近年來我國公路建設(shè)飛速發(fā)展,但是道路病害也日益增多,尤其是道路裂縫病害,F(xiàn)在就保津高速公路發(fā)生的一些裂縫病害成因、危害以及防治情況做一研究。
道路裂縫形成的原因
保津高速公路道路裂縫分為橫向裂縫和縱向裂縫。通過五年多的觀察研究,下邊對這兩種裂縫形成的原因進(jìn)行分析。
橫向裂縫;保津高速公路的路基填土平均高度4.5米左右,道路基層為半鋼性結(jié)構(gòu)。由于這一承重層為高強(qiáng)度、高壓實(shí)度、高密實(shí)度的半鋼性結(jié)構(gòu),雖然整體性好、強(qiáng)度高、變形小,但對溫度變化的影響卻十分敏感,進(jìn)入11月份氣溫到了+5℃以下后開始收縮,在氣溫降到最低溫度-20℃左右收縮到極值,產(chǎn)生2.5厘米左右裂縫。
縱向裂縫;在河北霸州勝芳界內(nèi),通車一年后出現(xiàn)10.5Km的縱向裂縫,最大裂縫寬度于2001年12月達(dá)到3.5厘米。這一地段出現(xiàn)縱向裂縫原因主要是建設(shè)完工后地下水位下降(完工后邊溝內(nèi)一片汪洋,一年后天旱邊溝積水干竭),在路基下的地基施工階段地基土的含水量處于飽和狀態(tài),由于近年氣候干燥,降雨量偏低,邊溝水分蒸發(fā)快,但是,路邊坡2米以內(nèi)由于護(hù)坡保護(hù)水蒸發(fā)較少,在路基高填土自重和重載車的作用下,2米以外部分地基產(chǎn)生不均勻沉降路基發(fā)生滑動(dòng),將路面拉裂,出現(xiàn)道路縱向裂縫。
裂縫形成后對道路的危害
道路出現(xiàn)橫向裂縫要及時(shí)治理,否則灌進(jìn)雨雪水冬天凍融后,對道路的破壞將非常嚴(yán)重。進(jìn)水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個(gè)階段。第一階段,初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹,沿裂縫逐漸形成微量凍融松散灰土粉化,材料密度降低,將面層材料拱起,出現(xiàn)驢脊背現(xiàn)象;第二階段為沿裂縫灌入雨雪水,存于水泥碎石與瀝青路面的結(jié)合層之間,由于行車碾壓推擠摩擦做用,將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用唧出。如遇連陰雨天氣水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴(yán)重推擠,將瀝青粒料和水泥碎石粒料磨成漿狀物唧出,及通常所說的,唧漿病害。經(jīng)過兩到三年的裂縫開閉,縫口瀝青混凝土在凍融和行車的作用下密度降低,雖然進(jìn)入冬季,一般從路面上看不見裂縫。第三階段為,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現(xiàn)唧漿,路面出現(xiàn)坑凹,甚至出現(xiàn)搓板路,隨時(shí)間的推移,將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)路面粒料被行車推擠帶走,出現(xiàn)路表面開裂性坑槽。
道路縱向裂縫如治理不及時(shí),長時(shí)間雨雪水的灌入,2米以外部分滑動(dòng)加快,行車道在重載車的作用下,在3—4米部位出現(xiàn)第二道裂縫,這時(shí)第一道與第二道裂縫之間形成一個(gè)板塊,這一板塊開始下沉,出現(xiàn)順行車道區(qū)一個(gè)U 型路面帶,嚴(yán)重時(shí)對路面發(fā)生條塊形碎裂,對行車的影響非常大。
這些病害,如得不到及時(shí)治理,對社會(huì)車輛形成一種潛在的危害,也極大地縮短道路的服務(wù)壽命。設(shè)計(jì)服務(wù)15年的高速公路,可能使用幾年就將需要大修,給國家造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。
道路裂縫病害的預(yù)防及治理
道路出現(xiàn)裂縫由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式(強(qiáng)基薄面)和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的,但是出現(xiàn)裂縫就要及時(shí)有效的治理,并防止其發(fā)展到路面龜裂,出現(xiàn)坑槽以及碎裂等嚴(yán)重病害。
治理的目的主要是防止不讓雨雪水灌入縫內(nèi),將裂縫封住,通常叫做灌縫。治理的方法過去一直延用40—70號(hào)熱瀝青灌縫,近年來也有不少單位用乳化瀝青灌縫,由于灌縫材料是液體材料,可灌至裂縫深處,乳化瀝青灌入后經(jīng)過破乳、水分蒸發(fā)后,原灌滿的裂縫又出現(xiàn)一定空隙,經(jīng)過6—10次反復(fù)灌注直至灌滿。
2001年國內(nèi)從新加坡引進(jìn)一種新型的灌縫材料——《高彈密封膏》,這種材料為半流體狀,用自制的一種灌注壓力設(shè)備施工,不需動(dòng)力,三個(gè)人手動(dòng)加壓即可,工作原理近似于房建工程粉刷用的噴漿機(jī)。一般灌注1—2遍即可達(dá)到灌深15—20厘米堵塞裂縫的目的。2001年在霸州界內(nèi)50公里路面,用乳化瀝青灌注不理想,后全部用這種材料灌縫,效果十分明顯,凡是去年用這種材料處理的裂縫今年沒有發(fā)現(xiàn)道路因裂縫發(fā)生的病害。縱向裂縫如比較嚴(yán)重,還需對地基進(jìn)行旋噴、粉噴處理,控制其不均勻沉降后再行灌縫。