公路建设路面裂缝问题产生的原因与对策

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  在公路建设中,我国绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土路面具有良好的力学性能和较好的耐久性及行车舒适性,适合于各种车辆的通行,并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性,但随着国民经济快速、协调发展,我国道路交通量日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻考验。
  近年来河南省公路建设飞速发展,但道路病害也日益增多,尤其是道路裂缝病害。现就河南省省道主干线平顶山至桐柏公路发生的一些裂缝病害成因以及防治情况做一简要介绍。
  
  一、裂缝形成的原因
  
  平桐路裂缝分为横向裂缝和纵向裂缝,对这两种裂缝形成的原因分析如下:
  横向裂缝:平桐路面横向裂缝多是反射裂缝,这是半刚性基层路面较为常见的病害,通常8~12m一道。在基层施工中,有些施工单位不能严格控制工程质量,材料、工艺等方面未能满足要求,导致基层产生裂缝。
  纵向裂缝:由于路基压实不均匀,路基稳定性较差等原因,同时在自重和重载车的作用下,地基产生不均匀沉降,路基发生滑动,将路面拉裂,出现道路纵向裂缝。
  此外,由于施工缝边缘压实度不足,与原路面结构粘结不紧密等原因,再加之沥青面层透水性大,雨水易干侵入,在行车荷载作用下沥青膜脱落,也可造成宽的横缝和纵缝(可达20cm)。随着雨水的进一步侵入和行车荷载的作用,裂缝继续会发展为严重的翻浆。
  
  二、裂缝对道路的危害
  
  道路出现横向裂缝要及时治理,否则灌进雨雪水冬天冻融后,对道路的破坏将更加严重。进水后道路病害破坏的发展一般可分为三个阶段:第一阶段,初期表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现“驴脊背”现象。第二阶段,沿裂缝灌入雨雪水,存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间。由于行车碾压推挤磨擦作用,将水泥和微粒材料同雨雪水在行车的压力作用唧出。如遇连阴雨天气水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重推挤,将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出,即通常所说的,唧浆病害。经过2到3年的裂缝开闭。缝口沥青混凝土在冻融和行车的作用下密度降低,虽然进入冬季,一般从路面上看不见裂缝。第三阶段,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下长期出现唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,随时间的推移,将导致龟裂病害的发生。严重时路面粒料被行车推挤带走,出现路表面开裂性坑槽。
  道路纵向裂缝如治理不及时,长时间雨雪水的灌入,2米以外部分滑动加快,行车道在重载车的作用下,在3~4m部位出现第二道裂缝,这时第一道与第二道裂缝之间形成一个板块,这一板块开始下沉,出现顺行车道区一个U型路面带,严重时对路面发生条块形成碎裂,对行车的影响非常大。
  这些病害,如不及时治理,对社会车辆会是一种潜在的危害,也极大地缩短道路服务寿命,在设计使用寿命期限内就将需要大修,给国家造成极大的经济损失。
  
  三、裂缝病害的治理
  
  治理的目的主要是防止不让雨雪水灌入缝内,将裂缝封住,通常叫做灌缝。治理的方法过去一直延用40~70号热沥青灌缝,近年来也有不少单位用乳化沥青灌缝,由于灌缝材料是液体材料,可灌至裂缝深处,乳化沥青灌入后经过破乳、水分蒸发后,原灌满的裂缝又出现一定空隙,经过6~10次反复灌注直至灌满。
  处理裂缝的方法:
  1.对于无支缝的轻度顺直裂缝(缝宽≤5mm)采用开槽密封并帖缝工艺进行处理。
  2.对于有支缝的重度斜向裂缝(缝宽≥5mm),沿裂缝外轮廓线切除5cm深的旧路面层,用2mm厚的“高分子抗裂贴膜”进行帖缝,帖缝前涂专用底层油,并在4℃以上的晴天进行施工,帖缝宽度视裂缝外轮廓线宽度而定,然后铺筑AC-20I改性沥青混凝土。
  采用的新材料:高分子抗裂帖膜、改性沥青聚合物密封材料。
  高分子抗裂帖膜可以有效地减缓或防止新加铺层反射裂缝的出现,在降低道路养护成本的前提下保护原有路面结构延长道路的使用寿命。
  改性沥青聚合物密封材料关键在于能适应各种不同温度环境的变化,使其能长久地与路面结合,从而起到密封作用。
  路面裂缝已成为沥青路面的主要危害之一,各级交通管理部门都应引起足够的重视,有针对性采取一系列预防和改善措施,力争使公路建设质量全面提高,实现中原大交通。
  (作者单位:河南省泌阳县公路管理局)
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