高速公路路面裂縫分析及新材料的應(yīng)用
來源：發(fā)布時(shí)間：2009-03-05
石安高速公路邯鄲段主線全長71.933km。路面結(jié)構(gòu)為4cm中粒式瀝青上面層，5cm粗粒式瀝青中面層，6cm粗粒式瀝青底面層，20cm水泥穩(wěn)定碎石基層。1997年12月竣工并投入運(yùn)營。自1998年冬季以來，沿線瀝青路面相繼出現(xiàn)輕度路面裂縫病害（全部是橫向裂縫），而且裂縫病害的數(shù)量不斷增加，特別是2002年冬季，由于氣溫的大幅下降使裂縫驟然增多。2004年調(diào)查發(fā)現(xiàn)并處理裂縫3839道，總長度25514.75m。其中，行車道裂縫道數(shù)占統(tǒng)計(jì)裂縫的29.58%，超、行車道通裂占統(tǒng)計(jì)裂縫的45.63%，超、行、停車道貫通裂縫占統(tǒng)計(jì)裂縫的24.79%。
結(jié)合石安高速公路邯鄲段路面的病害狀況，分析,裂縫產(chǎn)生的原因，主要有以下幾種：
1、基層反射裂縫。在荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的共同作用下，在基層開裂處的面層底部應(yīng)力集中而導(dǎo)致面層底面開裂，逐漸向上擴(kuò)張而使裂縫貫穿整個(gè)面層。據(jù)資料分析，半剛性基層的開裂通常由溫縮或干縮引起，多數(shù)情況是在基層鋪筑后，由于長時(shí)間暴露在大氣中，在降溫和水份聯(lián)合作用下而開裂；當(dāng)然也可能是在鋪筑瀝青面層后，路面在使用過程中，由于溫度驟變使基層的日溫差超過某一范圍，致使其溫度應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度而斷裂。
2、非荷載型橫向裂縫。這種裂縫一般比較規(guī)則，每隔一定的距離產(chǎn)生一道裂縫，裂縫間距的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。氣溫高、日溫差變化小、面層和基層抗裂性能好的路段，一般間距較大，且出現(xiàn)裂縫的時(shí)間也較晚。
3、軟基路段不均勻沉降引起的裂縫。由于軟基產(chǎn)生不均勻沉降，基層受拉或受剪，出現(xiàn)較大變形，超過二灰碎石基層與瀝青面層的抗變形能力，瀝青面層與二灰碎石基層被拉裂。比如：石安高速公路永年—邯鄲北部分段為軟土路基，由于軟土路基容易遭受結(jié)構(gòu)破壞，對產(chǎn)生的裂縫我們采用了土工合成材料進(jìn)行修復(fù)，取得了良好的成效。
4、沿路面行車方向產(chǎn)生的縱向裂縫。主要集中在行車道輪跡分布密集處，因?yàn)楦咚俟方煌ㄇ置�，大車、慢車、重型車輛集中在行車道上，靠近標(biāo)線或位于行車道中央位置，縱向裂縫較長，一般綿延幾十米；而超車道上荷載較小，縱向裂縫也較小，縱縫縫寬一般在5-10mm，常以單條裂縫形式出現(xiàn)。
綜上所述，瀝青路面裂縫的產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果。在修補(bǔ)裂縫的過程中，除采用傳統(tǒng)的普通熱拌瀝青混凝土方法修補(bǔ)外，結(jié)合近幾年發(fā)展起來的新材料、新工藝，在有關(guān)專家的指導(dǎo)下，我們又嘗試了多種切實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)適用的修補(bǔ)瀝青路面裂縫的材料和方法。
1、稀釋瀝青灌入法。在現(xiàn)場作詳細(xì)調(diào)查時(shí)進(jìn)行表面現(xiàn)象比較，并選擇有代表性的裂縫，在裂縫處進(jìn)行破壞檢查，如確定為無結(jié)構(gòu)性破壞的寬縫且未啃邊，則用高壓氣泵吹出縫中雜物，輔助人工清理，直接用專用設(shè)備將稀釋瀝青灌入裂縫，能使稀釋瀝青灌入縫中4cm以上。縫再寬則將裂縫處切除約10cm寬，用新拌和的上面層瀝青混合料填充，用人工搗緊并用錘子錘實(shí)。
2、土工合成材料修補(bǔ)法。此種方法適用于結(jié)構(gòu)性破壞或軟基地段瀝青路面修補(bǔ)。一是利用土工織物的撕裂強(qiáng)度和一定的延伸性，緩減裂縫處的應(yīng)力集中，起到吸收部分拉伸能量的作用；二是土工織物浸透瀝青后可以形成密封防水層，防止地表水滲入基層，避免基層材料不至進(jìn)一步惡化。首先，對裂縫處面層進(jìn)行銑刨處理，要求至少4cm以上。然后，在清理干凈的面層上面刷均橡膠瀝青，貼上土工布合成材料。最后，按照正常程序鋪設(shè)路面。
3、抗裂貼處置法。高分子抗裂貼是一種滾卷式阻裂隔膜，它是由聚合防水膜涂在抗皺重載型聚丙烯機(jī)織物上制成的。它能承受熱瀝青層的荷載、隔熱和200℃以下高溫，使原路面裂縫中的密封膠不會受加鋪時(shí)熱瀝青的高溫而融化，從而防止了路面的裂縫處在新面層的同一位置向上反射或凸現(xiàn)。此種方法主要適用于路面唧漿裂縫的修復(fù)。在處理裂縫過程中，首先，開鑿路面至基層，將裂縫處清理干凈。然后，刷上抗裂貼底層油，并鋪設(shè)抗裂貼。最后，按照正常程序鋪設(shè)路面。由于抗裂貼在縫與縫接合處，隔膜與隔膜之間可以形成一定厚度的整體防護(hù)層，降低水分滲透，達(dá)到預(yù)防路面唧漿的效果，從而延長了高速公路的使用壽命.