浅谈公路病害治理策略

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　　摘要:随着我国现代技术的快速发展，高速公路在大规模建设，沥青路面目前被广泛方式用使用，但有裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等病害，也是混凝土沥青公路工程质量的通病，对新建公路的正常使用形成了严重的威胁，对公路维护提出了更严峻的挑战。本文作者通过多年长期从事沥青路面的施工，总结出沥青路面裂缝产生的各类原因，提出综合治理的思路及其维修方法。
　　关键词：公路病害治理
　　Abstract: with the rapid development of China's modern technology, highway in large-scale construction, the asphalt pavement which is extensively used by, but have crack, water destruction, loose, the oil goes on, disease, also is the concrete asphalt highway engineering, quality of common failing, new roads to the normal use of the formed a serious threat, the highway maintenance puts forward more severe challenges. In this paper the author through many years engaged in the construction of the asphalt pavement, summed up the asphalt pavement of cracks of all kinds of reason, this paper puts forward the comprehensive management ideas and its maintenance method.
　　Keywords: highway disease management
　　中图分类号：U457+.2 文献标识码：A文章编号：
　　一、裂缝的原因
　　 (一）混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
　　（二）混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
　　 二、 裂缝类型
　　（一）横向裂缝：
　　（1）沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，产生横向裂缝；
　　（2）沥青混凝土施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，从而产生横向裂缝；
　　（3）半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝，通过横向裂缝形式表现出来；
　　 （4）桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工，或处理不得当，从而产生不均匀沉降，导致路面产生横向裂缝。
　　（二）纵向裂缝：
　　（1）铺筑的土路基不密实，软土处理不当，基层产生不均匀沉降，形成路面开裂，从而导致产生纵向裂缝；纵向裂缝在高挖高填方处出现的尤其频繁
　　（2）路基边坡坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡；
　　（3）面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理，结合不紧密而相互脱离，产生纵向裂缝。
　　（4）此外，地震、水毁等天灾也时常造成断裂。
　　（三）网状裂缝:
　　（1）纵横裂缝出现后继续扩展；
　　（2）沥青的性能差，尤其是低温抗变形能力过低；
　　（3）路面结构中含有软弱夹层，粒料层松动，水稳定性差，从而形成网状裂缝；
　　（4）沥青总体强度不足，在损坏初期形成网裂，随后裂缝逐步扩展，缝间距变小。
　　（四）反射裂缝：
　　（1）在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层，由于温度的变化，老路面的裂缝继续拉开，从而使新铺层在旧裂缝处断开；
　　（2）由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝；
　　（3）新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力，从而产生开裂，反射到沥青面层。
　　（4）白改黑路面基层原有水泥混凝土路面伸缩缝处理不到位引起的反射裂缝是白改黑道路中最为常见的裂缝原因。
　　三、 裂缝的预防和治理方法
　　（一）预防措施
　　针对上述存在的问题，根据产生裂缝的种类和原因，对各种裂缝采取如下的预防措施：
　　（1）对横向、纵向裂缝的预防措施
　　1．加强基层处理
　　混凝土路面的基层必须密实、均匀、平整度好，同时基层必须养护好，基层的干缩裂缝易引起混凝土开裂，如；有裂缝必须处理好后方可浇筑混凝土。
　　2.及时切割缩缝
　　掌握好合适的切割缩缝时机，是解决横向裂缝的重要环节，具体切缝时间与施工气温有关，气温较高期间，上午浇注的混凝土可于当天晚上完成切缝，下午浇注的混凝土应在第二天上午切缝。气温低时浇注的混凝土可在24h以后切缝。切缝的深度和长度满足设计要求。
　　3.加强施工工艺
　　合理的施工工艺，对解决裂缝问题具有十分重要的作用。水泥混凝土路面基层应具有较高的强度、较高的密实度和较好的水稳性。因此，在路基施工中，应严格按施工操作规程进行．做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实厚度、压实度、平整度及路拱都要满足设计和施工质量要求。同时，在施工时，采用真空吸水和对混凝土的二次振捣工艺，提高昆凝土的密实度和早期强度，增强抗拉能力。适时收水抹面，增加混凝土表面密实度和使混凝土产生的细微缝愈合。加强养护工作，混凝土浇注后应适时覆盖湿润养护，养护期不少于14d。
　　（2）对交叉裂缝的预防措施
　　严格选料、配料控制。采用粒径较小的骨料配制混凝土，可以提高混凝土的极限拉伸值。因此，《公路水泥混凝土路面设计规范》中限制骨料最大粒径在一般公路中不超过40mm，在高等级公路中，不超过35mm，甚至限制在25mm以下。在施工过程中严禁使用过期的，不同标号的水泥、路用水泥应选用抗弯强度大、低水化热、收缩小的水泥，尽可能采用同一厂家、同一品种、同一标号水泥。砂石料的杂质、含泥量一定要符合规范。施工中混凝土的配合比要求准确。在配合比的选用上应尽量增加细集料用量，以提高混凝土的抗折强度。在水泥用量确定条件下，减少水灰比，以降低收缩。

　　
　　（二）治理方法
　　(1)灌缝法
　　先用气泵吹出缝内杂物，全部吹干净后用乳化沥青灌满缝隙。然后用细石屑或细砂撒在表面上。对于较宽的裂缝(5mm 以上)，可用扁铁片等清除缝内较大的杂物，然后用5mm 以下的细碎石或砂与乳化沥青按比例搅拌成混合料填入缝中，填补处应略高于路面。
　　(2)粘贴法
　　清洁缝面的灰尘，赃物和松散的砂子，为了封缝带与缝面达到最好的密实度，应使用能够渗入缝面微孔的底涂。剪下所需封缝带沿缝铺设，压实后在面上撒些细砂。在寒冷时也可对缝面带进行表面加温。对于大于10mm 的裂缝，缝内另用普通沥青填充料填实。
　　(3)格栅法
　　该方法主要针对由于基层引起的反射裂缝处理，也是最经济、操作简便、应用最为广泛的处理方法之一。
　　沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等，达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。在沥青混凝土路面中采用加筋的方法来改善路面使用性能的设想由来已久， 80年代开始对玻璃纤维土工格栅进行应用研究，这种格栅具有两种功能：一是能提高沥青结构层的强度，具有长期抵抗拉应力的能力。二是能使应力均匀分布在较大的面积范围内，大大减轻沥青结构层的徐变作用。最终达到防止沥青路面开裂的目的。
　　玻纤格栅是一种用于路面增强、老路补强，加固路基及软土基的优良土工合成材料。在处理沥青路面反射裂纹应用上，已成为不可替代的材料。玻纤格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能够加强沥青路面的结构性能，提高道路的使用寿命。
　　(4)预养护法
　　针对一些较大规模的网裂和不规则裂缝，以及沥青路面表面的老化问题，我们可以采用一些预养护法进行处理。
　　①防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。
　　②防止混凝土超冷，应该尽量使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
　　③防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。
　　混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的收缩，同时使水泥水化作用顺利进行，以达到设计的强度和抗裂能力。
　　总之，裂缝是公路建设中最易出现的公路病害，它的出现不仅会影响公路的抗渗能力和使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响公路的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，从源头上严把质量关，尽可能地减少混凝土裂缝的出现，延长水泥混凝土路面的使用寿命。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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