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高速公路路面裂缝产生的原因及养护技术张万金

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第33期作者：张万金

[导读] 摘要：市场经济快速发展，社会对于道路工程需求量不断增长，公路工程已经成为各个地区之间交流互通的重要基础设施，同时也是发展区域文化以及区域经济等方面的重要组成部分。

        黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司黑龙江哈尔滨 150028
        摘要：市场经济快速发展，社会对于道路工程需求量不断增长，公路工程已经成为各个地区之间交流互通的重要基础设施，同时也是发展区域文化以及区域经济等方面的重要组成部分。在公路长期使用过程中，公路养护是非常关键的工作内容，可以说公路养护效果，会直接影响公路使用寿命和公路行车安全系数。路面裂缝处理是公路养护的核心工作之一。灌缝施工技术是公路养护中的重要方式，能够有效避免路面裂缝的延伸与生长，已经逐渐成为公路养护处理路面裂缝的首选技术。虽然目前灌缝施工技术已经比较成熟，但在具体施工过程中仍然有比较多的环节需要加强注意和管理。
        关键词：高速公路；裂缝；养护
        1 公路路面裂缝的主要类型及其形成原因
        1.1 载荷裂缝
        载荷裂缝大多分为横向裂缝，也有少部分以纵向裂缝的形态出现。横向裂缝与公路路面的行车方向不同，与路面中心线呈垂直角度分布，一些比较严重的横向裂缝不仅裂缝尺寸比较大，而且还会贯穿整个道路路面。而纵向裂缝是与道路同向而行分布，有些由于载荷因素引起的纵向裂缝长度可达数百米，纵向裂缝不断发展并延伸，最终与横向裂缝发生交错，会使路面裂缝发展成网状形式。
        载荷裂缝的出现主要是由于公路通车行车时间比较长，路面长期处于负载环境下，这样就会给路基施加比较强的载荷力，一旦这种向下的拉力数值超过道路路面抗拉强度极限数值时，裂缝就会从路面底部延伸到公路路面表层，进而引发路面载荷裂缝。再加上部分车辆为了产生更大的运输利润，存在超载运输问题，这样就会导致道路行车超载问题严重，大量超载车辆通行也会给路基以及路面施加较强的载荷应力，这样也会使路面承受不了外界带来的巨大载荷力以及来自路基的向下拉应力，进而引发路面裂缝。
        1.2 温度裂缝
        这种裂缝也是目前在公路路面中比较常见的形式之一，从整体发生类型来看，温度裂缝以横向裂缝居多，少部分为纵向裂缝。公路路面温度裂缝的形成原因主要是来自于混凝土材料的水化热过程，当混凝土浇筑完毕后，混凝土会逐渐凝固，但在这一段时间混凝土会释放大量热量，这就需要进行洒水养护，保证混凝土水化过程内外温度差值和含水量差值趋于正常数值。然而一旦这种差值的平衡被打破，混凝土就会因为过高的温度而发生变形，混凝土体积会不断增大，其内部的温度无法快速释放出来，便会在混凝土内部形成比较大的拉应力。
        1.3 沉陷裂缝
        沉陷裂缝主要是由于公路路基失稳造成的，而公路路基失稳也是道路工程施工中比较常见的质量问题。道路路基发生沉陷就会破坏公路原有内部结构，内部结构稳定性被破坏，出现比较多的断裂或者沉降，进而引发路面裂缝。通常来讲，一旦路基发生沉降，则公路路面必然会出现裂缝。造成路基沉陷的原因比较多，比如路基回填土材料不合理、回填压实度不足、路基属于软弱地基、路基含水量比较大等因素。此外，大量地表径流冲刷以及地震等自然因素，也会使道路内部结构稳定性下降，从而引发道路路面沉陷裂缝。
        2 公路路面裂缝的危害及其最佳处理时间
        2.1 裂缝危害
        在公路病害中，路面裂缝是一种比较常见的病害，不仅对道路建设单位与养护单位会带来较大影响，同时也会影响道路行车安全。首先，路面裂缝会增加道路养护单位的成本；其次，裂缝会对公路的使用寿命产生巨大影响，这样就会在一定程度上给道路建设单位带来较大负面影响。比如路面径流会沿着裂缝渗入到道路内部，破坏道路内部结构稳定性，扰乱路基稳定性，使路基失稳，进而引发更严重的路基塌陷等问题；另外，路面裂缝会对道路行车造成较大安全隐患，假如高速公路路面出现裂缝，而高速公路行车速度普遍较快，一些重量较轻的小型车辆甚至会出现跳车或者操控失稳等情况。

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        2.2 最佳处理时间
        首先，公路路面裂缝的处理原则是，越早处理，效果越佳，负面影响越小，投资成本越低，因此通常会在路面出现裂缝后，立即制定相应的处理方案；其次，在对路面裂缝进行处理时，应当避免在高温或者低温环境下进行，如果路面温度过高，则灌缝胶的凝固稳定时间也被延长，灌缝施工质量会受到影响，而且道路封闭时间也会延长。如果路面温度过低，则会影响灌缝胶与路面的粘合效果。
        3 公路路面灌缝施工技术工艺流程分析
        3.1 前期准备环节
        在对公路路面实施灌缝施工时，应当做好前期准备工作，这是保证灌缝施工技术能够顺利实施的关键，同时也是确保灌缝施工质量的重要措施。首先，设计人员应当根据道路路面的裂缝实际情况，排除一切能够对路面灌缝施工质量产生干扰的因素，记录并确定路面裂缝的种类，调查路面裂缝的形成原因，制定最为科学合理的灌缝施工方案，合理设计开槽规格，并确定灌缝施工工艺流程。
        3.2 开槽施工
        施工人员需要根据设计方案提出的开槽尺寸、深度进行开槽施工。施工人员要根据裂缝分布情况，确定开槽的中心线，并用开槽机沿着裂缝分布切割出一条笔直的长方形灌缝槽口。通常情况下，灌缝施工技术要求槽口最小宽度不能低于1.5cm，最大宽度不能大于2cm；槽口最小深度不能小于2cm，最大深度不能高于2.5cm，这样是为了避免对周围路面造成损伤，具体尺寸视路面裂缝尺寸而定。如果遇到形状和分布都比较特殊的裂缝时，可以适当延伸并采取二次切割的开槽方式。
        3.3 槽口处理
        在开槽过程中会出现一些灰尘以及碎石等杂物，这些残渣会对灌缝施工质量产生决定性影响，一旦杂物没有清理干净，当灌缝胶注入后，灌缝胶与道路地面间的融合效果会大幅度降低，导致灌缝施工失败。因此在开槽完毕后，应当及时对槽口内的杂物进行清理，确保槽口内干净、无杂物，槽口内必须要露出路面新茬。一般会先用人工清理的方式，清除掉体积较大的碎石块、木屑等杂物，然后再用风机对灰尘和碎末等杂物进行清理，这样可以保证槽口的洁净度。如果槽口内杂物比较多，可以采取二次清理，必须要保证槽口内没有任何杂物。
        3.4 灌缝施工
        为了确保灌缝施工质量，在进行灌缝施工前需要再进行一次详细的检查，尤其要检查槽口的洁净度和干燥度，同时还需要检查灌缝胶的预热温度，预热温度必须要达到193摄氏度左右。在灌注灌缝胶时要严格控制速度和流量，确保灌缝的连续性和均匀性以及饱和度，这样能够避免灌缝过程中在槽内产生气孔或者气泡。通常情况下，施工人员为了保证灌缝施工质量，会采取两次灌缝施工方案，第一次灌缝胶注入量达到开槽一半即可，第二次的灌缝胶注入量应当溢出一部分，这是为了提高裂缝处理效果。
        3.5 养护与养生
        在灌缝施工完毕后再等15min通车，这样能够给灌缝胶比较充足的凝固时间，防止车辆碾压后带走灌缝胶。具体通车时间可以根据当时的天气情况、室外与路面温度情况而定。另外，也可以在灌缝施工处铺撒一层中砂或者细沙，这样也能起到比较理想的养护效果。
        4 结语
        保证公路使用寿命以及道路行车安全的重要措施就是加强路面养护，作为路面养护以及处理路面裂缝的核心技术，施工人员必须要能够熟练掌握灌缝施工技术，加强对路面灌缝施工各个技术环节的质量控制，同时还要对路面裂缝的种类和形成原因能够有比较全面的了解，这样才能确保路面灌缝施工整体合理性，从而保证公路运营效果，推动公路工程事业健康发展。
        参考文献
        [1]王昌均.沥青路面裂缝灌缝新技术在公路养护中的应用[J].人民交通,2019(06):74-75.
        [2]牛京娟.沥青路面裂缝灌缝新技术在公路养护中的应用[J].山西建筑,2018(36):130-131.
        [3]成龙.灌缝技术在公路路面养护中的应用[J].交通世界,2020(07):60-61.