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(hù)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(cè)工程中，發(fā)現(xiàn)了很多路面裂縫。文章對(duì)裂縫統(tǒng)計(jì)歸類，并根據(jù)以往的處治經(jīng)驗(yàn)以及文獻(xiàn)調(diào)研進(jìn)行原因分析，最終提出相應(yīng)的防治措施養(yǎng)護(hù)建議，以期為類似的公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：公路工程；養(yǎng)護(hù)技術(shù)；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(hù)更是公路工程中的技術(shù)關(guān)鍵。瀝青混凝土路面因?yàn)槠浔砻嫫秸?、行車舒適、噪音低、施工便利等優(yōu)點(diǎn)在路面施作選擇中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)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(dāng)屬裂縫對(duì)于瀝青路面的危害最大。導(dǎo)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(duì)不同原因?qū)е碌臑r青路面裂縫危害有著不同的防治措施以及養(yǎng)護(hù)方法[1-4]。2013年，長(zhǎng)沙縣公路管理局李鑫[5]對(duì)某地區(qū)某干線公路裂縫進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，隨后采用了開槽灌縫、貼縫、改性瀝青養(yǎng)護(hù)劑滋縫對(duì)其進(jìn)行防治，并在后期詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了其效果。2005年，河北省道路橋梁養(yǎng)護(hù)檢測(cè)中心王子鵬[6]統(tǒng)計(jì)了多種裂縫修補(bǔ)措施的施作效果，從施工難度、成本、使用年限等多個(gè)方面對(duì)效果進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)不同等級(jí)公路使用的修補(bǔ)措施進(jìn)行建議。防治措施與養(yǎng)護(hù)管理制度的選擇一方面對(duì)路面健康有著重要的意義，另一方面也與經(jīng)費(fèi)息息相關(guān)。公路檢測(cè)工程中，首先詳細(xì)統(tǒng)計(jì)并嚴(yán)格分類裂縫，找準(zhǔn)導(dǎo)致病害發(fā)生的原因，對(duì)癥下藥。在路面裂縫災(zāi)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(cè)工程中，對(duì)于路面裂縫的處治工作提出相關(guān)建議，希望為類似檢測(cè)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(jì)結(jié)果可知，軟基段中的裂縫數(shù)量最多，其平均長(zhǎng)度為2112m/km左右；其次是平原區(qū)，其路面裂縫平均長(zhǎng)度為1342m/km；平原微丘區(qū)段中路面裂縫最少，其平均長(zhǎng)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(zhǎng)度為2863m，路面上縱縫總長(zhǎng)為5891m，橫縫總長(zhǎng)為176969m。所有橫縫中，達(dá)到半幅貫通的，其平均距離為80mm~150m，大部分路面上的橫縫長(zhǎng)度在5mm~10m范圍內(nèi)，占比達(dá)70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達(dá)92條/km。在挖方段中，橫縫數(shù)量相對(duì)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(duì)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(duì)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(yīng)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(qiáng)，溫縮系數(shù)較大，當(dāng)氣溫較低時(shí)，拉應(yīng)變較大，抗拉強(qiáng)度小于拉應(yīng)力之后，結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)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(yīng)力存在于道路面層中，隨著溫度變化持續(xù)作用，在結(jié)構(gòu)較薄弱的時(shí)候，將產(chǎn)生大量裂縫，反射裂縫：對(duì)于半剛性基層，基層成型后表面存在一些細(xì)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(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的荷載，路面基層底部會(huì)產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，隨著拉應(yīng)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(dǎo)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?qū)е碌?，?duì)于高海拔區(qū)域甚至凍土區(qū)域，低溫橫裂時(shí)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(dǎo)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(duì)于公路工程整體質(zhì)量非常重要。對(duì)軟土地基以及巖溶地區(qū)而言，運(yùn)營期間、地下空洞以及地下水容易導(dǎo)致基層的不均勻沉降，進(jìn)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(shí)度不足，導(dǎo)致不均勻沉降，易導(dǎo)致橫向裂縫以及縱向裂縫，結(jié)構(gòu)厚度不夠的時(shí)候，會(huì)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(duì)于結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)物達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)物在后期運(yùn)營過程中同樣會(huì)產(chǎn)生裂縫。例如路基填筑材料不達(dá)標(biāo)，水泥質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在運(yùn)營期間可能會(huì)發(fā)生局部的破損，例如龜裂和網(wǎng)裂。⑤超載影響。在運(yùn)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(jìn)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(jì)結(jié)果來看，橫向裂縫、縱向裂縫較多。其中橫向裂縫總長(zhǎng)為176969m。分析其原因，歸結(jié)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(shè)計(jì)方提供的資料以及現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度高達(dá)為2863m的縱向裂縫。在軟土地基處，橫向的不均勻沉降易導(dǎo)致瀝青路面的縱向裂縫，在施工過程中，當(dāng)路基邊部壓實(shí)度未達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，處于路基邊的非機(jī)動(dòng)車道很可能出現(xiàn)縱向裂縫。地基和填土在橫向連接時(shí)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(shí)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(dǎo)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(jìn)而進(jìn)一步導(dǎo)致地基的不均勻沉降，這是一個(gè)惡性循環(huán)。路面出現(xiàn)長(zhǎng)度高達(dá)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(cè)壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)。其次是平原區(qū)，其路面裂縫平均長(zhǎng)度為1342m/km；平原微丘區(qū)段中路面裂縫最少，其平均長(zhǎng)度為532m/km。這兩個(gè)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(jié)果可知：所有橫縫中，達(dá)到半幅貫通的，其平均距離為80mm~150m，大部分路面上的橫縫長(zhǎng)度在5mm~10m范圍內(nèi)，占比達(dá)70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達(dá)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(huì)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(jié)果。路面過早出現(xiàn)較大、較長(zhǎng)、較為密集的裂縫，會(huì)嚴(yán)重影響路面的使用年限，提早進(jìn)行防治和養(yǎng)護(hù)是明智的選擇。

4瀝青路面裂縫防治技術(shù)

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(shù)，對(duì)于延長(zhǎng)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(jiǎn)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(duì)其進(jìn)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(duì)其進(jìn)行填充，以免進(jìn)一步擴(kuò)大。②灌縫法。對(duì)于寬度處于0~5mm這個(gè)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(duì)裂縫進(jìn)行灌入，這種方式可以在短時(shí)間內(nèi)阻止裂縫的進(jìn)一步發(fā)展，但是不能從根本上解決問題。③挖補(bǔ)法。挖補(bǔ)法通常在裂縫寬度大于25mm的時(shí)候進(jìn)行使用。另外，對(duì)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(yīng)該考慮對(duì)病害處進(jìn)行挖補(bǔ)，然后將路基重新壓實(shí)，進(jìn)行填補(bǔ)，從而進(jìn)行修補(bǔ)。④攤鋪法?？紤]到5mm以上的裂縫，使用攤鋪法進(jìn)行處理，首先在裂縫處路面進(jìn)行乳化瀝青噴灑。然后采用細(xì)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(diǎn)。該工況中非軟土地基，可以選擇壓漿法進(jìn)行修補(bǔ)。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(yàn)，對(duì)小于3mm的裂縫不進(jìn)行處理，大于25mm的裂縫進(jìn)行挖補(bǔ)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(bǔ)法相配合的治理方法，在統(tǒng)計(jì)結(jié)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(huì)進(jìn)一步發(fā)育。地基存在不均勻沉降，應(yīng)該將路面挖除，重新路基填筑，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的挖補(bǔ)處理，達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。

5瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理要點(diǎn)

5.1路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

為了保證養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，工作人員在養(yǎng)護(hù)工作中需要做到如下兩點(diǎn)：①嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工步驟進(jìn)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(jī)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(yàn)。②養(yǎng)護(hù)工作的精細(xì)化處理，對(duì)相關(guān)工序進(jìn)行質(zhì)量控制。在檢測(cè)工程中，面對(duì)繁多的裂縫，對(duì)其一一進(jìn)行檢查，然后詳細(xì)分類，判斷各類裂縫產(chǎn)生的原因，并對(duì)此采取相應(yīng)的處治措施，對(duì)比經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，爭(zhēng)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(hù)要點(diǎn)

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(xiàng)工藝可以改善路面的抗滑性能以及減輕路面的磨損。對(duì)于老舊瀝青路面的養(yǎng)護(hù)，可以使用霧封層工法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，將慢凝乳化瀝青稀釋后灌入裂縫，以達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。對(duì)于抗滑能力不足的路面，可以采用細(xì)砂封層，防止空氣進(jìn)入。瀝青路面罩面技術(shù)以其成本適中、養(yǎng)護(hù)效果好、高性價(jià)比的特點(diǎn)被廣泛用于養(yǎng)護(hù)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(jié)語

瀝青路面的養(yǎng)護(hù)工作任重道遠(yuǎn)，由于裂縫的多樣性以及養(yǎng)護(hù)工作的多樣性，對(duì)于某一路段的大量裂縫，需要做好統(tǒng)計(jì)工作。通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)分析其成因，選擇合適的有效技術(shù)處治，以恢復(fù)瀝青路面正常使用性能。

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作者：李保 單位：大同北高速公路管理有限公司