大同周邊瀝青路面裂縫調(diào)查分析
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摘要：隨著我國公路里程的持續(xù)增加，瀝青混凝土路面的施工與養(yǎng)護也面臨著更大的挑戰(zhàn)。在某公路工程（起訖里程為K98+387~K297+697）檢測工程中，發(fā)現(xiàn)了很多路面裂縫。文章對裂縫統(tǒng)計歸類，并根據(jù)以往的處治經(jīng)驗以及文獻調(diào)研進行原因分析，最終提出相應的防治措施養(yǎng)護建議，以期為類似的公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護提供參考。
關鍵詞：公路工程；養(yǎng)護技術；裂縫成因；瀝青路面
1引言
我國公路工程發(fā)展迅速，其中路面的施作與養(yǎng)護更是公路工程中的技術關鍵。瀝青混凝土路面因為其表面平整、行車舒適、噪音低、施工便利等優(yōu)點在路面施作選擇中占據(jù)絕對優(yōu)勢，同時也暴露出來了很多病害，例如：坑槽、擁包，沉陷，裂縫等等，其中當屬裂縫對于瀝青路面的危害最大。導致路面出現(xiàn)裂縫病害的原因有超載、超限、溫差，施工工藝，路面水損害等。針對不同原因導致的瀝青路面裂縫危害有著不同的防治措施以及養(yǎng)護方法[1-4]。2013年，長沙縣公路管理局李鑫[5]對某地區(qū)某干線公路裂縫進行了統(tǒng)計，隨后采用了開槽灌縫、貼縫、改性瀝青養(yǎng)護劑滋縫對其進行防治，并在后期詳細統(tǒng)計了其效果。2005年，河北省道路橋梁養(yǎng)護檢測中心王子鵬[6]統(tǒng)計了多種裂縫修補措施的施作效果，從施工難度、成本、使用年限等多個方面對效果進行對比，并對不同等級公路使用的修補措施進行建議。防治措施與養(yǎng)護管理制度的選擇一方面對路面健康有著重要的意義，另一方面也與經(jīng)費息息相關。公路檢測工程中，首先詳細統(tǒng)計并嚴格分類裂縫，找準導致病害發(fā)生的原因，對癥下藥。在路面裂縫災害防治工作中做到不刻意省錢，不隨意花錢。本文依托某公路工程（起訖里程為K98+387~K297+697）檢測工程中，對于路面裂縫的處治工作提出相關建議，希望為類似檢測工程提供新思路、新方法。
2工程概況
某公路工程起訖里程為K98+387~K297+697，先后經(jīng)過平原區(qū)和平原微丘區(qū)及軟土地基段。公路路面為瀝青路面，根據(jù)路面裂縫統(tǒng)計結果可知，軟基段中的裂縫數(shù)量最多，其平均長度為2112m/km左右；其次是平原區(qū)，其路面裂縫平均長度為1342m/km；平原微丘區(qū)段中路面裂縫最少，其平均長度為532m/km。裂縫的寬度在0.2mm~12mm范圍內(nèi)。最大的一條縱縫長度為2863m，路面上縱縫總長為5891m，橫縫總長為176969m。所有橫縫中，達到半幅貫通的，其平均距離為80mm~150m，大部分路面上的橫縫長度在5mm~10m范圍內(nèi)，占比達70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達92條/km。在挖方段中，橫縫數(shù)量相對較少，平均每150m有1條，而在采用SMA混合料的路段中，橫縫數(shù)量為平均每80m有1條。在重粘土段落中，路面裂縫數(shù)量較多，而在砂土段落中，路面裂縫數(shù)量相對較少。
3瀝青路面裂縫形式與原因分析
3.1瀝青路面裂縫形式
（圖1~圖4）較多，而在砂土段落中，路面裂縫數(shù)量相對較少。
3瀝青路面裂縫形式與原因分析
3.1瀝青路面裂縫形式（圖1~圖4）。
從裂縫的走向，可以將裂縫分為以下幾類：橫向裂縫：裂縫走向大致垂直于道路的走向，裂縫總體上較為規(guī)則，單條分布，裂縫寬度多在1mm及以上?？v向裂縫：裂縫走向大致平行道路走向，裂縫總體較為規(guī)則，單條分布，裂縫寬度多在1mm及以上。龜裂：裂縫以區(qū)域分布，按樹狀分布，形狀、寬度不一且大部分寬度較大，相鄰裂縫間距較小，裂區(qū)混凝土存在明顯變形。網(wǎng)裂：裂縫以區(qū)域分布，按網(wǎng)狀分布，裂縫間寬度較小，相鄰裂縫間的距離較大，裂縫區(qū)域路面無明顯變形。從裂縫致病原因分析可以將裂縫分為反應裂縫，低溫裂縫，溫度疲勞裂縫等等。低溫裂縫：瀝青混合料溫敏性較強，溫縮系數(shù)較大，當氣溫較低時，拉應變較大，抗拉強度小于拉應力之后，結構的薄弱點隨即產(chǎn)生裂縫。因此裂縫較大，多表現(xiàn)為橫向裂縫。溫度疲勞裂縫：有些地區(qū)晝夜溫差大，溫差應力存在于道路面層中，隨著溫度變化持續(xù)作用，在結構較薄弱的時候，將產(chǎn)生大量裂縫，反射裂縫：對于半剛性基層，基層成型后表面存在一些細微的裂縫，在超載或者地質(zhì)等原因的影響下，基層易產(chǎn)生裂縫，伴隨外在因素的不斷影響，裂縫逐漸向面層貫穿。荷載裂縫：在汽車行駛過程中，會產(chǎn)生相應的荷載，路面基層底部會產(chǎn)生一定的拉應力，隨著拉應力作用的累積，基層逐漸被破壞，出現(xiàn)裂縫，這種裂縫向上延伸至面層，導致面層，出現(xiàn)裂縫。
3.2瀝青路面裂縫致病原因
路基的地基土、道路修建區(qū)域的氣候，基層材料、行車荷載、道路材料等都是裂縫致病的原因。①氣候因素。例如：低溫橫裂、溫度疲勞裂縫就是氣候導致的，對于高海拔區(qū)域甚至凍土區(qū)域，低溫橫裂時瀝青路面常見的病害之一。盆地等其他晝夜溫差大的區(qū)域易導致溫度疲勞裂縫。②工程地質(zhì)條件因素。地基的穩(wěn)定性對于公路工程整體質(zhì)量非常重要。對軟土地基以及巖溶地區(qū)而言，運營期間、地下空洞以及地下水容易導致基層的不均勻沉降，進一步引發(fā)瀝青路面裂縫。③施工質(zhì)量因素。施工因素是影響路基質(zhì)量的重要方面，例如路基壓實度不足，導致不均勻沉降，易導致橫向裂縫以及縱向裂縫，結構厚度不夠的時候，會引發(fā)局部的龜裂、網(wǎng)裂。④施工材料影響。施工材料的質(zhì)量對于結構物的影響尤為重要，如果所使用材料在正確的施工方法下，仍然不能使結構物達到設計強度，結構物在后期運營過程中同樣會產(chǎn)生裂縫。例如路基填筑材料不達標，水泥質(zhì)量不達標，在運營期間可能會發(fā)生局部的破損，例如龜裂和網(wǎng)裂。⑤超載影響。在運營過程中，車輛流量難以控制，在超載的情況下，超出了公路的承受能力。加劇了路面的老化，進而引發(fā)高速公路的裂縫。
3.3依托工況裂縫形式及致病原因分析
從依托工況裂縫統(tǒng)計結果來看，橫向裂縫、縱向裂縫較多。其中橫向裂縫總長為176969m。分析其原因，歸結為氣候因素以及地質(zhì)因素，但不排除其他因素的影響。由設計方提供的資料以及現(xiàn)場取樣可知：多處基層未表現(xiàn)出裂縫，不存在反射裂縫。但是在軟土地基段，存在一根長度高達為2863m的縱向裂縫。在軟土地基處，橫向的不均勻沉降易導致瀝青路面的縱向裂縫，在施工過程中，當路基邊部壓實度未達到相應的標準時，處于路基邊的非機動車道很可能出現(xiàn)縱向裂縫。地基和填土在橫向連接時存在不均勻的現(xiàn)象，連接處易出現(xiàn)橫向裂縫，這給地表水滲入地基提供了通道，軟土地層在壓實度不一致的情況下遇到水害易產(chǎn)生不均勻沉降，這些不均勻沉降可能導致路面的橫向裂縫或者縱向裂縫。隨著裂縫的增多，這無異于增加了水滲入地基土的通道，進而進一步導致地基的不均勻沉降，這是一個惡性循環(huán)。路面出現(xiàn)長度高達為2863m的縱向裂縫，除了局部不均勻沉降之外，軟土地基范圍內(nèi)地基兩側壓實度不達標。其次是平原區(qū)，其路面裂縫平均長度為1342m/km；平原微丘區(qū)段中路面裂縫最少，其平均長度為532m/km。這兩個區(qū)域地基土有了較好的提升，裂縫較少，但仍然存在較多的裂縫。該平原區(qū)域氣溫較低，不同季節(jié)溫差較大。從調(diào)查結果可知：所有橫縫中，達到半幅貫通的，其平均距離為80mm~150m，大部分路面上的橫縫長度在5mm~10m范圍內(nèi)，占比達70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達92條/km。從出現(xiàn)的特征來看，極大的可能是溫度裂縫。夏天看似完整的路面，到了冬天，由于溫度變化較大，會出現(xiàn)較多橫向裂縫，這些裂縫大部分都是等距的，這符合調(diào)查的結果。路面過早出現(xiàn)較大、較長、較為密集的裂縫，會嚴重影響路面的使用年限，提早進行防治和養(yǎng)護是明智的選擇。
4瀝青路面裂縫防治技術
4.1瀝青路面裂縫治理措施
高速公路裂縫類型多樣，致病原因多種多樣，合理的治理技術，對于延長道路使用壽命，提高行車舒適度有著積極的意義。①壓漿法。裂縫壓漿法操作簡便，原材料易得，用途廣泛。原理在于開始使用環(huán)氧樹脂材料對其進行封堵。利用裂縫治理使用的噴嘴將配置好的原材料注入到裂縫中，對其進行填充，以免進一步擴大。②灌縫法。對于寬度處于0~5mm這個范圍內(nèi)的裂縫，適合采用灌縫法。將瀝青加熱至適宜的溫度（150°~160°），對裂縫進行灌入，這種方式可以在短時間內(nèi)阻止裂縫的進一步發(fā)展，但是不能從根本上解決問題。③挖補法。挖補法通常在裂縫寬度大于25mm的時候進行使用。另外，對于軟土地基以及其他類型的易發(fā)生沉降的地區(qū)，如果存在較大，較多較為密集的裂縫。也應該考慮對病害處進行挖補，然后將路基重新壓實，進行填補，從而進行修補。④攤鋪法?？紤]到5mm以上的裂縫，使用攤鋪法進行處理，首先在裂縫處路面進行乳化瀝青噴灑。然后采用細料攤鋪填充。如果路面存在龜裂，可以使用噴油封面，防止水害。
4.2依托工況裂縫選擇防治措施
壓漿法和灌縫法是瀝青路面裂縫治理常用的措施，有著高效率、施工難度小、低成本的優(yōu)點。該工況中非軟土地基，可以選擇壓漿法進行修補。壓漿法適用于，寬度在0.2mm~12mm范圍內(nèi)的裂縫。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，對小于3mm的裂縫不進行處理，大于25mm的裂縫進行挖補法治理，非軟土段將3mm~12mm的裂縫選擇壓漿法治理。軟土地基的裂縫則采用壓漿法與挖補法相配合的治理方法，在統(tǒng)計結果中，雖然未發(fā)現(xiàn)大于25mm的裂縫，但是并不意味著裂縫不會進一步發(fā)育。地基存在不均勻沉降，應該將路面挖除，重新路基填筑，最終實現(xiàn)對裂縫的挖補處理，達到養(yǎng)護的目的。
5瀝青路面養(yǎng)護管理要點
5.1路面養(yǎng)護技術要點
為了保證養(yǎng)護質(zhì)量，工作人員在養(yǎng)護工作中需要做到如下兩點：①嚴格按照相應的施工步驟進行施工，切勿按照自己的理解大概施作。在施工過程中保證施工人員、施工材料、施工方法、施工機械不出問題，保證工作過程中的每一道工序都能經(jīng)得起檢驗。②養(yǎng)護工作的精細化處理，對相關工序進行質(zhì)量控制。在檢測工程中，面對繁多的裂縫，對其一一進行檢查，然后詳細分類，判斷各類裂縫產(chǎn)生的原因，并對此采取相應的處治措施，對比經(jīng)濟效應，爭取從根本上解決路面裂縫的防治問題。
5.2瀝青路面裂縫養(yǎng)護要點
首先要做好路面封層，如果路面處于不存在荷載裂縫的情況下，可以采用碎石封層，這項工藝可以改善路面的抗滑性能以及減輕路面的磨損。對于老舊瀝青路面的養(yǎng)護，可以使用霧封層工法進行養(yǎng)護，將慢凝乳化瀝青稀釋后灌入裂縫，以達到養(yǎng)護的目的。對于抗滑能力不足的路面，可以采用細砂封層，防止空氣進入。瀝青路面罩面技術以其成本適中、養(yǎng)護效果好、高性價比的特點被廣泛用于養(yǎng)護工程。原理在于利用瀝青罩面處治后的公路面層具有良好的防水、抗滑效果。
6結語
瀝青路面的養(yǎng)護工作任重道遠，由于裂縫的多樣性以及養(yǎng)護工作的多樣性，對于某一路段的大量裂縫，需要做好統(tǒng)計工作。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)結合現(xiàn)場分析其成因，選擇合適的有效技術處治，以恢復瀝青路面正常使用性能。
參考文獻
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作者：李保 單位：大同北高速公路管理有限公司
