高速公路路面裂縫養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用策略分析

孔磊

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

為了有效延長(zhǎng)公路使用壽命、降低整體維護(hù)成本，高效開展公路養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要。通過深入研究可以找到更有效、更經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)方法，提高公路的耐用性和使用效率。此外，公路養(yǎng)護(hù)工作研究還有助于公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如研究更環(huán)保的養(yǎng)護(hù)材料和方法，以減少公路建設(shè)和維護(hù)過程中對(duì)環(huán)境造成的污染。然而，現(xiàn)有研究和實(shí)踐仍存在一些不足，如對(duì)路面裂縫形成機(jī)理的研究不夠深入，導(dǎo)致當(dāng)前的治理措施存在一定的局限性，現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)和材料尚不能完全滿足長(zhǎng)期使用和環(huán)境適應(yīng)性要求。為更好地解決這些問題，文章對(duì)裂縫類型及成因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的施工技術(shù)應(yīng)用策略。

1 高速公路路面裂縫類型

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫，顧名思義路面橫向發(fā)展的裂縫。溫度變化時(shí)，瀝青混凝土?xí)l(fā)生熱脹冷縮，混凝土基層收縮時(shí)會(huì)在內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫；重載車輛行駛，會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生較大的荷載，超過路面承載能力時(shí)，容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫；施工過程中路基壓實(shí)不足、混凝土質(zhì)量差等，也會(huì)導(dǎo)致公路橫向裂縫的產(chǎn)生[1]。這類裂縫會(huì)影響公路安全性和行車舒適度，需要及時(shí)養(yǎng)護(hù)處理。橫向裂縫如圖1 所示。

圖1 高速公路橫向裂縫（處理后）

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫指的是沿公路縱向方向出現(xiàn)的裂縫，通常是公路材料疲勞、溫度變化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或施工質(zhì)量不良等引起的。公路縱向裂縫會(huì)對(duì)道路安全性和舒適性產(chǎn)生影響，會(huì)使車輛行駛時(shí)產(chǎn)生顛簸感，且會(huì)加速公路老化和破壞，影響公路的使用壽命。

1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫是縱橫交錯(cuò)呈網(wǎng)狀的較小裂縫，網(wǎng)狀裂縫主要成因是底層路面壓實(shí)度不夠、伸縮縫處理不當(dāng)?shù)萚2]。對(duì)于該類型裂縫也需要及時(shí)處理，避免影響高速公路運(yùn)行質(zhì)量。

2 高速公路路面裂縫成因分析

對(duì)高速公路路面裂縫的具體成因進(jìn)行總結(jié)性分析，有助于養(yǎng)護(hù)工作的順利開展。

2.1 材料

高速公路路面出現(xiàn)裂縫的原因比較復(fù)雜，包括施工材料、氣候、設(shè)計(jì)、施工、荷載等因素。若是施工材料不符合施工要求，公路在后續(xù)使用中更容易受到熱脹冷縮影響，出現(xiàn)裂縫。在公路工程施工中，水泥壓實(shí)處理后的密度未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求、土質(zhì)條件不均勻，會(huì)導(dǎo)致路面基層水分蒸發(fā)和流失。這些因素會(huì)導(dǎo)致公路路基底部收縮明顯，或頂部應(yīng)力集中，應(yīng)力從頂部向外延伸和擴(kuò)展，進(jìn)而引發(fā)路面裂縫。

總之，如果材料指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不符合要求，路面發(fā)生裂縫的概率會(huì)大大提高。

2.2 氣候

氣候也會(huì)引發(fā)路面裂縫，該因素存在普遍性且難以控制。受氣候因素影響，混凝土路面會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，并在荷載作用力影響下產(chǎn)生裂縫。

另外，由于公路基層和面層結(jié)構(gòu)存在差異，施工材料存在差異，其受氣候的影響程度也存在差異。例如，受氣候環(huán)境影響，瀝青材料會(huì)發(fā)生應(yīng)力變化，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力，溫度降低時(shí)會(huì)引發(fā)收縮反應(yīng)，若是超過材料本身的抗壓強(qiáng)度則會(huì)引發(fā)裂縫問題[4]。

2.3 地下水

地下水會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫。由于高速公路不同路段的地下水分布情況不同，地下水位升高，可能會(huì)浸泡公路路基，使公路受到地下水侵蝕，出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，加之車輛荷載影響，公路裂縫現(xiàn)象會(huì)越發(fā)嚴(yán)重。

2.4 車輛荷載

公路路面在車輛荷載影響下也容易出現(xiàn)裂縫等病害。車輛荷載會(huì)導(dǎo)致半剛性地層出現(xiàn)拉應(yīng)力，拉應(yīng)力若是超過基層材料的抗拉強(qiáng)度則基層底部會(huì)發(fā)生開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致瀝青面層受到影響，而路面承載力有限，車輛反復(fù)碾壓會(huì)使路面出現(xiàn)微小變形，導(dǎo)致材料性能下降，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫[5]。路面裂縫產(chǎn)生后，持續(xù)的車輛荷載會(huì)導(dǎo)致裂縫不斷延展，破壞道路。

3 高速公路路面裂縫養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用策略

在高速公路運(yùn)行過程中，路面裂縫病害會(huì)導(dǎo)致路面運(yùn)行能力直接受到影響。

對(duì)于路面橫向裂縫，在車輛反復(fù)碾壓作用下，會(huì)導(dǎo)致底部材料松散，路面密度下降，表層材料拱起，進(jìn)而引發(fā)路面整體裂縫。雨雪天氣，公路表層受到車輛持續(xù)荷載影響，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生漿狀物，在其他車輛通過該區(qū)域時(shí)會(huì)造成唧漿現(xiàn)象，若是處理不夠及時(shí)、有效，公路后續(xù)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生更加嚴(yán)重的裂縫病害反應(yīng)。

對(duì)于縱向裂縫，若是修復(fù)不及時(shí)，在裂縫周圍2m內(nèi)，受到雨雪滲透影響，會(huì)產(chǎn)生不良滑動(dòng)、位移等問題；裂縫周圍3～4m 范圍內(nèi)，在車輛荷載影響下，裂縫會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，嚴(yán)重情況下路面會(huì)產(chǎn)生不良的下沉反應(yīng)，甚至?xí)孤访鏀嗔?，這會(huì)嚴(yán)重影響行車安全[6]。因此，需要加強(qiáng)對(duì)高速公路路面裂縫的養(yǎng)護(hù)和管理。

3.1 裂縫處理

高速公路路面裂縫處理技術(shù)包括以下幾種：

3.1.1 開槽灌縫

目前，大多數(shù)公路裂縫處理采用開槽灌縫方法，需要使用開槽機(jī)、灌縫機(jī)等設(shè)備。灌縫機(jī)需要由專業(yè)人員負(fù)責(zé)使用，以確保施工質(zhì)量。處理前，需要使用導(dǎo)熱油加熱處理灌縫材料，使其具有較好的流動(dòng)性，使用開槽機(jī)開展開槽處理，確保深度一致，寬度相同，并清理干凈裂縫內(nèi)部雜物，然后將灌縫材料填充到裂縫中。

如果裂縫寬度超過5mm，可以使用熱油灌縫方式進(jìn)行處理。完成灌縫處理后，在材料凝固、不會(huì)黏輪的情況下方可將路面投入使用。該方法能夠快速幫助公路恢復(fù)性能，防止裂縫持續(xù)擴(kuò)展，避免嚴(yán)重病害發(fā)生，但目前該方法的修復(fù)效果并不持久，需要進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。

3.1.2 貼縫技術(shù)

對(duì)于寬度適中的裂縫，可以使用貼縫處理技術(shù)，即使用貼縫膠帶對(duì)裂縫進(jìn)行封堵處理。如果裂縫寬度過大或過小，則不適合使用該技術(shù)。

使用該技術(shù)時(shí)，需要使用相關(guān)儀器確定裂縫寬度，并清理干凈邊緣部位的雜質(zhì)，確保表面干燥，然后粘貼貼縫膠帶，并用橡膠皮錘敲擊處理，以確保粘貼牢固。該技術(shù)在裂縫處理方面效果較好，但容易受天氣影響。貼縫施工現(xiàn)場(chǎng)如圖2 所示。

圖2 貼縫施工現(xiàn)場(chǎng)

3.1.3 壓漿技術(shù)

在公路路面病害養(yǎng)護(hù)管理過程中，壓漿技術(shù)是一種有效的方法，有較高的應(yīng)用價(jià)值，既能夠滿足公路性能和使用需求。該技術(shù)需要使用專業(yè)設(shè)備，通過注漿管將規(guī)定壓力的水泥材料壓入裂縫內(nèi)，然后使用環(huán)氧樹脂材料封堵表層。在壓漿過程中，需要確保漿液充分滲透到裂縫中，并在表層有漿液溢出時(shí)停止壓漿[8]。

3.1.4 挖補(bǔ)罩面技術(shù)

處理網(wǎng)狀裂縫和縱向裂縫問題時(shí)，通常會(huì)采用挖補(bǔ)罩面技術(shù)。如果問題較為嚴(yán)重，需要按照如下步驟操作：

首先，對(duì)路面進(jìn)行銑刨。

其次，進(jìn)行罩面施工前，需要重新鋪設(shè)面層結(jié)構(gòu)，并確保新結(jié)構(gòu)與原路面結(jié)構(gòu)有良好的黏結(jié)性，以滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

最后，在路面上進(jìn)行罩面施工，這樣可以提高公路路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，降低路面損壞率。

3.1.5 霧封層保護(hù)技術(shù)

該技術(shù)主要用于解決路面橫向裂縫病害，主要通過在路面上噴灑一層薄薄的乳化瀝青或特殊配方的路面保護(hù)劑，形成一層嚴(yán)密的防水層，以保護(hù)路面、減少水破壞、提高路面集料間的黏結(jié)力、延長(zhǎng)路面使用壽命。

在施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，采用合適的設(shè)備，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，控制好撒布量，一般為0.4～0.6kg/m3，撒布完成后需要對(duì)道路進(jìn)行封閉管理，以免無關(guān)人員、車輛進(jìn)入施工區(qū)域，破壞養(yǎng)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，影響?zhàn)B護(hù)質(zhì)量。

3.1.6 微表處技術(shù)

該技術(shù)是用乳化瀝青和其他材料混合形成的施工材料，對(duì)裂縫路面進(jìn)行封層養(yǎng)護(hù)，該技術(shù)的應(yīng)用效果較好、成本低。

3.2 做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

為了提高高速公路路面養(yǎng)護(hù)管理質(zhì)量，必須做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，并嚴(yán)格把控預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工材料質(zhì)量，盡量降低裂縫問題的發(fā)生率。在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)管理工作中，需要根據(jù)路面和路基的實(shí)際情況，采取針對(duì)性的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

此外，需要完善公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)，并在實(shí)際工作中全面落實(shí)。例如，在路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工過程中，要求施工人員遵循施工原則，按照規(guī)定的施工工序進(jìn)行操作，如嚴(yán)格檢查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)存在施工質(zhì)量不符合要求的情況，應(yīng)及時(shí)糾偏，必要時(shí)需要進(jìn)行二次施工。同時(shí)，為了更有效地預(yù)防路面裂縫病害，需要定期進(jìn)行路面監(jiān)測(cè)，合理確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的時(shí)機(jī)。

3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

第一，需要合理進(jìn)行路面設(shè)計(jì)。例如，考慮到瀝青材料的空隙特性，表層需要噴上一層防水材料，形成薄膜分層，以增強(qiáng)路面的防水性能。優(yōu)化路面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵，減少路面積水、促進(jìn)路面迅速排水，可以有效避免路面裂縫的出現(xiàn)，且能延長(zhǎng)路面的使用壽命。

第二，重視路面平整處理。在路面未成型時(shí)，如果出現(xiàn)松散部位，需要及時(shí)清理鋪筑材料，重新鋪筑并進(jìn)行壓實(shí)處理。如果路面已經(jīng)成型，出現(xiàn)松散部位，可以將松散部位劃分成多個(gè)方格狀，使用切割機(jī)進(jìn)行切割處理，清理表面雜物后鋪筑瀝青并壓實(shí)，這樣可以有效修復(fù)松散處，防止松散現(xiàn)象延伸，避免引發(fā)嚴(yán)重的裂縫問題。

第三，對(duì)于橫向和縱向裂縫的處理，需要考慮溫度變化導(dǎo)致的溫縮和干縮問題。如果裂縫寬度在6cm 范圍內(nèi)，需要清理干凈裂縫，然后用壓縮空氣將灰塵吹干凈，通過加熱瀝青直接封堵住裂縫。如果裂縫寬度超過了6cm，需要先清理其中的雜物，然后使用混合瀝青和砂礫等材料填充裂縫。

第四，可根據(jù)實(shí)際情況劃分處理范圍，使用切割機(jī)將病害部位切除處理后進(jìn)行清理。清理干凈后，如果深度較深，可以分別填充上層和下層，其中上層一般填充顆粒較小的瀝青混合料，下層一般填充顆粒較大的瀝青混合料。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路是區(qū)域往來的重要渠道，其在我國(guó)公路交通網(wǎng)絡(luò)中占重要地位，為保證高速公路持續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)高速公路實(shí)行常態(tài)化養(yǎng)護(hù)管理。對(duì)高速公路常見的裂縫問題，需要深入探究其類型及成因，進(jìn)而針對(duì)此類病害進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)和管理，通過高質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)工作提高高速公路路面穩(wěn)定性，為我國(guó)公路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。