摘要:瀝青混凝土路面是我國常見的路面形式之一,然而受設(shè)計、材料以及施工質(zhì)量等方面的影響,導(dǎo)致瀝青混凝土路面在投入使用后出現(xiàn)各類不同程度的裂縫問題,影響了瀝青路面的使用性能及壽命。對瀝青混凝土路面裂縫成因進(jìn)行了分析,并結(jié)合工作經(jīng)驗,總結(jié)出瀝青混凝土路面裂縫預(yù)防和治理措施,以期提高瀝青混凝土路面工程質(zhì)量,為同類工程提供一些經(jīng)驗參考。
關(guān)鍵詞:瀝青混凝土;路面;裂縫成因;預(yù)防措施;治理措施
1 裂縫成因分析
在混凝土路面病害中,裂縫是常見病害之一,裂縫形成與氣候、結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋪設(shè)材料、溫度變化以及施工質(zhì)量等有著密切關(guān)系,以下對裂縫成因進(jìn)行了分析。
1.1 雨水滲透引起的裂縫
在雨水的不斷沖刷作用下,雨水就會滲透到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,降低瀝青與礦料的粘合力,情況嚴(yán)重時還會使粘合力逐步消失。與此同時,路面還受到了車輛、行人等外力作用,使水分隨著已經(jīng)形成的空隙和裂縫滲透到路面內(nèi)部,在多方面荷載作用下,水分進(jìn)行負(fù)壓抽吸,與瀝青和礦料的接觸面進(jìn)行接觸,容易出現(xiàn)瀝青膜脫離礦料表面、瀝青混合料掉落堆積等問題,從而形成網(wǎng)狀裂縫
1.2 基層裂縫反射引起的裂縫
路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、混凝土配合比不科學(xué)等,都會造成路面承載力下降,在車輛的反復(fù)荷載作用下,瀝青半剛性基層底部的拉應(yīng)力過大,遠(yuǎn)超過實際強度,路面就會因疲勞強度過大而產(chǎn)生斷裂,形成了由下而上的反射裂縫。在環(huán)境和溫度的周期性變化影響下,反射裂縫不斷向四周延伸,影響了瀝青路面的使用壽命。
1.3 瀝青及混合料質(zhì)量引起的裂縫
在路面施工中,由于瀝青材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、集料級配不合理等,導(dǎo)致瀝青與礦料之間的粘合力不夠,增加了瀝青的低溫勁度,同時還會降低瀝青的高溫穩(wěn)定性。低溫勁度和高溫穩(wěn)定性是反映瀝青混合材料抗裂性能的重要指標(biāo),低溫勁度越大、溫度敏感性越高的瀝青混合料,瀝青路面就越容易出現(xiàn)油層松散、剝落等問題,進(jìn)而容易引起路面開裂。
1.4 溫度變化引起的裂縫
溫度變化使瀝青混凝土路面容易產(chǎn)生收縮裂縫。隨著溫度的變化,瀝青混凝土材料的收縮拉應(yīng)力也在不斷發(fā)生變化,且兩者之間呈正相關(guān)關(guān)系,拉應(yīng)力隨著溫度的增加而加大,隨著溫度的降低而下降,但是如果溫度驟然下降,瀝青混凝材料的收縮拉應(yīng)力就會因為下降過快而得不到及時松弛,收縮拉應(yīng)力就會大于抗拉強度,容易產(chǎn)生路面的橫向裂縫。
1.5 路面施工質(zhì)量引起的裂縫
在公路施工中,為了更好地保護(hù)路面的混凝土結(jié)構(gòu),通常會在路面鋪設(shè)一層瀝青。但是,在實際施工中,由于施工人員沒有嚴(yán)格按照瀝青混凝土施工要求,忽視了路基建設(shè)的相對高度不同,回填壓實度要求也不同,對路面的回填壓實度不足,當(dāng)行車荷載量超過路面承壓力限值時,路面就會產(chǎn)生縱向裂縫。
2 防治措施
2.1 預(yù)防措施
1)提高瀝青路面的設(shè)計質(zhì)量。在瀝青路面設(shè)計時,應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境以及公路類型、等級,選擇合適的瀝青材料的種類、用量以及混合比例。為提高瀝青混凝土路面施工質(zhì)量,應(yīng)選用松弛性能好、延展度強、針入度高的優(yōu)質(zhì)瀝青材料,如SBS改性瀝青材料。而路面瀝青的鋪設(shè)厚度應(yīng)根據(jù)公路等級、交通運輸量、施工時間以及地質(zhì)水文條件等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計,最小厚度應(yīng)該控制在18cm左右,避免鋪設(shè)厚度不足而降低路面抗變能力和強度,降低裂縫的發(fā)生率。優(yōu)化設(shè)計瀝青混凝土級配、瀝青路面結(jié)構(gòu)等,不僅可以減少瀝青使用量,還可以提高路面性能。
2)嚴(yán)格把控材料質(zhì)量。瀝青是混凝土路面施工中的主要材料,在施工中要嚴(yán)格把控瀝青材料質(zhì)量,確保所選用的瀝青材料各項關(guān)鍵指標(biāo)都符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)選擇與正規(guī)的材料供應(yīng)廠商合作,從源頭上控制材料質(zhì)量。路面基層材料優(yōu)先選擇抗拉性能好、抗沖刷能力強的材料,應(yīng)適當(dāng)增加礦料,如碎石、工業(yè)礦渣等,減少或避免使用水泥、石灰等干縮性強的材料,增強路面基層的強度和抗變形能力。此外,嚴(yán)格控制瀝青混合料的比例,在混合料中適當(dāng)增加粗骨料以及減少水的含量,以提高路面的壓實度,減少收縮裂縫。
3)加強施工質(zhì)量的監(jiān)督管理。瀝青混凝土路面施工質(zhì)量對于路面裂縫的產(chǎn)生有著直接的影響。因此,應(yīng)從以下4個方面加強瀝青路面施工質(zhì)量的控制:①應(yīng)安排專人對進(jìn)場的施工材料進(jìn)行檢查,對選定的石料、礦粉、瀝青等材料的各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢測,均符合質(zhì)量控制體系的要求,方可投入使用。還應(yīng)清理路基表面雜物,確保表面干凈,避免雜物混入瀝青混合料。②在瀝青路面施工中,都是機(jī)械化作業(yè),應(yīng)對瀝青路面施工所用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的配置,同時還應(yīng)保持施工現(xiàn)場瀝青混合料充足,確保施工的連續(xù)性,避免在機(jī)械化作業(yè)下因供應(yīng)不足而影響瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。③在攤鋪施工中,對于不符合全幅攤鋪的施工路段,一般采用2臺攤鋪機(jī)進(jìn)行前后緊跟式的方式攤鋪模式,避免出現(xiàn)“先冷卻后攤鋪”的情況,保證了混合料熱接工藝,同時下二層的施工接縫應(yīng)間距15cm以上。④嚴(yán)格把控混合料的溫度、碾壓強度、平整度等,特別注意接縫的處理,確保接縫處結(jié)合緊密且平整,同時還應(yīng)做好相關(guān)的防護(hù)工作,提高施工質(zhì)量,減少裂縫的產(chǎn)生。
2.2 治理措施
1)壓漿法。當(dāng)路面的高填方路段出現(xiàn)縱向裂縫時,應(yīng)采取有效措施進(jìn)行治理,如果治理不及時,將會影響路基的穩(wěn)定性,威脅車輛運行的安全。因此,當(dāng)出現(xiàn)縱向裂縫時,應(yīng)采取壓漿法進(jìn)行治理。選用普通硅酸鹽水泥,按350kg/m3 的量灌入裂縫中,注漿壓力設(shè)置為1.5MPa。在壓漿作業(yè)前,應(yīng)先使用環(huán)氧砂漿封堵表層裂縫,預(yù)埋注漿管的間隔為`5m,從一端開始壓漿,依次進(jìn)行直到相鄰注漿管中溢出漿液為止。
2)普通灌縫。由于灌縫具有操作簡單、使用設(shè)備簡單、修補速度快、成本低等優(yōu)點,在裂縫治理中應(yīng)用較為廣泛。在瀝青混凝土路面灌縫時,一般采用的是AH-90#型號的瀝青材料,并在施工現(xiàn)場對瀝青材料進(jìn)行預(yù)熱處理,并將溫度控制在150℃ ~160℃,通過容器將預(yù)熱后的瀝青灌入裂縫中,分2~3次進(jìn)行,灌縫結(jié)束后,待瀝青溫度回復(fù)在正常溫度后即可恢復(fù)正常通行。
3)進(jìn)口灌縫膠修補裂縫。采用進(jìn)口灌縫膠修補路面裂縫后,能有效提升路面的平整性、彈性性能、抗碾壓能力等。采用該治理技術(shù),灌縫膠一般采用美國進(jìn)口的路面密封膠,在使用前為提高密封膠的流動性和黏結(jié)力,須將固體的密封膠加熱至180℃的液體狀態(tài),使瀝青混合料更好地黏合在一起。冷卻后的密封膠彈性回復(fù)率高達(dá)99%。在灌縫膠修補裂縫時,應(yīng)按照封閉交通—路面清理—灌縫預(yù)熱—養(yǎng)護(hù)撒料的程序進(jìn)行施工,在施工中密封膠應(yīng)高于路面2~3mm。
4)路面再生。瀝青路面再生技術(shù),可根據(jù)施工溫度分為冷再生和熱再生2種,結(jié)合路面基層損壞情況和瀝青路面面層的厚度,確定選用不同的路面再生技術(shù)。2種施工工藝在具體施工中大體都是對廢舊瀝青混合料進(jìn)行粉碎、翻松等,再通過重新拌和、攤鋪、碾壓等工序,重新形成再生層的過程。
5)稀漿封層。在路面裂縫產(chǎn)生的初期,一般采用稀漿封層的方法進(jìn)行治理,能增加瀝青路面的使用壽命和提高路面的防滑耐磨性能。稀漿封層的混合料一般采用礦料、乳化瀝青、填料、水以及外加劑等配合而成。在稀漿封層施工中,利用機(jī)械設(shè)備將適當(dāng)級配的混合料,按照設(shè)計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上,進(jìn)行封層處理,待其固化后,恢復(fù)路面的使用性能,防止進(jìn)一步損壞。
3 結(jié)語
瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因是多種多樣的,因此,在施工中必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防,如提高設(shè)計質(zhì)量、把控材料質(zhì)量、加強施工質(zhì)量監(jiān)督等,并在裂縫產(chǎn)生后及時采取有效治理措施,切實提升瀝青混凝土路面的質(zhì)量。