一、道路裂缝形成的原因
宁宿徐高速公路于2001年12月7日正式建成通车,宿迁段路面面层采用SBS改性沥青AK-13级配,淮安段采用SMA级配,并有4.2公里的Superpave沥青混合料试验段。宁宿徐高速公路日通行量约10000辆左右,相对较少,但是,目前已发现800余条裂缝(主要为横向裂缝,少数路段有纵向裂缝)。下边对这该路裂缝形成的原因进行分析。
宁宿徐高速公路的路基填土平均高度3.3米左右,道路基层为半钢性结构。由于这一承重层为高强度、高压实度、高密实度的半钢性结构,虽然整体性好、强度高、变形小,但对温度变化的影响却十分敏感,进入11月份气温到了+5℃以下后开始收缩,在气温降到最低温度-10℃左右收缩到极值,产生0.5厘米左右裂缝。在未设置伸缩缝的小桥桥头部位基本都有裂缝产生,主要是桥头搭板(水泥混凝土)和路面基层(水泥稳定碎石)的温度感应程度不同,更加容易产生裂缝,并且裂缝宽度相对较大。
由于纵向裂缝产生的较少,其产生原因尚不具备普遍性,在此不作详细阐述。
二、裂缝形成后对道路的危害
道路出现横向裂缝要及时治理,否则灌进雨雪水冬天冻融后,对道路的破坏将非常严重。进水后道路病害破坏的发展一般可分为三个阶段。第一阶段,初期表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现驴脊背现象;第二阶段为沿裂缝灌入雨雪水,存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间,由于行车碾压推挤摩擦做用,将水泥和微粒材料同雨雪水在行车的压力作用唧出。如遇连阴雨天气水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重推挤,将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出,即通常所说的唧浆病害。经过两到三年的裂缝开闭,缝口沥青混凝土在冻融和行车的作用下密度降低,虽然进入冬季,一般从路面上看不见裂缝。第三阶段为,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下长期出现唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,随时间的推移,将导致龟裂病害的发生。严重时路面粒料被行车推挤带走,出现路表面开裂性坑槽。
道路纵向裂缝如治理不及时,长时间雨雪水的灌入,2米以外部分滑动加快,行车道在重载车的作用下,在3—4米部位出现第二道裂缝,这时第一道与第二道裂缝之间形成一个板块,这一板块开始下沉,出现顺行车道区一个U 型路面带,严重时对路面发生条块形碎裂,对行车的影响非常大。
这些病害,如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短道路的服务寿命。设计服务15年的高速公路,可能使用几年就将需要大修,给国家造成极大的经济损失。
三、道路裂缝病害的预防及治理
道路出现裂缝由于目前所采用的基层的结构形式(强基薄面)和选用材料以及气候的影响是不可避免的,但是出现裂缝就要及时有效的治理,并防止其发展到路面龟裂,出现坑槽以及碎裂等严重病害。
治理的目的主要是防止不让雨雪水灌入缝内,将裂缝封住,通常叫做灌缝。治理的方法过去一直延用40—70号热沥青灌缝,近年来也有不少单位用乳化沥青灌缝,由于灌缝材料是液体材料,可灌至裂缝深处,乳化沥青灌入后经过破乳、水分蒸发后,原灌满的裂缝又出现一定空隙,经过6—10次反复灌注直至灌满。但桥头横向裂缝上下贯通,无论采用热沥青还是乳化沥青均不可取,灌入的沥青沿着缝隙一直滴落到桥底,对下部结构造成污染。因此建议采用热熔型密封胶进行灌缝(例如“路斗士”),这样不仅能保证路面的防水性能,进而可以防止造成不必要的污染,其成本约11元/米。
采用热熔型密封胶进行处理的裂缝可分为以下几种情况:
1、缝宽在5毫米以下、长度小于1米且弯曲不直的裂缝,建议采用高分子聚合物抗裂贴直接进行封贴;
2、对于缝宽较大但走向弯曲的裂缝,建议采用手提砂轮切割机进行扩缝;
3、对于缝宽较大但走向较直的裂缝,可以采用专业的开槽机进行扩缝,以提高工作效率。
下面就采用开槽法进行裂缝修补的工艺作简单介绍,开槽法灌缝施工的工工序、技术要点及注意事项如下:
1、开槽:开槽机的锯片应调整到适当高度,确保切入深度在1.5-2cm以内,开槽时必须沿着裂缝的走向进行切缝,槽口应保持规则形状。
2、清槽:开槽扩缝后应进行清缝处理,最好使用鼓风机并配合钢丝刷把槽口内的灰尘和松散的碎料清理干净,以提高粘结力。
3、烘槽:必要时须用火焰枪对槽口进行烘烤,烘烤时注意对温度的控制,一般不得超过70℃。
4、备料:密封胶的加热温度应控制在200℃-210℃之间,出料温度应高于180℃,温度过高或过低均对处理效果不利。
5、灌胶:胶体灌入时应控制好灌缝机的走向,在灌好第一遍的5分钟后再进行一次找平灌缝,并使裂缝表面形成T形密封层。注意控制灌入胶体的高度,如在气温相对较高的季节,胶体应该略高于路面(高出0.5-1毫米),气温低的季节,胶体应该略低于路面(0.5-1毫米)
6、开放交通:施工结束后开放交通时间一般为30min后,但如果在胶体表面撒上砂子或石粉,防止开放交通后车轮带走灌缝料,这样大约10分钟便可开放交通。
7、禁止在路面潮湿或温度低于4℃的环境下施工,否则将会降低密封胶的粘合力,易造成脱落,影响施工质量。
开槽法灌缝在沥青混凝土路面裂缝处理的新工艺,不仅改善了沥青混凝土路面裂缝密封效果,而且还提高了有效密封寿命和路面使用寿命,是一种较好的路面养护手段。
目前常用的沥青路面灌缝工艺分为不开槽灌缝和开槽灌缝两种类型。不开槽灌缝又分为热操作法和冷操作法:热操作法一般采用普通热沥青或改性热沥青进行沥青路面裂缝的灌封,采用普通热沥青时,普通热沥青在高温情况下,软化点降低易出现泛油及被车辆带走的现象,低温时沥青又会变脆,易脱落,因此冬季用热沥青灌注的路面裂缝基本不可行;而采用改性热沥青由于改性沥青的粘度大流淌渗透性能差灌入路面裂缝的沥青非常少,所以当路面裂缝低温扩张时极易开裂,修补使用寿命短。冷操作法是用液体沥青 聚合物改性液体沥青进行灌缝。由于聚合物改性液体沥青中掺加了溶剂 使沥青的低温流动性渗透性能得到改善,但是高温稳定性弹性恢复性能降低。在夏季高温时容易溢出被车辆带走对路面污染,冬季低温时易拉开。
一个字补
可用沥青封堵
严重的可用水泥灌注