公路工程路面裂缝及养护技术

谭吉昕

(中交武汉港湾设计研究院有限公司 湖北 武汉 430040)

引言

在车辆的行驶过程当中，安全性是我们最重视的问题。而路面形成裂缝以后对车辆行驶的安全性存在很大的问题，所以对于这种情况需要采取有效的手段来避免，如果不能够避免公路裂隙的产生，那么尽可能的采取合适的手段来进行修补。通常情况下使用“白加黑”的维护方案、范围处理、提出关键性的维护方案、完善覆盖层的性能、构建中间夹层、构建土工物夹层、构建防裂层等方法来对公路表面进行修补，以提高公路的整体质量，减少车辆在行驶过程中发生安全事故的概率。

一、地表裂隙的种类和形成原因

公路表面裂缝主要分为反射裂隙、温缩裂隙、纵向裂隙、块型裂隙、龟裂等几种形式。其中造成沥青罩面层反射裂隙的原因主要是因为在公路的修建过程当中使用材料的强度、刚性、稳定性和抗形变能力达不到基本的需求，在使用过程当中如果承载的重量超过负荷，低温、高湿度的情况下发生较大的变形，并且表面层厚度比较小，混凝土面层位移产生的拉应力超过抗拉强度的时候，罩面层就会出现反射裂隙的问题。温度裂隙可以分为因为温度过低而收缩出现裂隙和因为温度疲劳出现裂隙两种情况。前者是因为所使用材料的抗拉伸能力无法克服路面深层的温度应力而产生的裂缝，后者是因为温度变化太大、太快而出现的裂缝；纵向裂隙是与道路中心线平行的裂隙，形成这种裂隙的原因主要有：疲劳损坏；不均匀沉降(如加宽路面)；反射裂缝；夯实度不够，纵向施工缝搭接质量不好。例如，如果是采用半填半挖的断面修建的高填方低级会形成不规则的下沉现象，将导致纵向裂隙的产生。这些裂隙往往是由地基深处发出的，伴随着沉降裂隙和搭接裂隙的出现。前者是由于地基下沉而产生的，而后者是因为路表搭接处不稳定而产生的。块型裂隙是一种拥有0.3米到3米之间的间隔的一种裂隙，往往发生在运行时间比较长的公路。其形成的原因主要是由面层的低温收缩和沥青老化导致路基、路面的承重能力变差，同行车荷载作用关系不大，与龟裂主要出现在荷载作用的轮迹处不同。

二、路面裂隙养护的方法

现如今大多数公路都是双向道，车辆来往的数量大大增加。在一些主要行驶载货大卡车或者超速、超重现在严重的重交通、特重交通路段，裂隙出现的概率大幅增加，这严重地影响了道路整体的功能，威胁着行车的安全性，使车辆通行的危险性大大增加。对于这种情况应该定期对路表情况进行日常维护和定期检查，最常用的维护方案便是在原有的刚性路表(水泥等)铺上一层沥青，即功能性罩面，这样能够预防或修复病害，改善抗滑性能，对路面原有结构进行补强，提高公路的整体安全性。

对于线性裂隙通常采用灌缝技术进行修补，利用高压热风机等一系列灌缝设备将灌缝材料填入到线性裂隙当中。根据具体的路表选择具体的灌缝材料，如沥青路表使用的灌缝材料为乳化沥青。沥青路面的裂缝处治，应根据裂缝类型特点、严重程度及原因，确定裂缝处治时机，可采用灌缝、贴缝、带状挖补方式，或进行组合使用。灌缝材料宜采用密封胶。抗裂贴主要是利用其柔韧和延展性能，减轻基层反射裂缝的应力集中，降低面层在基层反射裂缝处的劈裂作用，同时消除裂缝处的不平整。贴缝材料可采用热黏式贴缝胶和自粘式贴缝胶，其工艺可分为直接贴缝和灌缝后贴缝，贴缝后需及时进行修补。铺设抗裂贴后，应及时撒布粘层油，如乳化沥青，并在抗裂贴上撒布细粒碎石，以防车辆或摊铺机与抗裂贴粘接。在施工过程当中，需要先将裂隙当中破损的材料去除才能够灌入新的材料，填充完成之后将灌缝的地段进行碾压夯实。在水泥路面裂缝的修补过程中，应注意不同的水泥路面裂缝修补料，其加水比例会存在一定的差别，应该严格按照材料说明来操作，在往裂缝内填材料时，一定要边填充材料边将材料压实，一定要将材料完全填满裂缝，不能留有缝隙。挖补法是将块型裂隙和龟裂周边一定范围内的基层挖除，然后再使用相应的路面材料进行回填压实，适用于裂缝处基层已渗水并出现松散的位置。

对于不同的路表损坏情况要进行实地检查过后选择不同的相关设备和材料。通常情况下，对于裂隙的修补大多数都是采用沥青和客来福胶。但是对于微小线性裂隙的修补便是一个比较大的难题，因为其比起一般的裂隙在长度与宽度上都很小，所以很难利用普通的设备对其进行修补。不过随着科技的发现，已经找到了有效的方法来对日光线性裂隙进行修补，那便是使用细长的U型管，先把U型管的一端放入细小的裂隙当中，然后在另外一端加入修补的材料，然后使用压力泵将材料泵入裂隙当中，最后进行碾压夯实。对于温缩引起的裂隙也需要使用特殊的修补手段。如果裂隙的整体宽度在6毫米以下，那么在对其进行杂质清理的时候是一件非常困难的工作，在这时需要结合空气压缩机将细小裂隙当中的杂质清除干净，再用灌缝的方式将乳化沥青灌入其中；如果裂隙的宽度在6毫米以上，那么可以使用开槽填充法来对其进行处理。将裂隙当中的杂质清楚干净，然后进行开槽将裂隙周围的破损材料清除干净，然后将沙粒状或者细粒状的沥青材料灌入到其中。

防止公路表层出现开裂现象可以采用的手段是对公路覆盖层的性能进行完善。一般情况下沥青路面最主要的覆盖层分为防水型的覆盖层和抗滑型的覆盖层，其欠缺的是覆盖层的形变能力和抗拉伸能力。拥有形变能力可以将车辆行驶过程当中的力量进行缓冲，减小其对公路表面的影响，但是为了全方位的安全性考虑，形变能力也不能太大，否则会引起车辆打滑等情况，具体的修建参数需要根据具体的情况来进行参考。

在公路工程施工的过程当中，在表层上构建防裂层也是一种防止路表出现开裂现象的措施，其中最主要防止的是半刚性路基的反射裂隙。使用沥青碎石来构建公路表面的防裂层，不仅能够吸收反射应力，有效地降低沥青路表面出现反射裂隙的概率，提高其安全性能。并且，沥青碎石空隙率较大，拥有较好的排水能力，也能够有效地降低公路表面因为积水造成的损坏。另外，并且沥青碎石价格低廉，能够降低公路修建过程当中的费用。

结束语

21世纪是社会科技高速发展的阶段，随着科学技术的发展，车辆的数量越来越多，在这个过程当中，行驶时的安全性是人们关注最为广泛的问题，虽然我国对公路工程设计的发展越来越快，处理公路表面裂隙的手段越来越多，并且更加高效持久，但是相较公路的平均使用寿命而言普遍偏短，而且对于一些罕见的难题还是难以开展维护修补工作。所以这需要广大工程师们投入更多的精力与时间来寻找新型路面材料以及养护修补路面的新方法，这样才能够跟上我国社会发展的脚步，保障人民的生命安全。