本文摘要:【摘要】為了解決高速公路瀝青路面裂縫帶來的一系列問題,本文主要以加強某高速公路瀝青路面裂縫處治為案例,分析高速公路瀝青路面裂縫類型以及產生原因,并針對相關的問題提出相應的解決方法,希望能夠對相關人員開展瀝青路面裂縫處治工作有所幫助。 【關鍵
【摘要】為了解決高速公路瀝青路面裂縫帶來的一系列問題,本文主要以加強某高速公路瀝青路面裂縫處治為案例,分析高速公路瀝青路面裂縫類型以及產生原因,并針對相關的問題提出相應的解決方法,希望能夠對相關人員開展瀝青路面裂縫處治工作有所幫助。
【關鍵詞】高速公路;路面裂縫;處治技術
0引言
高速公路在運營過程中會受到地質條件、環境因素、車輛載荷等多種因素的影響,容易產生不同類型的路面裂縫病害,這些裂縫病害會對高速公路路面的正常使用造成較大影響。在實際應用過程中需要仔細分析瀝青路面裂縫的類型和原因,在此基礎上采取針對性的措施進行治理和養護,確保高速公路的正常使用,延長其使用壽命。
高速公路論文: 基于屬性理論的西部地區高速公路后評價
1案例基本概況
成德南高速路面厚度為68.6cm,即4cm厚改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13表面層,6cm厚中粒式瀝青混凝土AC-20中面層,8cm厚粗粒式瀝青混凝土AC-25下面層,稀漿封層0.6cm,20cm厚水泥穩定碎石基層,30cm厚水泥穩定碎石底基層。設計時速為80km/h,最高限速為120km/h,最低限速為60km/h,路基寬度24.5m,路面寬度10.5×2=21m,經過近九年的運營,路面逐漸產生裂縫。
2高速公路瀝青路面裂縫類型及原因分析
2.1裂縫類型
(1)橫向裂縫。筆者對成德南高速路面進行現場勘查,發現橫向裂縫是最常見的一種裂縫,經分析主要原因是在重交通荷載作用下,隨著路面使用年限增加,路面結構強度逐漸疲勞衰減,半剛性基層底部產生拉應力,當拉應力大于基層材料的抗拉強度時,基層底部很快開裂,直至瀝青面層出現裂縫。當然產生橫向裂縫的原因還很多,例如溫縮效應、結構疲勞、施工質量存在缺陷、車輛荷載作用等影響都有可能是形成橫向裂縫的原因。總的來說,此種裂縫大多屬于非荷載性裂縫的類型。
(2)縱向裂縫。縱向裂縫可以分成疲勞性裂縫、表面裂縫等類型,通過觀察成德南高速公路上縱向裂縫的位置能夠看出,該裂縫主要出現在主車道距離路堤邊緣3~5m范圍內,這些區域是縱向裂縫的高發區域。縱向裂縫大多屬于荷載性裂縫,此類裂縫危害性較大,如不及時處治,病害發展嚴重將會造成路面結構破壞,嚴重影響道路使用功能。
(3)龜裂。當瀝青路面出現一條或數條平行縱向裂縫時,在車輛重復荷載作用下,路面結構強度發生減弱破壞,路面裂縫連通起來,形成多邊、銳角的小塊,發展成為網狀或龜紋狀的裂縫。
2.2瀝青路面裂縫形成原因分析
(1)施工質量方面的原因。路面施工縫銜接處理不規范,路面攤鋪不均勻或碾壓不密實,水泥穩定碎石基層所用水泥用量超標或碾壓不密實,路基零填挖處理不符合設計要求,路面橫向排水管施工不規范等等,在溫度和車輛荷載作用下都會在對應區域產生路面裂縫。同時,無論是路面還是路基材料,一旦材料質量不符合標準、材料性能不滿足具體工程需要、施工質量控制不嚴等都會影響道路設計強度和耐久性,都會引發瀝青路面產生裂縫。除此之外,由于材料質量方面的原因造成的裂縫情況也容易產生在頂部應力較為集中的區域,這些區域產生的裂縫也會逐漸向面層進行擴展,從而在路面形成反射裂縫。
(2)天氣方面的原因。天氣因素也是引發高速公路路面裂縫的關鍵性原因,受天氣變化的影響會在路面內部產生溫度應力,若是長期受到此應力的作用就會造成裂縫的產生。總的來說,天氣對高速公路的影響更多體現在環境因素明顯差異方面,高速公路的基層和面層所受到的環境影響(主要是溫度、濕度等)一旦存在較大差異,長此以往就容易引發裂縫問題。受到較大溫度波動的影響,路面所用材料的應力松弛性會發生較大的差異,隨著外部溫度的逐漸降低,路面所用材料會漸漸收縮變硬,從而形成收縮拉應力,一旦此拉應力超出限定材料標準就容易造成路面產生裂縫問題。
(3)地下水方面的原因。所在區域的地下水情況也是造成裂縫的主要原因之一。主要是因為高速公路路線長,不同區域的地下水分布存在較大的差異,若公路路側排水不暢,地下水會滲透進上路床以及路面結構層間間隙,在車輛荷載反復作用下,上路床發生軟化以及路面結構層間的水產生壓動力,對瀝青混合料產生沖刷,導致瀝青與集料之間的黏結力喪失,路面結構底產生拉應力,從而產生路面裂縫,在車輛持續載荷作用下就容易發展成網裂,最終損壞路面結構。
3高速公路路面裂縫處治管理技術高速公路瀝青路面裂縫處治應遵循“早發現早處治”的原則,發現路面裂縫應盡早采取措施處治,封閉防水,防止病害發展擴大。常見的瀝青路面裂縫處治方式有貼縫、灌縫、開槽挖補等。
3.1貼縫當路面裂縫病害比較輕微,裂縫單一,無支縫發生,縫寬不超過10mm時可以采取貼縫方式進行裂縫處治。貼縫帶一般由瀝青基的高分子聚合物、高強抗材料、耐高溫材料復合而成。根據貼縫材料不同可分為熱粘式貼縫帶和自粘式貼縫帶,施工工藝都相對簡單,即對路面裂縫基面進行清理干凈后,沿裂縫走向粘貼封閉即可。對于裂縫寬度小于5mm的,可直接粘貼;寬度大于5mm的嚴重裂縫應采用瀝青灌縫后再粘貼。
兩種貼縫帶的區別在于熱貼式貼縫帶需要對貼縫帶和路面裂縫采用噴槍加熱處理,而自粘式貼縫帶可以直接粘貼。施工時貼縫帶略長于路面裂縫,貼縫帶粘貼后應與路面貼合緊密,無空鼓翹曲。由于此種裂縫處治方式工藝簡單,施工便捷,交通恢復快,在近些年瀝青路面裂縫處治中被廣泛使用。
3.2灌縫
當路面集中出現較多的裂縫,裂縫邊緣輪廓清晰,裂縫寬度小于20mm時可以采取灌縫方式進行裂縫處治。通過對路面裂縫開縫、清縫,采用灌縫設備將加熱后的熱熔型高分子聚合物密封膠或改性瀝青灌入裂縫中,達到封閉防水的處治效果。施工時應注意:①根據裂縫實際情況確定開縫尺寸,開縫深度應大于等于開縫寬度;②清縫時采用高壓氣流清除縫內的雜物以及松動的骨料;③灌縫一定要連續、飽滿,灌縫材料略高于路面。此種處治方式工藝成熟,對裂縫寬度稍寬的裂縫病害處治效果相對較好。
3.3開槽挖補當裂縫病害嚴重,裂縫較寬,上述兩種處治方式已經無法滿足處治要求時,可以采取開槽挖補的方式進行處治。沿路面縫隙的走向切割出寬約100cm的凹槽,凹槽深度應根據裂縫的發展深度情況確定,在各路面結構層交界處做成臺階狀,面層之間加鋪防裂卷材處理。在清槽后,采用瀝青混合料填塞,然后采用小型振動壓實機械分層壓實。
3.4龜裂修補龜裂修復的處治方式類同于坑槽挖補,遵循“圓洞方補,斜洞正補”的原則。龜裂修補的輪廓線與行車方向平行或垂直,并超過破損邊界10~15cm。開槽深度根據破損結構層所在的最底層深度確定,各路面結構層間做成臺階狀,面層之間加鋪防裂卷材處理。在清槽后,采用瀝青混合料填塞,然后采用小型振動壓實機械分層壓實。
3.5路面銑刨罩面中的裂縫處治在瀝青路面銑刨罩面施工前,先做好路面裂縫調查,根據裂縫嚴重情況進行分類處治,以達到良好的病害處治效果,從而保障瀝青路面罩面施工質量。
3.5.1單一裂縫
若路面裂縫單一,并無沉陷或唧漿等病害時,可在路面銑刨后將基面清理干凈,在裂縫處鋪貼50cm防裂卷材,再進行罩面攤鋪。
3.5.2裂縫有支縫并伴有沉陷、龜裂等其他病害當裂縫病害嚴重時,應對路面結構進行逐層銑刨檢查,清掃干凈后仔細觀察每一層路面結構裂縫病害及基面有無松散破損。當瀝青基面病害情況表現為單一裂縫及基面松散破損深度在2~3cm以內時,則在裂縫處鋪貼50cm防裂卷材,再逐層攤鋪恢復路面結構。當瀝青基面松散破損深度超過3cm時,應繼續銑刨到下一層路面結構層,在對裂縫鋪貼50cm防裂卷材后,再逐層攤鋪恢復路面結構。當瀝青路面各結構層均銑刨完成后,發現水泥穩定基層存在松散破損病害情況時,應清除松散的材料,采用貧混凝土進行修補至水泥穩定基層頂面,再逐層攤鋪恢復路面結構。
3.6其他路面裂縫處治方式當路面裂縫病害特別嚴重,其深度已經發展到路基中,采取鉆孔壓漿法也是比較常用的方法。在裂縫兩側均勻布設壓漿孔,通過鉆孔壓漿使水泥漿填充到路基中達到固結作用,阻止裂縫發展。高速公路路面的養護是減少裂縫發生的重要手段,要對養護和處治技術給予足夠的重視,采取最適宜的養護措施不斷增強高速公路路面的養護效果。例如可以通過強化劑或者路面再生技術來實現高速公路路面持續性強化的標準要求,從而減少路面裂縫。
4結語
高速公路瀝青路面的裂縫病害看似簡單,但它卻是大多數瀝青路面病害的初期征兆,在高速公路養護管理中必須高度重視,一定要及時處治,否則發展嚴重后會直接影響公路的正常使用。在裂縫病害處治過程中需要充分分析其產生類型和原因,在此基礎上采取相應的措施進行處治,早發現早處治,確保路面的使用壽命,獲取更加長遠的效益。
參考文獻:
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作者:閆平
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