杨水锋
(许昌市建安区公路事业发展中心,河南 许昌 461000)
近年来,我国经济迅速发展,公路交通基础设施也取得了突破性的进展,公路网络基本完善。然而,沥青路面在使用一段时间后,由于行车荷载和自然环境等因素的作用,很多沥青路面出现了早期病害,造成大量路面结构无法达到设计使用年限。沥青混凝土路面病害形式多种多样,比如,坑槽、车辙、裂缝、泛油等等,尤其是裂缝病害最为普遍,若不及时维修养护,必定会发展为反射裂缝,贯穿整个路面结构,危害路面结构的稳定性和安全。随着我国步入“建养并重”发展时期,很多早期修建的公路工程进入了大中修阶段,路面养护任务艰巨而繁重。为此,开展沥青路面反射裂缝研究具有重要的意义和价值。
作为沥青路面常见病害,裂缝程度不同,则危害性也有所不同。从类型划分,可分为荷载型、非荷载型两类。荷载型裂缝是指交通荷载作用下出现的疲劳裂缝,也被称为剪切型裂缝。非荷载型裂缝就是我们常说的温度型裂缝,这里主要是指张开型裂缝。此外,在荷载作用下,还有一部分基层或路基裂缝将会向面层反射,此类裂缝就是本文所要研究的反射裂缝。产生沥青路面裂缝的原因包括以下几点:
1)荷载型的疲劳裂缝。相比沥青路面设计极限值,其所承受的交通量在该值以上,极易产生路面疲劳裂缝情况。早期路面表层仅具有极小、极细的裂缝或裂纹,伴随时间的不断增加,裂缝将越来越大,从而成为龟裂、网裂病害。因疲劳作用,路面基层极易出现块裂情况,最终将向面层等上部部位反射,终将形成反射裂缝。
2)温度收缩变形。在温度长期影响下,路面结构收缩现象严重,因路面基层、面层等各层间存有摩擦约束作用,因此可产生一定的拉伸应力,若结构抗拉强度在该拉伸应力以下,极易出现面层收缩裂缝。或基层产生温缩开裂,并向面层等上部结构反射。
3)路基土变形。施工中,当路基稳定性、承载力不足,极易出现变形情况。此时这种情况也会向路面反射。特别是在新旧路基结合部,极易产生纵向开裂情况。
某公路工程为双向四车道,路面结构形式为4cm细粒式改性沥青混凝土(AC-13I)+6cm中粒式沥青混凝土(AC-20I)+7cm粗粒式沥青混凝土(AC-25I)+热喷改性沥青防水层+36cm水泥稳定碎石基层+18cm水泥石灰稳定土底基层。本工程建成通车多年,交通量逐年递增,整体来讲,交通量规模保持在较高水平。但是在交通量不断增长的同时,公路的服务水平却持续下降,且路面存在大量纵横向裂缝。为了保证道路发展要求,决定对本路段进行双向八车道改建养护施工。
1)沥青路面裂缝处治措施。根据路面调查结果表明,本路段的裂缝主要分为2大类,第一类裂缝主要是由面层温缩和疲劳引起,裂缝从上而下发展,与钻芯取样结果结合进行分析,此类裂缝并未贯穿到基层,多存留在中下面层,属于上宽下窄型裂缝。第二类裂缝主要为水稳层反射裂缝,裂缝从下到上发展,与钻芯取样结果结合分析,裂缝贯穿水稳层及沥青面层,属于上窄下宽型裂缝。为了更好地处治裂缝病害,本文将以轻、重程度划分,采取具有针对性的裂缝处治措施。(1)轻度裂缝.当裂缝宽度在5mm以下,缝壁无散落或轻微散落,无支缝或少支缝,且为有规则的一道裂缝时均可认为轻度裂缝。针对此类裂缝病害,可先将原路面拉毛处理,随后进行清理。最后灌注热沥青材料。(2)重度裂缝.当裂缝宽度在5mm以上,且贯穿整个路面,裂缝壁散落,有支缝,或伴有坑槽、唧浆,且为多道裂缝并存时均可认为重度裂缝。此类裂缝病害可采用开槽法处治。第一,开槽尺寸。即沿着裂缝开槽处理,以损坏程度确定开槽长度,在本工程当中,可根据裂缝实际影响宽度范围确定矩形槽开槽宽度,一般要比实际病害多出15cm左右,根据以往施工经验和相关施工规定要求,表面开槽宽度需控制字130cm以上,两侧台阶宽15cm,保证底层开槽宽度在100cm以上。第二,开槽深度。根据裂缝实际情况,针对表层裂缝,可先将4cm原沥青层铣刨掉,当裂缝不存在后,便可停止铣刨施工。若仍存有裂缝,需继续向下铣刨施工,直至裂缝宽度在5mm以内,随后进行灌浆处理,并在裂缝处粘贴抗裂防水膜。若裂缝属于水稳层反射裂缝,需直接铣刨至基层顶面处。若为沥青面层裂缝,则在铣刨施工结束后,首先,通过空压机将槽内杂物清理干净,并通过热沥青灌封,在裂缝两侧各30cm范围内均匀洒布粘层油及铺筑抗裂防水粘层膜。其次,将透层油、改性沥青封层均匀喷洒至槽底处,铺设高聚物改性沥青卷材,一层一层填筑AC-25C粗粒式沥青混凝土与AC-20C中粒式改性沥青混凝土,填筑厚度分别为10cm、7cm。最后,压实之后,将改性乳化沥青粘层油喷洒到沥青层间。(3)其他情况。当裂缝产生的同时,还存在唧浆、沉陷等病害,此时可通过注浆法进行处治。在配制压浆浆液时,需确保其各项指标均符合施工要求。拌和时确保配合比设计准确。具体压浆情况如下:第一,压浆孔钻深度需深入路床顶5cm,沿裂缝走向设置压浆孔,布设时可按梅花状设计,间距为50cm。第二,压浆施工过程中,需严控压浆压力,保证在1.6Mpa以内,并对路面变化情况进行随时观测,避免路面产生隆起、鼓包问题。第三,当压浆量过大时,可采用间歇式压浆法,间歇时间可控制在3h以上。按照具体情况,间歇压浆次数控制在3次左右。第四,完成压浆施工后,无需对裂缝作开槽处治。根据压浆后裂缝浆液填充情况,采用热沥青灌缝处理即可。
2)路面病害处治部分施工工艺。第一,铣刨面。为了防止铣刨面出现积水问题,需及时清理铣刨面,保证铣刨面无浮浆、无浮尘,不得出现夹层情况,并保证铣刨面平整。第二,玻纤格栅铺设。铺设过程中,要拉直、拉平玻纤格栅,并做好固定。第三,止水带施工。止水带粘贴的立面要平整,可通过切割机切边,不得采用开槽机设备。在界面清理过程中,可通过钢丝刷均匀刷洗1遍沥青混凝土立面,将附着的浮尘清理干净。随后将一层改性乳化沥青均匀涂抹骑上,待破乳后,才能粘贴止水带。第四,夹层处理。当水泥稳定碎石基层等部位存在夹层时,需清理干净。第五,回铺。回填沥青混合料时,要保证其回填高度与标高要求相符,不得出现高低不平现象。
综上所述,随着交通量的不断增加,早期修建的大量公路工程逐步进入了大中修阶段,尤其是一些公路路面病害问题极为突出,如裂缝、坑槽等,反射裂缝作为沥青路面基层常见病害,不利于路基路面稳定,更会影响行车舒适性及安全。在雨水、高温、冻融等自然因素长期作用下,路面裂缝又会造成水损坏,加剧结构破坏程度,严重影响公路通行能力及服务能力。为此,如何防治反射裂缝扩展成为路面基层施工的关键。通过合理的防治措施,可有效补强基层,达到封水效果,增强路面承载力,是抑制裂缝病害发展的重要措施。