摘要:瀝青混凝土路面是我國常見的路面形式之一,然而受設計、材料以及施工質量等方面的影響,導致瀝青混凝土路面在投入使用后出現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行了分析,并結合工作經驗,總結出瀝青混凝土路面裂縫預防和治理措施,以期提高瀝青混凝土路面工程質量,為同類工程提供一些經驗參考。
關鍵詞:瀝青混凝土;路面;裂縫成因;預防措施;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、結構設計、鋪設材料、溫度變化以及施工質量等有著密切關系,以下對裂縫成因進行了分析瀝青網sinoasphalt.com。
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構內部,降低瀝青與礦料的粘合力,情況嚴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,使水分隨著已經形成的空隙和裂縫滲透到路面內部,在多方面荷載作用下,水分進行負壓抽吸,與瀝青和礦料的接觸面進行接觸,容易出現瀝青膜脫離礦料表面、瀝青混合料掉落堆積等問題,從而形成網狀裂縫。
1.2 基層裂縫反射引起的裂縫
路面結構設計不合理、混凝土配合比不科學等,都會造成路面承載力下降,在車輛的反復荷載作用下,瀝青半剛性基層底部的拉應力過大,遠超過實際強度,路面就會因疲勞強度過大而產生斷裂,形成了由下而上的反射裂縫。在環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 瀝青及混合料質量引起的裂縫
在路面施工中,由于瀝青材料質量不達標、集料級配不合理等,導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定性。低溫勁度和高溫穩定性是反映瀝青混合材料抗裂性能的重要指標,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油層松散、剝落等問題,進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生收縮裂縫。隨著溫度的變化,瀝青混凝土材料的收縮拉應力也在不斷發生變化,且兩者之間呈正相關關系,拉應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力就會因為下降過快而得不到及時松弛,收縮拉應力就會大于抗拉強度,容易產生路面的橫向裂縫。
1.5 路面施工質量引起的裂縫
在公路施工中,為了更好地保護路面的混凝土結構,通常會在路面鋪設一層瀝青。但是,在實際施工中,由于施工人員沒有嚴格按照瀝青混凝土施工要求,忽視了路基建設的相對高度不同,回填壓實度要求也不同,對路面的回填壓實度不足,當行車荷載量超過路面承壓力限值時,路面就會產生縱向裂縫。
2 防治措施
2.1 預防措施
1)提高瀝青路面的設計質量。在瀝青路面設計時,應結合施工現場環境以及公路類型、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量,應選用松弛性能好、延展度強、針入度高的優質瀝青材料,如SBS改性瀝青材料。而路面瀝青的鋪設厚度應根據公路等級、交通運輸量、施工時間以及地質水文條件等進行科學合理的設計,最小厚度應該控制在18cm左右,避免鋪設厚度不足而降低路面抗變能力和強度,降低裂縫的發生率。優化設計瀝青混凝土級配、瀝青路面結構等,不僅可以減少瀝青使用量,還可以提高路面性能。
2)嚴格把控材料質量。瀝青是混凝土路面施工中的主要材料,在施工中要嚴格把控瀝青材料質量,確保所選用的瀝青材料各項關鍵指標都符合國家相關質量標準。應選擇與正規的材料供應廠商合作,從源頭上控制材料質量。路面基層材料優先選擇抗拉性能好、抗沖刷能力強的材料,應適當增加礦料,如碎石、工業礦渣等,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,嚴格控制瀝青混合料的比例,在混合料中適當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)加強施工質量的監督管理。瀝青混凝土路面施工質量對于路面裂縫的產生有著直接的影響。因此,應從以下4個方面加強瀝青路面施工質量的控制:①應安排專人對進場的施工材料進行檢查,對選定的石料、礦粉、瀝青等材料的各項性能指標進行檢測,均符合質量控制體系的要求,方可投入使用。還應清理路基表面雜物,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,都是機械化作業,應對瀝青路面施工所用到的機械設備進行合理的配置,同時還應保持施工現場瀝青混合料充足,確保施工的連續性,避免在機械化作業下因供應不足而影響瀝青混凝土路面的施工質量。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臺攤鋪機進行前后緊跟式的方式攤鋪模式,避免出現“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間距15cm以上。④嚴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,確保接縫處結合緊密且平整,同時還應做好相關的防護工作,提高施工質量,減少裂縫的產生。
2.2 治理措施
1)壓漿法。當路面的高填方路段出現縱向裂縫時,應采取有效措施進行治理,如果治理不及時,將會影響路基的穩定性,威脅車輛運行的安全。因此,當出現縱向裂縫時,應采取壓漿法進行治理。選用普通硅酸鹽水泥,按350kg/m3 的量灌入裂縫中,注漿壓力設置為1.5MPa。在壓漿作業前,應先使用環氧砂漿封堵表層裂縫,預埋注漿管的間隔為`5m,從一端開始壓漿,依次進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、使用設備簡單、修補速度快、成本低等優點,在裂縫治理中應用較為廣泛。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,并在施工現場對瀝青材料進行預熱處理,并將溫度控制在150℃ ~160℃,通過容器將預熱后的瀝青灌入裂縫中,分2~3次進行,灌縫結束后,待瀝青溫度回復在正常溫度后即可恢復正常通行。
3)進口灌縫膠修補裂縫。采用進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,灌縫膠一般采用美國進口的路面密封膠,在使用前為提高密封膠的流動性和黏結力,須將固體的密封膠加熱至180℃的液體狀態,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率高達99%。在灌縫膠修補裂縫時,應按照封閉交通—路面清理—灌縫預熱—養護撒料的程序進行施工,在施工中密封膠應高于路面2~3mm。
4)路面再生。瀝青路面再生技術,可根據施工溫度分為冷再生和熱再生2種,結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。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。在路面裂縫產生的初期,一般采用稀漿封層的方法進行治理,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,利用機械設備將適當級配的混合料,按照設計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上,進行封層處理,待其固化后,恢復路面的使用性能,防止進一步損壞。
3 結語
瀝青混凝土路面裂縫產生的原因是多種多樣的,因此,在施工中必須采取相應的措施進行預防,如提高設計質量、把控材料質量、加強施工質量監督等,并在裂縫產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量。