李 冰,荆 锐
(1.黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司;2.黑龙江省水利厅)
随着我国高等级公路总里程的不断增加,道路病害也日益增多,沥青混凝土路面早期纵向裂缝病害就是其中之一,给道路的正常运营带来了很大麻烦。现在就沥青混凝土路面发生纵向裂缝的病害成因、危害以及预防措施做如下探讨。
(1)由于路基处理不当,地基承载力不足,路基整体强度过低,造成路基沉降不均匀,产生纵向裂缝。
(2)在路基填筑施工过程中,使用了不合格填料,如膨胀土,路基在吸水后产生膨胀,致使路面产生开裂。
(3)在路基填筑施工过程中,边坡处填土碾压不够充分,通车后受雨水冲刷,边坡出现滑坡,进而造成路面纵向开裂。
(4)半刚性基层的强度过大,自身干缩和温缩应变造成基层产生大量纵向开裂,反射到沥青混凝土面层后出现纵向裂缝。
(5)工期安排不合理,路基固结沉降时间不足,造成路面纵向开裂。
由于冬季低温时沥青混凝土路面材料热传导性比土壤快,路基土壤的冻结进程因填方高度不同在横向上也是不均匀的。个别路段,在一定的气温、土质、补给水源充足(如地下水位高、路基土体原始含水量大)等条件下,冰冻线附近将聚集大量的冻层,形成聚冰带,水在结冰过程体积将膨胀1/9,巨大的膨胀压力将迫使路面向上隆起,这就是冻胀作用。横向的不均匀冻胀使路面在纵断面上承受拉力。当不均匀冻胀量足够大时,就导致了路面纵断面上的拉力大于该低温条件下路面材料所能承受的拉力,路面随即出现纵向裂缝。
冰冻期路肩的冻胀量远大于行车道处,冻胀量越大,向上的顶托力也越大。因而使路肩附近的损害较行车道要早,发展要快。
行车道位置的交通荷载比超车道位置的交通荷载高得多,会在一定程度上加剧行车道上纵向裂缝产生的几率。由于实际运营过程中汽车超载严重,更加加重了此类荷载之差,大幅增加了纵向裂缝产生的可能性。
沥青混凝土路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能无明显影响,但随着路面使用时间的延长,裂缝宽度会不断增大,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和,其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生唧浆和沉陷等现象,最终导致路面产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。这些病害,如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短了道路的服务寿命,给国家造成极大的经济损失。
(1)做好路基下处理施工。在旧路扩建工程施工过程中,新旧路基、路面搭接部位要严格按要求进行台阶处理,回填透水性材料,具体施工可参考编号为GGG(黑)A2007-2008的《高寒地区沼泽地带路基下处理施工工法》。
(2)填方路段原地面横向坡率过大时,必须按要求进行台阶处理。
(3)在路基填筑施工过程中,对路基填料的质量要严格控制,杜绝使用膨胀土,避免路基吸水后产生膨胀。
(4)在路基填筑施工过程中,路基边坡处填土的碾压标准和行车道处的压实标准应相同。通车运营后,如受雨水冲刷,边坡出现滑坡,必须马上进行挖台阶处理,回填时层层夯实,杜绝采用贴补法处理。
(5)严格控制半刚性基层的强度,避免基层产生大量纵、横向开裂。
(6)合理安排工期,尽量延长路基固结沉降时间。有条件的话,交工后的路基应经过冻融期的自然沉降和行车荷载预压,再进行路面工程施工。
(7)沥青混凝土面层应采用密实型设计,此类设计可以延缓沥青的硬化速度,达到延缓裂缝扩展的目的。
综上所述,在沥青混凝土面层摊铺之前,采取纵向裂缝预防措施和处理技术还是可以大大减少路面早期裂缝的出现。