探析高速公路路面裂缝及车辙的成因与防治

2017-01-19段鲁林

中华建设 2017年6期

关键词：车辙集料碾压

段鲁林

探析高速公路路面裂缝及车辙的成因与防治

段鲁林

高速公路基本上都是沥青加混凝土结构，这种结构的路面具有一定的耐磨性和防滑性，相较于普通水泥公路来说使用寿命较长。但是随着交通流量越来越大，经常出现超重超载车辆，对公路的正常使用造成了严重的不良影响，病害问题日益严重，必须要及时予以防治。

一、高速公路路面裂缝类型

裂缝是高速公路路面十分常见的一种病害，产生的原因很多。如若不能得到及时的修补一旦遇水就会更加严重，水分渗入路基层，道路内部结构就会发生变化，导致路面出现沉陷，裂缝由此产生。主要的类型有横向裂缝和纵向裂缝，其中横向裂缝又分为荷载型裂缝和沉降差异裂缝。

1.横向裂缝

横向裂缝主要是由于道路基层温度突然出现剧烈变化导致路基底层断裂，由于无法及时得到制止，断裂情况会随着温度的变化逐渐加剧，最后延伸到路面上，形成了横向裂缝。横向裂缝主要分为沉降差异裂缝和荷载性裂缝两种。

（1）荷载性裂缝

荷载性裂缝产生的主要原因是施工质量较差导致。如果施工过程中沥青混合料的配比不正确就会对施工质量造成一定的影响，一旦外部受到过大应力道路基层就会因承受不住而断裂产生裂缝。

（2）沉降差异裂缝

沉降差异裂缝产生的主要原因是路段结合处出现问题，在施工过程中没有处理好结合部位，导致连接出现缺陷，久而久之路面受到外界应力作用就会出现下陷产生裂缝。

2.纵向裂缝

纵向裂缝基本上都是由于施工不当所致。最常见的纵向裂缝主要是由于路基下陷导致路表处出现断裂而产生。

二、高速公路路面裂缝成因

1.集料配比不当

对于最常见的路面沉陷来讲，主要就是因为沥青和混合料的搅拌不均匀，材料质量控制不好，配比不合理，以及摊铺时候碾压机的碾压度不够所导致。按照公路沥青路面的设计要求，上层与中层主要是用来封水，还要抵抗高温车辙的性能，I型结构比较适合，这种结构其内部阻力较小，抵抗高温车辙的性能较差，如果再降低了空隙率，一旦处于高温环境沥青就会膨胀而加剧了高温变形。而且集料也是原因之一，如果没有控制集料的选择和配比也就无法提高其粘附性，粗料少、细料多，混合料内摩擦角较小，强度也不高，严重降低了沥青的粘结力。这样一来层与层之间就会出现空隙，一旦路面受外力压迫就会出现剥落产生裂缝。

2.处理层间结合不当

从高速路的沥青路面进行取芯，发现基层和面层之间并没有透层油渗入痕迹，而且从取芯来看，要想获取到基层与面层形成整体的芯，具有很大难度，因为几乎二者都是分开的，粘结力较差，导致陡坡地段很容易出现车辙，产生裂缝。

3.交通荷载存在差异

从相关调查资料中可以看出，许多大型货车的中轴载都远远超过了设计标准，超重载现象极为严重，如果在设计路面的过程中没有考虑到这些因素，很容易会产生路面裂缝。

三、高速公路路面车辙类型

车辙是目前很常见的一种路面病害，主要是由于路面长时间受到反复的碾压发生变形所致。车辙在正常情况下的形态都是凹进或凸起的，材料问题是车辙产生的主要原因，在施工过程中材料配比不合理道路基层就会逐渐变的松散，当长时间受到外力碾压路面就会凹陷或凸起，车辙随即形成。一般按照成因的不同车辙主要可以分为三种类型：（1）失稳性车辙；（2）结构型车辙；（3）压密型车辙。

1.失稳型车辙

路面长时间受到车辆的碾压内部基层就会逐渐发生变化，路基材料因为受到挤压会出现或多或少的移位，导致整体结构下陷或变得松散，这样一来很容易形成失稳型车辙。失稳型车辙基本上属车轮痕迹处居多，道路在施工过程中混合料稳定性较差是导致失稳型车辙产生的主要原因。这种车辙容易阻碍车辆行驶，基本上发生在上坡路段，成因很复杂。通常山区的高速公路这类车辙比较多。

2.结构型车辙

一般情况下路基变形所引发的车辙就是结构型车辙，这种车辙基本上都是永久性变形，呈U形，修复比较困难。

3.压密型车辙

产生压密性车辙主要是由于沥青处理的原因，在施工过程中如果沥青压实度较差再受到过大的碾压就会出现。

四、高速公路路面裂缝及车辙防治措施

1.对车辙采取的防治措施

（1）相关材料的选择要符合标准

首先是集料：选择集料的时候最好选择粒径较细的集料，保证其质地坚硬，具有高强度，同时控制好含沙量，最好保持在10%以内。如果想实用些可以用天然砂来改变性能，最好要加强压实度，同时控制杂质。其次是沥青：尽量选择软化点高的沥青，这样的沥青粘度大，具有较好的吸附力；路基层粘度要更大些，必要时候可以适当加入添加剂，保证沥青的粘度符合施工要求。路表层可以选用改性沥青，这种沥青具有较高的粘度，可以从根本上提高混合料的水稳定性，避免后期发生变形。再是添加剂：如果发现沥青粘附力不好，可以选择添加一些添加剂调和，例如水泥、石灰等碱性物质都可以，这样也就直接提高了路面的抗变形性。

（2）沥青和混合料的配比要符合要求

施工过程中必须要合理控制沥青用量，根据实际情况决定，同时合理配比，保证其符合施工规定。由于每一路段具有一定差异，因此沥青也要根据路段的不同选择不同的用量，适当调配。确定沥青用量后，要合理配料，根据施工现场的天气环境和施工环境选择合适的级配，这样才能充分发挥混合料的积极性能，保证路面施工质量。

（3）合理的设计沥青层面结构

表层施工要保证具有良好的耐磨性以及抗老化性能；中间层要具备足够的抗车辙能力；下面层主要是保证其抗水损害能力；最后是基层，也是最重要的一层，基层要具备一定的抗疲劳性和水稳定。尽可能应用混合式的基层，对于正在修建的高速公路都应该使用半刚性的基层加上沥青稳定碎石基层共同组成混合式的基层，而沥青的厚度应该从过去15厘米加厚到18到22厘米，这样可以有效降低基层间剪切应力，降低半刚性的基层疲劳应力，就能够增强沥青路面的整体抵抗车辙能力。

（4）控制好交通环境

如果处在夏季高温时施工，一定要做好相关的安全工作。施工路段要封闭，严格控制重载的车辆通行。并且最好避开高温时段施工，如果需要的话，一定要记得做好路面的洒水降温等工作。

（5）使用混合料转运车

在高速公路施工过程中应该尽可能降低温度离析与集料离析，使用混合料转运车是摊铺沥青混凝土的最佳选择，这样可以在很大程度上控制集料的离析问题，有效提升沥青混合料抗击车辙的能力。

2.对裂缝采取的防治措施

（1）适量的喷撒乳化沥青

如果路面的裂缝比较细小呈细纹状，应该首先将周围杂质清理干净，然后采用适量的乳化沥青喷洒病害部位，注意喷洒的一定要均匀适度，之后覆盖一层薄薄的干燥粗砂，施工过程中控制好沙层厚度，最好保持在2mm到5mm之间，最后将其压实即可。

（2）灌缝处理

如果裂缝的开裂程度并不是十分严重，可直接采用改性沥青进行灌缝处理。首先用专门的机械将缝隙拓宽，然后清理裂缝内部杂质，同时还要确保裂缝内必须干燥，最后用灌缝机将已经加热的沥青缓缓的浇灌在裂缝中，待其干燥即可。

（3）采取局部修补

如果遇到一些例如麻面、坑洼、细纹等较为微小的病害，可以采取局部修补的方式加以处理。具体方法是采用切割机械将病害部位切割下来，然后清理周围卫生，保证无杂质无砂石，在切割后的坑洼部位涂抹乳化沥青，随后利用混合料将其填平，并适当碾压，保证其压实密度达到规定标准。