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摘要：近几年来，随着高速公路的路面出现裂缝的情况不断的发生，对其的养护措施与施工技术的研究具有重要的意义。由于过去的高速公路的传统管理一般只关注施工的质量，往往沥青的路面裂缝没有给予足够的重视，从而加速了路面使用功能的降低，在一定程度上大大缩短了道路的使用寿命，增加了高速公路路面的维护成本。本文首先介绍了高速公路沥青路面造成裂缝的原因，并分析了高速公路沥青路面裂缝的养护措施，并结合一些实践的经验，研究了高速公路沥青路面裂缝的处治措施。
关键词：高速公路；沥青路面裂缝；产生原因；预防性养护；处治措施
1高速公路沥青路面裂缝产生的原因
1.1环境因素
沥青受限于材料，其性能容易受到外界温度影响，是一种感温较强的材料。因此，导致高速公路路面出现裂缝的最大因素就是环境温度因素。温度较低时，沥青劲度模量会升高，冷脆性增加，沥青铺盖在混凝土上，其应力不会随着温度降低而提高，温度降低导致的混凝土收缩应力超过沥青的抗拉强度，导致沥青路面开裂。这种裂缝最初只是集中在里面表层，随着裂缝深度的不断增加，一旦遇到气温突然降低或升高，使混合料劲度模量难以保持稳定。反复出现气温的升降、暴雨、大雪等极端恶劣天气，导致表面沥青的疲劳强度降低，应力松弛性能下降，最终导致小裂缝连成线，形成大裂缝，大裂缝连成网，形成坑洞和结构性破坏。
1.2材料因素
高速公路选择的沥青大多属于混合料胶结沥青，其混合料配比对抗裂性有着较大的关系。高速公路路面裂缝出现与沥青材料性能有着密切的关系，根据我国某省级高速公路企业对路面裂缝较严重的路段的沥青回收实验数据证明，混合料比例较低的沥青较正常比例沥青材料的渗水系数、路面软化程度、低温延展性、都有着较大的衰减。沥青质和饱和分含量明显增加，甚至数倍于原先材料，胶质和芳香酚下降较大，抵抗分裂应力的能力明显不足，老化程度较大。
1.3施工因素
沥青路面是我国公路路面的主要结构形式，沥青路面结构层可由面层，基层，垫层组成。施工因素也是导致高速公路路面裂缝出现的重要原因。根据当前路桥工程的施工规范，大多数高速公路都能做到对上中下三层集料的均匀布置。但是许多工程施工过程中，面层的细骨料偏多，增加了混凝土中的密级配混合料细骨料。路面铺装完毕后，难以负担高温环境下的路面荷载，加快了沥青粘结应力的流失，导致沥青老化。
1.4养护因素
长期以来，我国高速公路管养以矫正性养护为主，即在道路出现局部或大面积损坏时，采取维修保养的方式进行维护。这种养护方式恰恰贻误了道路养护的最佳时机，其缺陷和所带来的问题不容小觑。沥青路面由于受环境、气候、交通荷载等诸多因素的影响，会出现沥青有机质氧化、老化、沥青质流失、弹性下降、骨料外露、松散、裂痕、坑槽等病害。在病害出现初期，如不采取有效措施加以治理，病害就会迅速扩大继而恶化，严重影响道路的运营质量和行车安全，后期治理的难度和费用也会成倍的增加。
2高速公路沥青路面预防性养护技术分析
2.1灌缝技术
灌缝施工技术是当前处理路面裂缝问题的主要方式，应用该技术之前应该将裂缝位置清理干净，然后才能开始后续处理，可以全面的提升施工效果。裂缝杂质清理完成后，对裂缝宽度小于6mm的位置可以直接在该位置上灌入密封材料，可以达到实干要求；对裂缝宽度大于6mm的裂缝应该采取开槽处理的方式，然后才能灌入施工材料。灌缝施工一般都是人工操作完成的，一旦处理深度不合格，就会导致最终的施工效果不达标。因此，灌缝施工应该使用压力灌浆机来进行，可以保证材料灌入深度达标。此外，使用灌缝机还能够有效的防止表面水下渗问题的出现，从而可以提升使用年限。
2.2雾封层技术
高速公路在运行一段时间后，沥青路面会产生不同程度的裂缝，如果路面遇水，水就会由裂缝下渗到沥青混合料内部，导致路面破坏速度大大加快。因此，做好沥青路面预防性养护工作具有重要意义。只有进行预先养护，才能有效防止损坏扩大，以免路面出现坑洞、网裂等更严重的问题。在沥青路面养护工作中，雾封层技术是一项常用的预防性养护技术。该技术预防效果好，而且经济合理，能够有效减缓沥青路面的老化速度，对于路面水害问题进行有效防治。雾封层技术的工艺流程为：将不含集料的乳化沥青直接喷洒在路面上，喷洒量每平方米控制在0.34L左右，这样就会有一层密实的防水层形成，有效阻止雨水下渗，避免雨水破坏路面结构，实现路面骨料之间粘结力的提升，从而达成预防性养护的目标。
2.3稀浆封层技术
稀浆封层技术的原材料包括沥青、骨料、乳化剂和水等，按照适当比例配置成混合料，其中缓凝剂为谁，稀浆浆体具有一定的流动性，将流动浆体摊铺在路面上，从而达成预防性养护目标。稀浆封层技术以乳化沥青为原材料，因此粘结力很强，对沥青路面进行氧化密封，从而实现路面防滑性能的提升。稀浆封层技术能够有效修补沥青路面的裂缝，同时提高路面耐磨性、耐水性以及抗滑性，并且施工方便、造价合理、技术要求不高，因此在高速公路沥青路面预防性养护工作中得到广泛应用。在采用这一技术时应结合实际情况。如果路面裂缝很小，在填补裂缝时通常采用细封层技术；如果路面出现老化、开裂等现象，在填补裂缝时通常采用中封层技术。在处理沥青面层时，粗封层技术应用效果良好，同时能改善路面抗滑性。在高速公路沥青路面预防性养护工作中采用稀浆封层技术时，应当科学设计材料配合比，认真做好工地试验工作，确保各类材料用量合理，只有这样才能实现封层耐磨性及强度的提升，缩短固化时间。外加剂种类的选择要根据实际情况，对配比进行合理确定，从而提高稀浆封层与原始路面之间的粘合度。
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2.4微表处理技术
通过改进乳化沥青稀浆封层技术，在此基础上发展出微表处理技术。该技术具备更好地使用性能，在高速公路养护管理中有着广泛的应用前景。经过改良的乳化沥青、碎石、添加剂和水等共同组成微表处理技术的原材料，乳化沥青具备很强的粘结性，能够迅速稳固路面，将高速公路沥青路面的使用寿命延长3-5年左右。相较于热摊铺技术，微表处理技术防水性能更好；相较于乳化沥青稀浆封层技术，微表处理技术在抗滑性、耐久性等方面性能更佳。采用微表处理技术进行高速公路预防性养护，能够大幅度提升高速公路路面的各项性能。对于出现问题的路面，该技术可迅速恢复其使用功能，改善路面状态。在修复破损的高速公路沥青路面时，微表处理技术不但效果好，而且施工周期短，不会对交通产生太大影响。值得注意的是，在路面修复工程中应用这项技术时，应当采用专业设备进行摊铺，并确保一次完成，以此实现路面使用性能的改善。在对铺装层面进行确定时，应考虑路面损害程度。
2.5沥青路面再生技术
在高速公路养护工作中，沥青路面再生技术是一项重要的预防性养护技术，也是一项新型技术。煤沥青、石油、蒸馏水和再生剂是沥青路面再生技术的主要原材料，其应用原理为：当高速公路的沥青路面没有遭受结构性破坏时，在路面上均匀涂刷沥青再生材料，以此实现路面延展性与柔韧性的改善，降低路面硬化程度和脆化程度，这样一来，沥青路面就不会有脱落、龟裂等现象产生，路面寿命也会延长。过去在进行高速公路路面养护时，一般采取被动养护方式，也就是在路面产生车辙、裂缝以后再进行养护，养护技术多为铣刨技术。该技术在应用过程中会有许多废料产生，很容易污染环境。作为一种预防性养护技术，沥青再生技术具备环保优势，应用时不会有废料产生。不仅如此，沥青再生技术使用的设备为小型洒布车，仅需对局部路面进行封闭即可，不必中断交通，解封时间很短。在路面养护中应用沥青再生技术，其主要目的是修补路面表面的微小裂纹，对路面冰冻破坏、水破坏等进行有效预防。
2.6薄层罩面技术
在原有沥青路面上铺设一层热沥青混合料，厚度控制在1.5~2cm，这就是薄层罩面技术。该技术能有效遏制不良路面的恶化，对路面平整度、路面轮廓以及抗滑性能等进行改善，因此适用于交通任务繁重的路段。在高速公路沥青路面预防性养护工作中应用薄层罩面技术，其主要特点如下：间断级配明显，含有的胶砂量很少，因此表面粗糙，能够形成较强的抗滑阻力；振动压路机不适合在薄层罩面施工中使用，因此在路面养护中采用这一技术时，路面密实度很难满足规范要求，需要采取其他措施进行弥补，如控制温度、调整混合料配比、改良施工工艺等。
2.7碎石封层技术
碎石封层技术主要分为两种工艺，普通碎石封层与同步碎石封层。前者是将沥青撒布在路面上，之后将1-2层碎石集料撒布在上面，最后对其进行碾压；后者是在路面上同时撒布热沥青（乳化沥青）和碎石，之后再进行碾压施工。对于沥青路面的微小裂缝，碎石封层技术能进行有效密封，以免路面结构内部受到水的破坏，对路面抗滑阻力进行有效改善，对于路面老化、硬化、松散等病害进行延缓。
3裂缝综合处治措施
3.1裂缝出现前处治措施
1）开始喷洒透层沥青前，为了方便透层和防水层之间的粘结，需要彻底地清扫基层表面。如果清洁度不符合要求，必须人工加高压水冲洗，在清扫过程中，尽量使集料颗粒部分外漏，基层光面位置需要凿毛进行处理。2）在展开改性乳化沥青的施作之时，要求使用智能化沥青洒布装置，在开始洒布前，为了使基层具有较好的湿润度，需要喷洒少量的清水。控制透层具有适中的稀释度，因为稀释度过高，不利于渗透，稀释度过低，效果不好，最佳的渗透深度应在5mm以上。3）透层洒布超过一天之后，稀释剂将会挥发，此时展开对应的沥青洒布作业，洒布数量控制在2.0kg/m2，在进行洒布的过程中，控制洒布车喷洒管和路面处于垂直状态，洒布过程尽可能均匀，假若出现洒布不充足，能够使用人工的形式加以解决。4）洒布碎石。完成改性沥青的洒布后，待温度降到一定水平，即可进行单粒碎石的洒布，单粒碎石的洒布是为了提高沥青面层和基层的摩擦力，降低收缩应力，减少裂缝的产生。控制洒布总量是4m3/1000m2，在作业环节中，为了保证粒径处在相应的区间当中，碎石必须经过严格的过筛，为了控制碎石中石粉和泥灰等杂质含量<1%，在洒布碎石前，需要用清水进行清洗，确保沥青下面层和碎石具有较好的粘结性[2]。在洒布碎岩的环节中，洒布设备要求以倒向的方式工作并控制车速，确保洒布能够稳定开展，为了防止碎石过少造成压路机粘轮的现象发生，严格控制碎石的覆盖率处于60%~70%，但是碎石的覆盖也不宜过高，过多的碎石会使气膜过多，如果洒布是在高温下进行，那么运输车轮很容易将碎石带出，使得路面污染，影响整个作业的进度。在洒布碎石的环节中，假如由于运输车辆破坏了沥青膜，要求及时展开修复，确保下封层的质量。5）完成单粒径碎石撒布后，采用胶轮压路机进行碾压，完成碾压后，检测改性沥青的下封层，然后对其进行试验，试验标准为：荷载量为10t的车辆以50km/h的车速刹车，假若改性沥青下封层不出现脱落或是翻起则视为合格。
3.2裂缝出现后的处治措施
针对路表面的纵向或是横向裂缝，要求依照裂缝的宽度依照下列环节进行施工。1）缝宽在5mm以内：（清除缝中杂物及尘土；把稠度调低的热沥青灌入缝中，深度控制在缝深的2/3；填好已筛选好的石屑或是细砂，将其捣实；清理溢出的材料。2）缝宽在2mm以上：除去已松动的裂缝边缘；清除缝中杂物及尘土；用搅拌均匀的热沥青混合材料分层加入到裂缝中，加以捣实。
结语
总而言之，当前在高速公路建设过程中开展预防性养护工作具有重要作用，能够对养护投入成本进行有效控制，还能解决高速公路沥青路面上存在的裂缝问题。当前我国各项应用技术在逐步趋于完善，需要从应用中加强技术创新，获取更高的经济效益，促进我国公路建设事业长远发展。
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论文作者:韩铁刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/28
标签：路面论文; 沥青论文; 裂缝论文; 技术论文; 高速公路论文; 碎石论文; 预防性论文; 《防护工程》2019年第1期论文;