黄则贤
湖南省高速公路集团有限公司邵阳分公司 湖南邵阳 422000
摘要:本文从实际高速公路工程案例出发,从材料、气候、地质条件以及车辆荷载等方面对高速公路路面裂缝形成原因展开分析,并对灌缝养护法、贴缝法、压浆法、沥青路面裂缝无坑缝修补法等几种常见的高速公路路面裂缝养护技术进行论述。在我国经济发展推动下,人们生活水平不断提升,高速公路行车量不断增加,一定程度上增加了高速公路路面裂缝的发生概率,威胁着高速公路行车安全。因此,为了延长高速公路使用寿命,对高速公路路面裂缝形成原因以及裂缝的养护技术进行探究具有重要意义。
关键词:高速公路;路面裂缝;成因;养护技术
前言:随着社会发展进步,高速公路建设逐渐成为推动经济发展的支柱型力量,为人们出行提供极大便利。但是受到施工材料质量、气候特点、地质情况以及车辆荷载等因素的影响,导致高速公路路面裂缝现象愈发严重,特别是车辆超重、超载对路面造成的影响。因此,如何有效解决高速公路路面裂缝问题,最大程度上延长高速公路使用寿命成为亟需解决的问题。
一、工程概况
本文以省高速公路为例,针对该高速公路K1995+865到K2155+687路段路面裂缝形成原因和路面裂缝日常维护技术展开分析。该高速公路段总长150.35km,设计速度每小时120km,双向四车道设计,公路路基宽度为30米,路面宽度为28米。高速公路全线共有156座桥梁,其中包括115座主线桥、10座匝道桥、31座天桥。路面结构为(AC-13I)4厘米、(AC-20I)6厘米、(AC25-I)8厘米、水泥稳定碎石52厘米。该高速公路工程2004年11月开工建设,2007年12月竣工通车,在多年来投入运营过程中,由于多方面原因导致路面出现大量裂缝,严重威胁车辆行驶安全性。
二、高速公路路面裂缝形成原因
(一)材料因素
在建设高速公路时沥青混凝土是主要施工材料,因此,施工原材料质量直接影响着高速公路沥青路面施工质量。在阳光照射下,公路垫层发生收缩,材料原因导致沥青混合料不能承受这一收缩应力,就会致使路面出现裂缝[1]。
(二)气候因素
在一些昼夜温差或者四季温差较大的地区,公路路面沥青的温度会与环境温度存在较大差异,在这样温度变化下,沥青路面易发生老化,产生相应的拉应力。在冬季,路面温度随着气温降低而降低,在热胀冷缩作用下,导致路面内部结构损坏,长时间的结构变化加上车辆不间断荷载,导致沥青路面愈发脆弱,最终形成裂缝。
(三)地质条件
不同的高速公路建设工程其地质条件存在差异,例如,一些高速公路会受到地下水影响,地下水位上升的同时,不断加大路面所承受的应力,促进路面裂缝产生[2]。一开始只是表现为横向裂缝,若没有及时维护保养,就会向着网纹裂缝发展,加速对路面的破坏。此外,在施工过程中可能会存在软土地基导致路面不均匀沉降,因此,若对地基处理不规范,地基强度不够,在日后运营过程中也会产生路面裂缝。
(四)车辆荷载
高速公路建设一定程度上为人们出行,各地区间沟通提供便利,但在经济发展推动下,人们生活水平提高,公路车流量逐年增加,并且还存在车辆超载、荷载的现象发生,在运行过程中路面所承受荷载越来越大,超过其承载力,路面就会出现沉降、老化、裂缝等病害。
三、高速公路路面裂缝养护技术分析
高速公路路面裂缝具有较大危害性,因此应当通过一系列养护技术对裂缝进行预防、处理,通过科学合理的日常养护能够一定程度上避免路面裂缝产生,维持良好的路面路况,延长高速公路使用寿命,降低交通事故发生概率。因此,高速公路路面养护技术总结如下:
(一)灌缝养护法
在高速公路裂缝养护处理过程中,灌缝养护是较为常见的,运用该技术可以避免裂缝扩散发展,但不能根本上解决路面裂缝问题,每两年就需要再进行一次灌缝处理[3]。灌缝养护法对施工工艺和施工流程都有着较高要求,例如:需进行封闭施工保证良好的施工环境,提前准备好开槽机、灌缝机、灌缝材料等,在道路裂缝周围开槽后应,应对开槽进行清理,保证槽内无杂物。
如下图一所示为高速公路所出现的横向、纵裂缝,如果裂缝宽度在5mm以内,则可以利用热油灌缝技术对裂缝进行处理,在操作过程中,首先应对沥青材料进行加热处理,将其温度控制在160摄氏度左右,利用灌缝机将沥青材料灌入到缝隙中,施工人员应严格把控浇灌技术,在沥青温度降至环境温度时即可停止浇灌。
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(二)贴缝法
在适用范围方面,贴缝法与灌缝养护法存在一些相似性,但贴缝法同时还适用于路面中横向、纵向裂缝周边的细小裂缝。修补剂是高速公路路面贴缝施工时主要应用的材料,其能够对高速公路路面起到有效的再生作用。贴缝法施工时需要应用到如下设备:变频螺旋式高压热喷机、痕迹笔、纤维布、橡皮锤、灌缝机[4]。在施工时,首先利用痕迹笔标记出施工位置,将施工区域路面表面清理干净,保证施工环境整洁有序,利用变频螺旋式高压热喷机将路面裂缝内的湿气去除,保证缝内干燥。其次利用修补剂和灌缝机进行灌缝处理,覆盖纤维布对裂缝处进行养护。最后利用橡皮锤将贴缝处的气泡清除,提升路面裂缝处理效果,提升路面平整性。贴缝法相比于其他裂缝养护技术,其优点表现为,黏附性较强,在车辆荷载下也能保证其黏附性,从而有效延长公路路面使用寿命。此外,贴缝法施工流程简单、施工周期短,现如今贴缝带的出现更加简化了贴缝施工步骤。
(三)压浆法
压浆法相较于其他养护技术在施工难易程度上更加具有优势,在高速公路路面裂缝后期也就是在路面基层产生裂缝时,适用性更强[5]。压浆法主要操作步骤为:将注浆管插入在裂缝周围,将注浆嘴设置在裂缝处,将注浆材料注入到裂缝中,环氧树脂等材料是主要的注浆材料,最后进行压浆处理,使注浆材料能够从注浆管里溢出。
(四)沥青路面裂缝无坑缝修补法
这一路面裂缝养护技术能够加强路面的抗老化性、低温柔型并且具有较高的延度,所设置的无坑带即使道路环境及其恶劣也不会出现破碎、掉落的现象。针对于产生唧浆的结构性裂缝,在施工过程中首先在裂缝处对无坑贴进行烘烤、粘贴,如下图二所示,在无坑带两侧涂刷宽度为60厘米的CAP,在其上面撒布抗磨砂,如下图三所示,一定程度上避免由于水破坏所导致的无坑缝[6]。
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结束语:综上所述,高速公路路面裂缝养护作为一项综合性较强的工程,其具备一定复杂性与长期性。对于高速公路建设工程而言,应当重视路面裂缝养护技术研究,根据路面裂缝实际情况,选择针对性较强的路面裂缝养护技术进行处理,实现高速公路的有效养护,提升高速公路车辆通行的舒适性和安全性。
参考文献:
[1] 张建平. 高速公路路面裂缝成因及其养护技术探讨[J]. 中国科技投资,2020(21):130-131.
[2] 魏丕壹. 高速公路沥青路面裂缝成因及日常养护关键技术[J]. 运输经理世界,2020(6):19-21.
[3] 赵汝安. 高速公路路面裂缝成因及日常养护关键技术[J]. 中国标准化,2019(12):98-99.
[4] 张英杰. 高速公路路面裂缝成因及 日常养护关键技术[J]. 交通世界(中旬刊),2018(8):79-80.
[5] 张磊. 浅议高速公路沥青路面裂缝成因及预防养护措施[J]. 建筑与装饰,2020(35):91.
[6] 孙广军. 高速公路沥青路面裂缝的养护措施与施工技术浅析[J]. 科技视界,2019(6):264-265.