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摘要:高速公路沥青路面裂缝在一定程度上将影响道路的安全性和耐久性,为了延续高速公路的使用寿命,提升公路的安全性,一定要对路面发生的裂缝进行及时养护。路面裂缝的类型非常多,在进行路面裂缝的养护中,必须根据裂缝的类型来选择合适的养护措施,从而达到最佳养护效果。本文笔者根据工作实践经验对高速公路路面裂缝的养护措施与施工技术进行了分析探讨。
关键词:高速公路;路面裂缝;养护措施;施工技术
1高速公路路面使用过程中出现的裂缝问题
1.1横向裂缝
横向裂缝,就是高速公路的沥青材料出现形态变化,由弹力变形而引发路面裂缝。高速公路的路面很容易受到外部环境影响,当温度上升时,在热胀冷缩的原理作用下,路面会出现膨胀,当夜晚温度下降,路面紧缩,沥青路面经过多次伸缩,会产生较大的温度收缩应力,进入温度疲劳状态,产生横向的裂缝。
1.2纵向裂缝
纵向裂缝,就是高速公路路面经过较长的使用期,车轮压力会导致路面发生沉陷,产生裂缝。不同沥青材料的质量不同,一些沥青材料的预应力较差,导致地基的整体质量较差,当承受外部压力时,路面就会出现下沉或者是断裂的情况,使路面出现大量的纵向裂缝。
2路面出现裂缝的原因
2.1沥青材料
高速公路路面在使用过程中之所以会出现裂缝,是受到了沥青材料要素的影响。我国绝大部分的高速公路都是由沥青材料加工而成的,沥青材料的质量直接关系着高速公路项目工程的整体质量。在施工过程中,一些施工单位为了压缩成本,选择了粗制滥造的沥青材料,这些质量较差的沥青材料材质不均,在投入使用的过程中,水分会大量蒸发,导致地基不稳,路面质量无法得到保障。当沥青材料的水分彻底蒸发殆尽,地基会加速收缩,而一旦地基收缩,路面就会相应出现裂缝,在应力集中的状态下,裂缝的面积会不断扩展,直至形成裂缝,对高速公路的运行产生不利影响。
2.2外部气候
外部气候是导致裂缝出现的最主要原因之一,高速公路以沥青材料为主,而沥青材料非常容易受到外界温度的影响,当温度上升时,沥青材料的负载能力会下降;当温度下降时,沥青材料的负载能力会增强。高速公路处在露天环境之中,早晚的温差非常大,这就导致沥青路面受热不均,负载能力出现失调情况。在对沥青路面进行分析时,可以应用热胀冷缩的原理,在高温度的环境中,沥青材料的应力松弛性可以抵抗温度上升而产生的变形,但是当温度下降,沥青材料的应力松弛性无法继续发挥效用,会出现收缩,当超过了抗拉的限度,就会形成裂缝。
2.3地下水
地下水也是导致高速公路路面出现裂缝的重要原因。一般来说,在高速公路路面的下方,都会有程度不一的地下水,地下水会对高速公路的路面产生反作用力,使高速公路的路面出现横纵裂缝交叉。高速公路的车流通行量非常大,很多车辆的体积较大,会给高速公路施加较大的压力,扩展路面裂缝的面积。在地下水的作用下,当大体积的车辆经过高速公路裂缝交叉地带时,会给高速公路路面造成结构性的破坏。
3路面裂缝的养护措施与技术
3.1养护措施
在进行高速公路路面养护的过程中,应该进行乳化沥青的封层。为了提高沥青材料的质量,需要按照一定的配制比例将沥青材料和其他材料进行混合。以乳化沥青为主体,配制出来的沥青材料透气效果较好、裹覆面积较大,可以包裹高速公路路面的裂缝,同时保证路面的平滑。高速公路的日均车流量较大,须提高路面的平滑度,为驾驶员提供便利,增加行车的舒适程度。从整体上来看,乳化沥青封层可以包裹裂缝、抵抗侵蚀、紧实土质、防止渗水等,因此,该养护措施的应用范围比较广泛。在进行高速公路路面养护的过程中,还应该进行路面的雾封。从物理角度来看,路面雾封养护和乳化沥青封层养护具有相似之处,都是要在裂缝上方施加一个防护层,不同的是两种养护措施应用的材料不同。在雾封养护时,施工人员需要向路面的裂缝处喷洒雾封集料,疏散中低程度的裂缝。在进行雾封养护的短时期内,高速公路路面的抗滑性较差,因此,在进行养护时应该停止高速公路的运营,避免出现重大安全事故,危害驾驶员的安全。在雾面封闭两小时之后,高速公路才可以投入使用。在进行高速公路路面养护的过程中,还应该进行微表处理。所谓微表处理,就是应用高性能的乳化沥青和其他材料进行混合,对高速公路的路面进行封层。微表处理的路面养护措施是由乳化沥青封层发展而来的,因而这两种养护措施具有类似之处。从材料上来看,两种养护措施都需要应用乳化沥青、水、矿质材料等;从养护效果来看,两种养护措施的抵抗性、密实性、防渗性等比较好。与乳化沥青封层养护相比,微表处理的操作更加便捷,施工成本比较低,可以被广泛应用于车辙裂缝的修补中。此外,在进行高速公路路面养护的过程中,应该进行石屑封层。在高速公路的路面上有很多较大面积的裂缝,在对这些裂缝进行养护时,可以采用石屑封层的养护措施,在裂缝中喷洒热沥青,然后进行沥青的碾压。通过石屑封层,路面的大型裂缝可以得到弥补。同时,石屑的摩擦性比较大,可以提高高速公路路面的抗滑性能。与其他养护措施相比,石屑封层的应用范围更大,在交通流量较大的高速公路中,可以应用这种养护措施,解决路面疲劳所导致的裂缝问题。值得注意的是,在重大路面结构破坏的区域,不能应用石屑封层养护措施,否则会扩大裂缝面积,加大养护难度。在进行高速公路路面养护的过程中,可以进行薄层罩面。薄层罩面是传统的高速公路路面养护技术之一,施工人员在采用这一养护措施时,需要将热沥青材料和其他材料进行混合,把混合材料灌注到高速公路的路面裂缝中,避免裂缝继续扩大。
3.2养护技术
高速公路路面的裂缝可以分为两种:一种是不会破坏路面结构的裂缝;一种是会影响路面结构的裂缝。对于第一种裂缝来说,可以采用灌浆养护技术。在应用这一施工技术时,施工人员需要将沥青加热到150℃左右,然后把热沥青倒入铁制容器内,向裂缝进行灌注。一般来说,灌浆的次数应该在三次以上,等灌浆的温度和地表温度一样,施工即完成。灌浆材料除了沥青之外,还应该有专用的胶质材料、改性材料等。在高速公路路面的养护中,压浆是最基础的养护技术,在应用这一技术时,施工人员要把高压注浆管中的水泥注入到裂缝之中,并根据路面状况选择不同型号的水泥。在进行压浆之前,应该对裂缝外围进行防护,避免泥浆溢出,对裂缝外侧的路面造成不利影响。很多高速公路路面的裂缝都是在温度影响下产生的,对于一些程度较轻的裂缝来说,可以采用摊铺的养护施工技术。在应用这一施工技术时,施工人员需要先清理裂缝周围的地面,然后在裂缝上涂抹乳化沥青材料,再撒入粗沙砾和石屑材料等,加大材料的摩擦度,在注入材料之后,可以应用压路机,对路面进行碾压。对于一些地面沉降地区的裂缝来说,挖浆方法的应用非常普遍。在使用这一施工技术时,施工人员需要治理该区域的病害,然后以裂缝为基点,在小范围内开挖,再将大粒径的随时填补到开挖区域,用压实机压实。一般来说,大粒径的沥青碎石需要和石屑材料进行组合,压实度应该限制在98%以上,孔隙率应该保持在15%左右。
4结论
综上所述,我国的经济社会不断发展,城市化步伐不断加快,高速公路项目工程也越来越多。在高速公路的建设过程中,路面经常会受到外界温度、沥青材料和地下水影响而出现纵向裂缝和横向裂缝。一旦高速公路路面出现裂缝,高速公路的整体结构就会受到破坏,为了保障高速公路的正常运转,施工单位必须采用有效的养护措施和科学的养护技术,对裂缝进行修补,以此保证高速公路路面的质量,稳定城市的交通运行。
参考文献:
[1]李小川.高速公路项目级沥青路面预防性养护指标与决策研究[D].南京:东南大学,2015.
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