(海南省公路管理局樂東公路分局,海南 樂東 572500)
瀝青路面裂縫的產(chǎn)生具有不可抗性,幾乎所有的瀝青路面均會(huì)產(chǎn)生裂縫,只是程度不同。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因,可以將瀝青路面裂縫分為4種形式,分別為反射性裂縫、溫縮性裂縫、脆性裂縫及疲勞性裂縫。裂縫的出現(xiàn),容易造成瀝青路面出現(xiàn)坑槽、沉陷等狀況,裂縫病害約占瀝青路面總病害的50%左右,若將車轍類病害也考慮在內(nèi),則裂縫病害所占的比例將高達(dá)85%以上。正因公路瀝青路面裂縫普遍多發(fā),極大地增加了路面養(yǎng)護(hù)的工作量。
無論瀝青路面的基層是半剛性的還是柔性的,都不可避免地會(huì)產(chǎn)生裂縫,而且裂縫的產(chǎn)生不僅會(huì)影響路面的使用性能,還會(huì)影響路面的使用壽命,引起公路瀝青路面裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面。
設(shè)計(jì)原因。從設(shè)計(jì)的角度來看,若瀝青路面出現(xiàn)裂縫,主要需要考慮兩方面的因素,即路面結(jié)構(gòu)和路面厚度。如果路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不符合施工要求、路面厚度達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,在車流量及車荷載逐年增加的狀況下,路面強(qiáng)度無法滿足實(shí)際要求,路面裂縫隨之產(chǎn)生。
材料原因。在瀝青路面施工階段,瀝青混合料的質(zhì)量直接影響到瀝青路面的施工質(zhì)量,若在采購環(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格把關(guān),將質(zhì)量存在問題的材料應(yīng)用到施工中,則瀝青路面容易出現(xiàn)早期裂縫,施工人員需要給予足夠的重視。
施工原因。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:在施工材料選擇時(shí),瀝青及其他物料不能滿足工程需求;在瀝青鋪設(shè)施工時(shí),橫向?yàn)┩坎痪鶆?,致使瀝青混合過程中出現(xiàn)離析狀況,最終引起瀝青路面在縱向密度方面表現(xiàn)出較大的差異性。與此同時(shí),若是鋪設(shè)時(shí)間過長,則在瀝青碾壓時(shí)溫差偏大,容易出現(xiàn)裂縫。
超載原因。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在道路運(yùn)營過程中,超載問題較為突出,這已經(jīng)成為瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。超載會(huì)造成拉應(yīng)力超出材料的抗拉能力,引起裂縫的出現(xiàn)。此外,超載車輛頻繁地變換車速,會(huì)產(chǎn)生加大的剪切應(yīng)力,很大程度上加劇裂縫的產(chǎn)生。
氣候原因。在瀝青路面施工時(shí),若是環(huán)境溫度不斷下降,則路面會(huì)發(fā)生收縮效應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)生收縮裂縫。
相關(guān)研究表明,公路瀝青路面裂縫是不可能完全消除的,因?yàn)樾旭傑囕v及外部環(huán)境的影響,比如溫度、光線等,瀝青路面會(huì)出現(xiàn)疲勞狀態(tài)和氧化問題,導(dǎo)致疲勞裂縫出現(xiàn),若是沒有及時(shí)養(yǎng)護(hù)路面,則裂縫會(huì)由初始的表層逐漸向基層深入,瀝青路面的基本結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之被破壞,這時(shí)只能通過重新鋪筑才能使整個(gè)路段得以恢復(fù),不但造成大量人力、物力、財(cái)力消耗,還會(huì)影響車輛通行。在養(yǎng)護(hù)瀝青路面時(shí),可以采用瀝青再生技術(shù),在混合料中加入一定的再生劑或者新瀝青,使瀝青的理化性質(zhì)得以恢復(fù),提高路面的抗氧化性和抗拉性,從而達(dá)到延長路面使用年限的目的。
微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)是近期發(fā)展起來的一種先進(jìn)的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),主要應(yīng)用于高速公路及機(jī)場跑道等高級路面。物料主要是由聚合物改性乳化瀝青、100%軋碎集料、礦物填料、添加劑等物質(zhì)組成,由專門的設(shè)備攤鋪一次即可完成養(yǎng)護(hù),攤鋪后的路面更為平整,并且具有良好的耐磨性和耐水性,在山西、四川等地的高速公路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用較為廣泛,而且效果也較為理想。
熱瀝青灌縫撒料法主要用于修補(bǔ)公路瀝青路面的表層裂縫,操作流程也較為簡單,主要的養(yǎng)護(hù)設(shè)備為瀝青熱爐和噴涂裝置,具體的操作流程為:首先清理路面裂縫,除去其中的雜物,保持裂縫清潔;其次將瀝青加熱融化,然后將瀝青倒入裂縫中;最后將細(xì)集料鋪撒在裂縫處并攤平,待瀝青冷卻后正常通車。這種修補(bǔ)方法可以最大限度地減少對交通的影響,只需占用較小的空間,即使妨礙交通也能在很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)通車。
路表封層可以分為3種類型,分別為霧狀封層、瀝青表處和碎石封層。霧狀封層是通過瀝青撒布車向?yàn)r青路面噴灑一層乳化瀝青,乳化瀝青不含集料并且是被稀釋過的,這樣可以使路面對車輛負(fù)載的分配更為均勻,降低路面的老化速度。瀝青表處主要是將乳化后的瀝青與相關(guān)的集料按照一定比例混合,需要注意的是乳化瀝青是經(jīng)過聚合物改性的,然后將混合料攤鋪在路面上,其作用原理與霧狀封層相同。碎石封層是在乳化瀝青的基礎(chǔ)上進(jìn)行碎石攤鋪,然后再用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),直至碎石完全嵌入到路面中。
開槽灌縫法主要是利用專門的設(shè)備在裂縫處開挖,形成寬度在1cm~1.5cm、深度在1.5cm~2cm的人工槽,裂縫修補(bǔ)膠融化后倒入人工槽中,修補(bǔ)膠可以使路面緊緊地黏合在一起,從而達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。該方法只適用于表層裂縫的修補(bǔ),并且修補(bǔ)效果良好,能有效地提升路面使用年限。在施工過程中需要注意以下幾點(diǎn):第一,為了達(dá)到良好的修補(bǔ)效果,避免施工材料及環(huán)境溫度所帶來的影響,開槽橫截面的深寬比不宜大于2cm;第二,當(dāng)外環(huán)境的溫度較低時(shí),需要提前對開槽位置開展預(yù)熱,保證密封膠具有足夠的黏結(jié)力,在預(yù)熱過程中,應(yīng)避免火焰直接接觸路面,防止因?yàn)樘蓟磻?yīng)影響到密封膠的黏結(jié);第三,在灌縫施工結(jié)束后,待密封膠完全冷卻后方能通車,常溫狀態(tài)下冷卻時(shí)間在15min左右,當(dāng)外環(huán)境溫度較低時(shí),冷卻時(shí)間可以適當(dāng)縮短。對于交通壓力較大的城市主干道,可以在施工結(jié)束后在其表面撒些干砂或者采取其他措施,5min后可以通車;第四,灌縫施工中需要保證灌縫膠與路面持平,灌縫表面平滑無顆粒,灌縫處需要保證足夠的強(qiáng)度。
貼縫、灌縫養(yǎng)護(hù)法的基本流程如下:首先在瀝青路面上對裂縫走向進(jìn)行放樣處理,用石筆進(jìn)行詳盡地標(biāo)注,然后采用專門的設(shè)備對路面裂縫進(jìn)行充分加熱,當(dāng)裂縫的溫度及濕度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),即可以利用灌封機(jī)灌注,最后在裂縫處覆貼特質(zhì)的纖維布。纖維布具有較強(qiáng)的彈性和耐磨性,然后用橡膠錘將纖維布錘實(shí),保證其中無氣泡,纖維布與裂縫處充分密實(shí),施工完成后15min即可實(shí)現(xiàn)通車。
改性瀝青養(yǎng)護(hù)灌縫與熱瀝青灌縫撒料法差異不大,不同之處在以下兩個(gè)方面:石油瀝青被替換成養(yǎng)護(hù)劑;養(yǎng)護(hù)劑表面需要鋪撒適量的細(xì)沙。這種養(yǎng)護(hù)技術(shù)對于不超過3mm的微小裂縫效果良好,但是對于較大的裂縫養(yǎng)護(hù)效果不佳,雖然養(yǎng)護(hù)時(shí)間較多,但是耐用性有待于進(jìn)一步提升。某公路瀝青路面裂縫3種養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況如表1所示。從表中可以看出,開槽裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用的最為廣泛,貼縫、灌縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)成功率最高,而改性瀝青養(yǎng)護(hù)裂縫技術(shù)應(yīng)用較少,而且養(yǎng)護(hù)成功率有待于進(jìn)一步提升。
表1 某公路瀝青路面裂縫3種養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況
現(xiàn)階段,公路瀝青路面裂縫問題較為突出,各地需要根據(jù)路面實(shí)際情況及經(jīng)濟(jì)實(shí)力科學(xué)合理地選擇裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù),提升路面使用年限,保證行車安全,促進(jìn)公路事業(yè)健康、有序發(fā)展。