广西交通投资集团柳州高速公路运营有限公司 广西柳州 545000
摘要:高速公路的建设在一定程度上加快了当地的经济发展,提高了交通运输的能力。但由于公路一直暴露在外界环境中,刮风、暴晒等不稳定的天气情况都会让公路超负荷承载,导致裂缝的产生。为了防止公路的日常通行受到阻碍以及裂缝的扩大,需要对公路进行日常的维护并及时维修,保障公路交通的正常运行,为社会带来应有的效益。
关键词:高速公路;裂缝成因;日常养护;关键技术
引言
高速公路是我国交通体系必不可少的一部分。为此,研究裂缝处治技术,减少路面裂缝,提高高速公路的管理以及维护水平,能够确保高速公路的质量,使高速公路的运行更加顺利。
1高速公路沥青路面裂缝的成因分析
1.1材料因素
对于所有工程而言,材料都是十分重要的一部分,直接影响着施工质量。故此,材料是致使公路路面出现裂缝的一个重要原因。若在相关公路建设施工过程中,采用的原材料相关质量没有达到标准,就可能导致公路路面裂缝的产生,如此一来,既会影响到行车的速度,又会给相关公路行驶的安全性形成直接影响,埋下较大的安全隐患。简单来讲,材料因素主要是材料的级配、高度及强度。
1.2气候因素
气候是影响高速公路形成裂缝的重要因素之一。气候是瞬息万变的,气候的变化直接影响了材料的性能。各省市、地区都存在昼夜温差、地域差异和经纬度差异等。其中昼夜温差是导致公路形成裂缝的主要因素,公路在短时间内受到较大的温度差异影响并长期如此,使公路材料的内部结构遭到严重破坏,收缩和膨胀的范围越来越大,但公路材料逐渐无法适应其延展空间,于是导致裂缝的形成。
1.3荷载裂缝
因行车荷载而产生的裂缝即荷载裂缝。行车荷载作用具有持续性,因此沥青面层将长时间承受荷载,结构层底面形成的拉应变逐步积累,在某个时刻将超过疲劳强度,此时将在底面出现开裂现象,后续逐步向表面延伸。从内部因素来看,荷载裂缝的出现与路面结构不当、施工所用材料性能不足等有关。
1.4不均匀沉降裂缝
在地基上填筑路堤后,地基受到外加荷载的作用,地基处于次固结状态。填土路堤愈高,地基受到的附加应力愈大。地基产生固结形变的大小,既与填土高度有关,又与地基内部各层土的压缩性、流动性有关。地基不均匀沉降与地基固结变形和路堤固结变形有关。路堤填筑施工后,地基会受到外部恒荷载的作用,地基因此长期处于次固结状态。填土路堤的高度与地基所承受的附加应力成正相关,地基产生的固结变形一方面与填土高度有关,另一方面也与地基内部土基的压缩性能和流动性存在密切联系。再者,路堤固结变形与填土高度和基土的性质有关,如土质较差,则产生路堤固结变形的概率也随之增加,固结变形总量也随之增大。
1.5人为因素
任何建设项目的实施,都离不开人员的支持,所以人为因素是导致高速公路沥青路面出现裂缝的一个重要原因。相关施工人员在公路建设施工过程中,若未根据高速公路的设计实施方案展开具体施工,就可能导致相关施工结构的厚度不足,审核材料的配比剂量缺乏合理性,路面压实质量比较低,上述因素的存在,都可能致使公路路面出现裂缝,从而给相关交通工具的行驶安全形成较大影响。
2高速公路沥青路面裂缝的有效防治
2.1建设期
要延长路面的使用寿命,从建设期就要严格控制施工质量,主要包括以下方面。(1)严格控制半刚性基层配合比及施工工艺,减少裂缝产生的可能。(2)对于已产生的裂缝要及时处治,目前比较普遍的是采用土工织物进行强化修补。
土工织物具有以下性能:①隔离作用,从施工位置来看,土工织物为中间夹层,可以起到隔绝材料相互渗透的作用,有助于维持结构功能的稳定性;②防渗作用,通过土工织物使路面结构水害得到有效缓解;③加筋补强的作用,可实现对外荷载的有效传递,使其到达相邻的结构层,避免结构大幅度位移的现象。(3)对于施工接缝要重点控制,加强施工组织、维护好设备,杜绝不必要的停机,减少施工接缝的数量;处理高速公路路面施工接缝时,要先设置结构层间的衔接点。为了碾压更加到位,可以利用人工或者中小型设备进行施工。对于高速公路路面接缝处理,必须设置路面防水层。利用沥青进行接缝时,要保证沥青的均匀分布,使防水层以及路面结构紧密结合,这样有助于防止积水入侵,也能使路面结构更加稳定。
2.2高速公路沥青路面裂缝的处理技术
(1)路表封层法
路表封层主要包含雾状封层、沥青表处和碎石封层等几种方式,雾封层就是使用沥青撒布车将准备的乳化沥青材料铺设到存在问题的沥青路面上,该材料经过稀释处理,且内部不存在集料,从而可以使得车辆碾压作用之下摊铺更加均匀,老化程度有所下降。沥青表处就是通过乳化沥青和集料充分混合处理,该材料是聚合物改性制作的,然后将其直接铺设到道路表面,该方式与雾封层技术相差不大。碎石封层技术就是在乳化沥青处理方式的表面再重新铺设一层碎石材料,然后使用设备进行碾压施工,直到所有的材料全部进入到路面结构内。
(2)灌缝法
灌缝法是目前高速公路路面养护中使用率较高的施工工艺。主要特点是施工方便,开放交通快、技术难度低,且费用较低,主要用在裂缝对路面结构的影响较小的情况下使用。在秋冬季节,把纵横裂缝处清扫干净。当裂缝维持在0~5mm时,先利用热油灌缝处理,再捣实。将灌缝材料备全后,就可在专用容器中灌入沥青,并将其灌入裂缝,降温处理即可。此方法在高速公路路面养护中取得广泛的应用,伴随行业的持续发展,现阶段的灌缝施工普遍以乳化沥青为材料,实际应用效果有所改善。此外,部分工程中采取的是先加热、再抹沥青油、最后在缝口撒热砂的方式。总体来看,灌缝法的应用效果良好,基本可以满足修补要求。
(3)沥青路面再生技术
沥青混合材料在高温状态下具有很好的延展性能,可以在一定范围内进行拉伸,但在公路出现裂缝的情况下,沥青混凝土材料也受到了一定损坏,这就需要运用沥青路面再生技术,不仅能在很好地完成路面养护工作的前提下节约资源,还能提高资源利用率,顺应了现代社会可持续发展战略。沥青路面是保障高速公路平整必不可少的因素,沥青路面再生技术可分为冷再生和热再生两种方式,沥青回收后再加以加工利用,既不破坏公路的整体,又能很好地完成路面的养护工作,此技术更加保障了高速公路为社会服务的功能。
2.3优化设计
沥青面层厚度设计的过程中,应当充分结合工程的经济性、施工效果及环保性能,深度考虑项目的等级及其在路网中的作用和功能,严格把控工程的养护成本和道路的使用期限,优化和完善路面的性能,且路面基层也需具有良好的抗裂和抗车辙的能力。路面防水性能不佳是裂缝发展的主要诱因,因此,务必做好路面上面层排水和路面内排水设计,及时排除路层表面水,避免积水下渗,且路拱和表面的平整度也要满足规范的要求。为避免面层渗水影响基层的强度,在基层上可设置封层或透层,切实保障排水效果。在马歇尔配合比设计的过程中,设计人员要全面考量材料的抗滑性、耐久性以及材料在高温条件下的抗变形能力。
结束语
目前我国无论是在经济发展方面还是在交通运输方面都离不开对高速公路的应用,它已成为人们出行、陆运运输的主要方式之一,它的便捷、高效为人们、为社会和为国家都作出了巨大的贡献,是经济来往互通的良好的沟通方式,维护高速公路的方方面面对社会,对国家来说都是必要的。要从多方面探索分析公路裂缝的形成原因,并积极开发、完善相关核心技术,才能真正保障高速公路的安全和畅通。
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