛性基層材料的吸附水也會(huì)開(kāi)始蒸發(fā)，顆粒表面水膜就會(huì)變薄，使得顆粒間距變小，分子力增大，導(dǎo)致整個(gè)路面層體積進(jìn)一步收縮，吸附水引起的收縮量要比毛細(xì)管作用的影響大得多，當(dāng)吸附水膜減薄到一定程度后，就會(huì)停止收縮。由于壓實(shí)后水泥的密度不足，土質(zhì)不均勻，其中的水分蒸發(fā)使水泥穩(wěn)定基層水分不斷減少，基層發(fā)生體積收縮，形成基層收縮裂縫，并導(dǎo)致裂縫頂端產(chǎn)生應(yīng)力集中，裂縫向面層擴(kuò)展，更終到達(dá)路表，形成反射裂縫。

　?。?）氣候溫度條件。高速公路上瀝青面層上的非荷載裂縫主要是溫度裂縫，而裂縫的數(shù)量及分布密度與溫度下降幅度關(guān)系密切，隨著低溫持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)，裂縫也會(huì)不斷增多和加密,同一條裂縫寬度也會(huì)逐漸加寬。當(dāng)溫度較高的條件下，瀝青材料的良好的應(yīng)力松弛性能使得溫度升降產(chǎn)生的變形不致產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫下降時(shí)，瀝青材料就會(huì)逐漸發(fā)硬并開(kāi)始收縮，瀝青面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力如果超過(guò)了瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層就會(huì)開(kāi)裂。尤其在日夜溫差大的地區(qū)，在瀝青面層中會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，長(zhǎng)期的溫度反復(fù)升降會(huì)導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，減小瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變，加上瀝青的老化使瀝青應(yīng)力松弛性能降低，更終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度，使路面產(chǎn)生裂縫。

　?。?）車輛載荷作用。在高速公路路面裂縫的各分車道的分布規(guī)律調(diào)查中，唧漿、裂縫的分布主要以行車道為主，路面橫縱裂縫交錯(cuò)，甚至產(chǎn)生網(wǎng)裂，這充分說(shuō)明重載車輛對(duì)路面裂縫的影響非常大，甚至使道路發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。調(diào)查表明，瀝青路面破壞往往集中在春秋多雨季節(jié)，當(dāng)瀝青路面透水嚴(yán)重或排水不暢時(shí)，雨水通過(guò)瀝青面層空隙或縫隙，浸濕各結(jié)構(gòu)層材料甚至路基土，使其變形增加，強(qiáng)度下降，承載力降低，使用壽命縮短。尤其是在行車荷載的作用下，進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層之間的空隙中的水分，會(huì)成為高孔隙水壓力和高流速的水流，沖刷層面材料，促使瀝青面層出現(xiàn)剝落、松散等病害，進(jìn)而破壞整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的使用性能。

　　3. 常見(jiàn)的裂縫防治措施。

　?。?）貼縫帶貼縫處置法。首先清除裂縫污物，再根據(jù)裂縫大小，裁割好貼縫帶尺寸，一般為2cm寬，還要注意避免貼縫帶貼面受污染。用噴火槍烘烤貼縫帶，當(dāng)縫面出現(xiàn)油點(diǎn)而貼縫帶粘貼面變油滑時(shí)，貼縫帶便可粘貼在縫面上。在貼縫縫帶收尾部分，烘烤時(shí)間應(yīng)稍長(zhǎng)一些。

　?。?）機(jī)械灌縫。主要采用開(kāi)槽機(jī)，灌縫機(jī)，空壓機(jī)等進(jìn)行灌縫處理。包括開(kāi)槽，清縫，灌縫，冷卻等工藝流程。是目前使用較多的一種灌縫處理方法。

　?。?）普通灌縫法。即采用人工在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瀝青進(jìn)行加熱，用鐵壺或?qū)Ｓ闷骶哌M(jìn)行灌縫，一般需澆灌2-3遍，待瀝青冷卻即可。此法簡(jiǎn)便易行，費(fèi)用較低，但處理效果較差，需每年重復(fù)施工，不提倡使用。

　　 三、京津塘高速公路裂縫處理措施

　　京津塘高速公路是連接北京、天津和塘沽的高速公路，全長(zhǎng)142.69公里,其中北京段35公里。

　　京津塘高速公路北京段自1990年亞運(yùn)會(huì)開(kāi)通以來(lái)，已連續(xù)運(yùn)營(yíng)超過(guò)18年，路面老化、破損嚴(yán)重，而瀝青路面產(chǎn)生裂縫就是其中更主要的集中破壞之一。京津塘高速公路北京段路面裂縫較多，而且有的裂縫較寬較深，工作量大，因此采用機(jī)械灌縫。

　　1.材料和設(shè)備的選用。

　　(1)灌縫材料。灌縫材料采用從新加坡引進(jìn)的的一種灌縫材料－高彈密封膏，此材料粘附性和抗老化能力強(qiáng)。

　　(2)灌縫設(shè)備。美國(guó)科來(lái)福公司是世界上更大的一家生產(chǎn)公路養(yǎng)護(hù)設(shè)備的公司，本工程均引進(jìn)該公司的設(shè)備。開(kāi)槽機(jī)采用美國(guó)科來(lái)福公司的Model-200開(kāi)槽機(jī)；清理機(jī)采用該公司生產(chǎn)的熱空氣槍進(jìn)行清縫處理；灌縫機(jī)采用該公司的SS-125DC進(jìn)行灌縫。

　　2.灌縫工藝過(guò)程。

　　(1)開(kāi)槽。首先啟動(dòng)開(kāi)槽機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至更大，然后抬起T型離合器手柄，搬動(dòng)刀頭升降開(kāi)關(guān)將裂縫跟蹤指示器對(duì)準(zhǔn)裂縫，向后拉動(dòng)開(kāi)槽機(jī)，便可自動(dòng)沿裂縫軌跡進(jìn)行開(kāi)槽作業(yè)。對(duì)于細(xì)縫可畫(huà)線作標(biāo)記。

　　(2)清縫。利用熱空氣槍產(chǎn)生的高壓空氣對(duì)開(kāi)槽的裂縫進(jìn)行清理，尤其是積水潮濕的裂縫，使用熱空氣槍既能清除塵土和殘?jiān)帜軐?duì)裂縫進(jìn)行烘干和一定程度的加熱，這樣能加強(qiáng)填縫材料與裂縫的粘合作業(yè)。

　　(3)灌縫。啟動(dòng)灌縫機(jī)，向加料倉(cāng)中加入高彈密封膏，然后在控制箱上設(shè)定灌縫材料溫度，打開(kāi)控制箱上燃燒器開(kāi)關(guān)，加熱45分鐘左右，材料即可達(dá)到設(shè)定溫度，再將加熱軟管卸下，扣動(dòng)噴槍上的扳機(jī)，就可以向裂縫中進(jìn)行灌料，出料速度可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整。更后用密封膠在槽口左右各貼出30mm左右。

　　(4)冷卻。灌縫后，讓密封膠冷卻20分鐘即可放行通車。

　　3.應(yīng)用效果。

　　對(duì)裂縫灌縫處理半年之后，對(duì)該路段進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下。

　　(1) 對(duì)灌縫處進(jìn)行滲水試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)封水效果良好，路面的積水很難滲到地基層。

　?。?）從抽芯和開(kāi)挖情況看，漿液只進(jìn)入了裂縫空隙，并沒(méi)有進(jìn)入完好的瀝青層，說(shuō)明取得了預(yù)期效果。

　?。?）從彎沉檢測(cè)看，注漿后彎沉值明顯比注漿前減小，且與完好路段的彎沉值較接近，說(shuō)明灌漿補(bǔ)縫確實(shí)起到了補(bǔ)強(qiáng)作用，且基層頂面反應(yīng)模量也得到了提高。

　　 四、結(jié)束語(yǔ)

　　從本工程的測(cè)試效果來(lái)看，說(shuō)明機(jī)械灌縫不僅施工方便，而且對(duì)裂縫修復(fù)效果良好，今后的道路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)該更多的采用技術(shù)和設(shè)備，努力提高我國(guó)高速公路養(yǎng)護(hù)水平。

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