高分子聚合物抗裂貼在白改黑公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

吳海燕

摘 要：本文分析了G312線K2639+100—K2640+100原“白改黑”路段瀝青路面產(chǎn)生裂縫、推移等病害的成因，結(jié)合該路段在路面病害銑刨治理中采用“高分子聚合物抗裂貼”對(duì)原混凝土面板裂縫處理的效果進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)于“白改黑”路面病害處治具有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：高分子聚合物抗裂貼；公路養(yǎng)護(hù)；施工工藝

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0108-02

瀝青路面早期病害已被列為公路工程的八大病害之一，可見它的普遍性。而“白改黑”路面由于有舊水泥混凝土板的病害隱患使加鋪層瀝青路面破壞更加頻繁。那么已破損的路面應(yīng)該如何修補(bǔ)？怎樣提高瀝青路面的使用壽命？這些問題一直困擾著我們無數(shù)專業(yè)技術(shù)人員。筆者親歷G312線（滬霍線）K2639+100—K2640+100段“白改黑”瀝青路面的病害維修工作，從中了解和認(rèn)識(shí)到加鋪層瀝青路面的一些特點(diǎn)，在此對(duì)“白改黑”路面病害成因分析，提出治理方法僅供參考、借鑒。

1 工程路段背景

G312線（滬霍線）K2639+100—K2640+100段路面寬24m，早先為水泥混凝土路面，面板厚30cm，修建于1996年。該水泥混凝土路面每5m一道橫向膨脹縫，每6m一道縱向膨脹縫，表面無刻紋。2010年7月對(duì)該路段實(shí)施了“白改黑”，在原水泥混凝土面板上鋪設(shè)玻纖格柵后鋪筑了3+5cm厚的瀝青混凝土面層。

該路段位于張掖市東大門，所有車輛都通過該路段出入張掖市，交通量大且重型車輛較多。在實(shí)施“白改黑”后前期路面較為平整、行車舒適，效果較好，但使用不到一年瀝青路面上出現(xiàn)了大量的水泥混凝土面板膨脹縫的反射裂縫，二年后該路段行車顛簸，路面推移逐漸顯現(xiàn)，局部路段甚至出現(xiàn)了大面積的推移、坑槽等病害。病害出現(xiàn)后公路養(yǎng)護(hù)部門都會(huì)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，但修補(bǔ)后效果不盡人意，時(shí)間不長會(huì)在修補(bǔ)過的原位置再次出現(xiàn)推移、坑槽等病害，影響行車。本文將結(jié)合實(shí)體工程，在G312線（滬霍線）K2639+100—K2640+100段“白改黑”路面病害銑刨處理中采用高分子聚合物抗裂貼對(duì)原水泥混凝土面板上的裂縫進(jìn)行處理的工藝、效果進(jìn)行總結(jié)。

2 路面病害成因分析

結(jié)合該路段的路面結(jié)構(gòu)、該地區(qū)氣候因素和其他外在因素綜合分析，造成“白改黑”瀝青路面病害產(chǎn)生的主要原因有四個(gè)方面：一是面層較薄，容易出現(xiàn)功能性的早期病害，使用壽命受到影響；二是基層對(duì)面層的粘結(jié)力不足，在車輛水平力作用下，面層容易產(chǎn)生推移破壞；三是反射裂縫的問題，舊水泥混凝土板塊接縫處的變形和位移很容易反射到瀝青面層上形成反射裂縫；四是水損害，當(dāng)反射裂縫出現(xiàn)后地表水沿著裂縫滲入到基層，裂縫不斷擴(kuò)大使路面出現(xiàn)坑槽，縮短路面使用壽命，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 路面病害維修方案確定

因該路段未列入養(yǎng)護(hù)維修工程，受公路小修保養(yǎng)養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)的限制，宜采取局部維修的方法進(jìn)行處治，即對(duì)路面坑槽、推移較為集中的部位采用大型銑刨機(jī)銑除舊瀝青路面后對(duì)原水泥混凝土面板表面進(jìn)行橫向拉毛處理，拉毛深度不小于1cm，使水泥混凝土面板具有足夠的抗滑性能，然后對(duì)水泥混凝土面板之間的膨脹縫及裂縫進(jìn)行處理，之后噴灑粘層油、鋪筑瀝青混凝土上、下面層。為保障路面病害維修質(zhì)量，在原水泥混凝土面板膨脹縫及裂縫處治中我單位率先引進(jìn)新材料——高分子聚合物抗裂貼。其橫向拉伸強(qiáng)度、縱向抗拉強(qiáng)度、粘附性等方面均具有較大的優(yōu)點(diǎn)，并且還取得顯著的經(jīng)濟(jì)成效。

4 高分子聚合物抗裂貼的作用

（1）隔離作用：鋪放抗裂貼，將原水泥混凝土路面與新攤鋪瀝青層隔離，避免了水泥混凝土路面的工作縫與上一面層的直接接觸，工作縫拉應(yīng)力不能直接傳遞到新攤鋪的瀝青層；而且高分子聚合物抗裂貼能使上下層很好的粘連，共同承受車輛荷載，防止界面上下層的相對(duì)位移而保持一致。

（2）加筋作用：抗裂貼具有一定的抗拉強(qiáng)度，可承受一定的拉應(yīng)力并通過經(jīng)、緯向織物分散應(yīng)力，當(dāng)原水泥混凝土路面工作縫開始脹縮時(shí)，抗裂貼底層的高聚物膠首先開始伸展，然后是高抗拉胎基延伸，直到拉應(yīng)力大于抗裂貼的抗拉強(qiáng)度時(shí)，抗裂貼才開始完全變形直至斷裂，此時(shí)上一層面才開始承受抗裂貼傳應(yīng)上來的壓力。顯然抗裂貼起到加筋作用，因此，它提高了結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度。

（3）消能緩沖作用：抗裂貼具有一定的延伸性，其高聚物有較好的低溫柔韌性，鋪設(shè)在原水泥混凝土路面和瀝青面層間，相當(dāng)于設(shè)置了一彈性層，基層裂縫拉應(yīng)力通過抗裂貼高聚物擴(kuò)展到更寬范圍，從而緩解裂縫處應(yīng)力強(qiáng)度，在彈性的層間能起到吸收部分拉伸能量的作用。

（4）隔水防滲作用：抗裂貼的高聚物能形成完整的隔水防滲透層，可隔斷路面水向路基滲透，從而保護(hù)基層的強(qiáng)度，使基層免受水蝕。

5 高分子聚合物抗裂貼的性能指標(biāo)（表1）

6 高分子聚合物抗裂貼寬度的選擇

有關(guān)單位經(jīng)過抗裂貼多年的使用，以及對(duì)裂縫產(chǎn)生應(yīng)力在實(shí)驗(yàn)室所做的力學(xué)模型分析，生產(chǎn)出不同規(guī)格寬度的產(chǎn)品，一般道路可選用寬度有32cm、48cm、96cm三種。

（1）32cm。建議在水泥路面、半剛性基層，特別是縱、橫向裂縫寬度為（5-10mm）的地方使用。

（2）48cm（96cm）。建議在水泥混凝土路面表面已經(jīng)修補(bǔ)或灌縫等處理過的路段的裂縫（10-50mm）、嚴(yán)重?fù)p壞的區(qū)域使用等等。

7 高分子聚合物抗裂貼施工要求

（1）施工工具：膠輪壓路機(jī)、裁紙刀（或剪刀）、吹風(fēng)機(jī)、汽油噴燈或烤槍（視環(huán)境溫度及路面干燥程度而定）、鋼絲刷、鐵鍬、掃帚等。

（2）抗裂貼對(duì)表層的處理要求：1）必須將黏附表面清除灰塵和水等雜物，保持路面干燥清潔。2）在5-19mm之間的裂（接）縫，必須將其清理干凈，并用密封膠填充。3）在19-50mm之間的裂（接）縫及下陷區(qū)域，必須將其清理干凈，用膠砂、密封膠或熱瀝青混合料填充并壓實(shí)至現(xiàn)有高度。4）超過50mm的裂縫或坑槽，必須將其清理干凈，然后用砂漿或熱瀝青混合料填充并壓實(shí)至現(xiàn)有高度。5）高度不同的裂（接）縫及下陷區(qū)域，必須進(jìn)行找平處理。6）橋面、路面的突起、鐵釘?shù)韧蛊鹞?，進(jìn)行清理或找平處理至平整。

（3）使用抗裂貼的環(huán)境要求：1）空氣不能低于4℃；2）環(huán)境溫度等于或大于21℃時(shí)可以直接鋪設(shè)；如低于21℃時(shí)，使用溫火烘烤抗裂貼的膠面，注意不得過烤，膠面熔化即可。

（4）抗裂貼的鋪設(shè)：1）在鋪設(shè)前不得將隔離膜揭開。2）在鋪設(shè)抗裂貼時(shí)應(yīng)將成卷材料拉緊、騎縫粘貼，鋪設(shè)后抗裂貼應(yīng)平整、不起皺、不翹起。3）在鋪設(shè)過程中若出現(xiàn)重疊時(shí)，重疊長度為50-125mm。不能超過兩個(gè)以上的重疊。4）鋪設(shè)抗裂貼后用膠輪壓路機(jī)或車輪進(jìn)行滾壓至少三遍。5）鋪設(shè)完成后，車輛即可通行。但是與上面層鋪設(shè)的間隔時(shí)間不應(yīng)超過24小時(shí)。

8 高分子聚合物抗裂貼施工工藝流程

（1）檢查水泥混凝土面板的情況，若出現(xiàn)斷板、空板，錯(cuò)臺(tái)，及板角冒漿等病害進(jìn)行處治后方能攤鋪抗裂貼，否則不能使用抗裂貼。

（2）對(duì)原水泥混凝土路面裂縫或工作縫進(jìn)行處理，裂縫寬度在5-19mm的進(jìn)行灌縫處理，縫寬在19-50mm的進(jìn)行瀝青砂灌縫并用皮錘錘實(shí)。

（3）鋪設(shè)抗裂貼。鋪設(shè)后需要用膠輪壓機(jī)碾壓至抗裂貼與路面緊密結(jié)合為止，鋪設(shè)后的抗裂貼應(yīng)平整、周邊不翹起、不起皺。

9 施工過程中出現(xiàn)的一些問題及處理措施

在施工過程中，由于使用大型銑刨機(jī)對(duì)原水泥混凝土面板進(jìn)行了拉毛處理，拉毛過程中粉塵吸附在了水泥混凝土面板表面，先期使用吹風(fēng)機(jī)清理灰塵后鋪設(shè)抗裂貼，出現(xiàn)了局部粘接不牢固的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)問題后立即采取了另一種清理粉塵的方式，即采用高壓水槍沖洗水泥混凝土面板上的粉塵，這樣可將水泥混凝土面板的表面徹底清洗干凈，確保了抗裂貼粘接牢固。

10 經(jīng)濟(jì)效益分析

從經(jīng)濟(jì)性分析。我們對(duì)使用高分子聚合物抗裂貼處治水泥混凝土面板裂縫后鋪筑的瀝青路面進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)，修補(bǔ)后的瀝青路面未出現(xiàn)反射裂縫、推移、坑槽等病害，路面平整、行車舒適，現(xiàn)已正常運(yùn)行8個(gè)多月，從目前使用的效果來看，效果較顯著。而之前的“白改黑”路面病害維修中僅對(duì)水泥混凝土面板上的裂縫進(jìn)行瀝青膠或?yàn)r青砂灌后重新鋪筑瀝青面層，這樣雖施工工藝簡(jiǎn)單，但維持時(shí)間較短，大概一個(gè)月多后會(huì)再一次出現(xiàn)路面裂縫、推移、坑槽等病害，影響行車，而且按照傳統(tǒng)的路面病害維修工藝實(shí)施，一年需要多次反復(fù)的修補(bǔ)，累計(jì)下來使用的人工、機(jī)械、材料的成本比較大。因此采用高分子聚合物抗裂貼在“白改黑”路面中處治水泥混凝土面板裂縫成本相對(duì)較低且質(zhì)量較好。

從社會(huì)效益分析。由于按照傳統(tǒng)的路面病害維修工藝實(shí)施后，養(yǎng)護(hù)部門一年需要多次反復(fù)的修補(bǔ)，會(huì)多次影響交通正常通行，而且也會(huì)對(duì)單位造成不良的社會(huì)影響，影響單位形象。

11 結(jié)語

從以上分析可以看出，在“白改黑”路面病害處治中，抗裂貼用于原水泥混凝土路面和新攤鋪的瀝青路面層間可有效抑制裂縫向上傳遞，并防止雨水滲透到原水泥混凝土路面工作縫內(nèi)，在實(shí)際工程中能夠發(fā)揮良好的抗裂、防水的作用，其有效性已經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)。從養(yǎng)護(hù)角度來看，可從根本上解決水泥混凝土面板裂縫問題，在一定范圍內(nèi)具有推廣價(jià)值，目前已將其應(yīng)用于水泥混凝土面板或基層裂縫日常養(yǎng)護(hù)維修，將大大減少后期養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1]高建立.高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與工程實(shí)例[M].人民交通出版社，2006.

[2]王玉順，朱敏清.高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)與應(yīng)用[M].中國建材工業(yè)出版社，2008.

[3]袁芳，YUANFang.高分子抗裂貼在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2011，37（9）：137-138.