武 建 军
(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)
在我国,大多数沥青路面采用半刚性基层,而半刚性基层的缩裂是造成沥青路面反射裂缝的主要原因。半刚性基层施工完成后,由于其内部的水分蒸发、水化作用等使基层内部的水分不断减少,进而造成半刚性基层材料体积收缩,称为干缩。另外,半刚性基层材料在温度变化过程中会产生一定程度的体积变化,表现为热胀冷缩,尤其是温度骤然降低时,温度下降会直接导致温度应力增大,造成基层产生较大的变形,产生温缩开裂。总之,干缩与温缩是造成半刚性基层的主要原因,这也是造成沥青路面反射裂缝产生和发展的主要原因。
沥青路面反射裂缝的产生原因一方面是由于半刚性基层开裂后在沥青层层底产生剪应力,另一方面是在温度应力的作用下基层开裂位置沥青层层底产生纵向正应力。这两项应力所产生的荷载都是沥青路面反射裂缝产生的主要原因之一,其中温度应力是沥青路面反射裂缝产生的主要原因。如果没有采取有效措施进行预防,很容易在基层开裂部位产生较大的应力集中,造成温度应力传递到基层裂缝的自由端中断,进而造成沥青面层温缩应力增大。同时,在低温条件下,沥青面层材料变硬,变形能力变差,也是造成在基层开裂位移或其附近产生反射裂缝。
当发现沥青路面出现反射裂缝后,必须及时采取措施进行养护维修,并制定养护方案,确定质量控制措施。如果不对裂缝进行及时修补,由于水分渗入会造成沥青路面结构甚至路基结构的破坏,严重破坏路面结构,降低路面使用性能,缩短使用寿命。在制定养护维修方案时,应根据沥青路面的破损情况,确定维修方法。
为了保证施工人员的施工安全,防止出现安全事故,施工前对维修路段进行交通封闭。施工路段封闭交通后,施工人员佩戴安全帽和防护设备,并将施工材料和施工机具运输到施工现场,为下一步施工做好准备工作。
为了便于将填缝料灌入到裂缝中,达到裂缝修补的目的,在裂缝封填前进行切缝。对于裂缝宽度在6 mm以下的裂缝,可以不进行切缝,清理干燥后直接灌入填缝料即可。超过6 mm的裂缝,首先将裂缝位置切成矩形槽,尽量与裂缝方向一致,以减少对沥青路面的破坏。将切削后的废渣彻底清除,清理干燥后即可进行填缝料的灌入。
为了保证反射裂缝的灌封可以达到一定的深度要求,可以在沥青路面切缝位置设置阻隔材料。阻隔材料一般安装在裂缝较深,灌入深度小于沥青路面反射裂缝深度的情况,通常在规定深度设置阻隔条将灌缝料阻断。准备工作做好后将灌缝料装入到填缝机中,并按照要求对其进行加热,以为下一步施工做准备。灌缝前对填缝料进行复查,确认合格后即开始进行裂缝封填施工。反射裂缝封填的关键是施工温度的控制,并在施工中防止杂物混入,以保证裂缝的封填质量。
反射裂缝封填施工完成后,使用刮刀将裂缝表面抹平,形成3 mm左右的带形。同时,将裂缝周边多余的填缝料刮除,将部分溢出裂缝的填缝料抹回到裂缝内。为了防止车轮碾压粘黏填缝料,造成填缝料破坏,填缝修补完成后,及时撒布保护材料。
在沥青路面结构设计时,可以适当增加沥青面层的厚度,较厚的面层结构可以起到保温作用,减少半刚性基层的温缩开裂,进而减少反射裂缝。同时,在沥青面层设计中,将防水隔温材料加入到沥青混合料中,改善沥青混合料的粘结性能。另外,可以在沥青路面结构中设置封层结构,提高路面结构的防水性能,提高沥青面层与下部结构层的粘结效果。稀浆封层可以作为沥青路面下部封层,可以有效抵消掉一部分温度应力,进而减轻温缩开裂。另外,稀浆封层还可以填充基层内部的空隙,达到修补半刚性基层裂缝的目的。最后稀浆封层防水效果好,可以有效预防水分向下渗透,降低路面结构的破坏程度。
由于沥青路面的反射裂缝通常是由半刚性基层的开裂造成的,为了减少沥青面层的反射裂缝,可以通过在施工过程中加强对半刚性基层的质量控制,提高基层施工质量。半刚性基层的施工质量控制通常从原材料质量检测,基层混合料拌和和运输,摊铺和压实等几个方面进行质量控制,并在施工过程中做好质量检测。
在施工准备阶段,对原材料质量进行抽检,确保符合施工要求,并做好施工机械和施工人员的调配。对新进施工技术人员进行技术培训,并开展自上而下的技术交底。检查校定基层混合料拌和设备,确保拌和质量。对拌和材料进行抽检,检测水泥剂量并制作强度试件。严格控制基层混合料的运输时间,不得超过水泥终凝时间,否则会影响成型质量。按照施工要求进行摊铺和碾压,并在碾压过程中做好压实机械组合,并对压实度进行检测。半刚性基层压实度质量检测通常采用灌砂法进行检测,施工前通过击实试验确定最大干密度和最佳含水率。
基层的养护管理对其强度增长和结构稳定性有直接影响,要做好半刚性基层的养护管理,保证温度和湿度,定期进行洒水,并采用麻袋、土工布等进行覆盖,防止在养护过程中出现干缩和温缩开裂。
同时,在沥青路面投入使用后,应做好养护管理,及时对路面病害进行处治,防止出现进一步的破坏。在日常养护过程中,做好路面破损情况的调查和记录,并及时采取措施进行修补。对由于气候变化,尤其是温度骤然降低所产生的病害,有针对性的采取措施进行处理。另外,通过调查和巡查对沥青路面反射裂缝进行统计,分析其成因,及时进行养护维修,防止其进一步发展。加强对日常养护管理的力度,可以提高沥青路面养护的效果,及时对病害进行维修,防止其恶化,可以提高养护工作效率,节约养护成本,延长沥青路面使用寿命。
沥青路面裂缝是我国公路破坏的最主要形式,反射裂缝是其中比较常见的一种形式。通过分析沥青路面反射裂缝的成因,说明半刚性基层干缩开裂和温缩开裂是产生反射裂缝的主要原因,其中温缩开裂的影响较大。结合沥青路面反射裂缝基本情况,详细阐述了裂缝封填养护方法,并提出了改进措施。通过对沥青路面反射裂缝的形成机理和产生原因进行分析,有针对性的提出养护措施,并提出了在施工过程中提高施工质量控制,制定行之有效的质量控制体系,并注重提高养护管理工作效率,进而达到降低养护费用,保证行车安全,延长道路使用寿命,可以取得较高的经济效益。