试论沥青混凝土路面裂缝成因及治理措施
2014-03-25
(海门市交通建设工程有限公司,江苏 海门 226100)
试论沥青混凝土路面裂缝成因及治理措施
周 明
(海门市交通建设工程有限公司,江苏 海门 226100)
目前我国交通建设业发展迅速,高等级公路建设中沥青混凝土公路建设得到了广泛的推广,其路面平整,使用舒适,噪声较小且使用寿命高,所需施工时间较短,且无需复杂的维护手段等。但是随之而来的便是各种道路病害,而在诸多病害中裂缝病害的威胁最大。不但会影响路面的整洁美观,还会对使用的舒适度造成影响,另外,由于裂缝的扩展破坏了路面结构,降低了路面使用年限。所以路面病害的防治是有效提高路面质量的重要措施,文章便针对该类病害的防治展开了论述,通过有效的认识分析,提出了防治措施。
裂缝;公路;路面;沥青混凝土;治理措施
公路建设在近年来得到了飞速的发展,并且高等级公路的建设更是开展的如火如荼。但是公路在建设的过程中也遇到了相应的问题,沥青混凝土结构的路面极易出现裂缝,这就严重影响了公路质量。并且裂缝的出现使得公路的寿命大大缩短,因此越来越多的人开始寻求如何才能有效的减少、预防裂缝的产生。所以针对裂缝成因的研究工作具有十分重要的意义,只有明确其成因,并针对性的采区有效的措施,才鞥你从根本上减少裂缝的出现,或者降低裂缝出现的不良影响,从而延长公路的使用寿命。
1 裂缝种类
沥青混凝土结构路面由于受到外界诸多因素的影响,其产生的裂缝也呈现出多元化。根据形状可以将裂缝分为横向、纵向以及网状裂缝。而按照形成原因则可以分为收缩裂缝和反射裂缝两种,前者是由于路面自身引发的裂缝,而后者则是由于基层材料收缩而引发的裂缝。
2 横向裂缝
2.1 形成原因
1)温度原因。在沥青路面中裂缝还可以分为荷载裂缝和非荷载裂缝,而温度裂缝则属于非荷载裂缝。若温度骤然降低,沥青材料收到温度变化影响而收缩发硬,沥青具有一定的抗拉性,但当收缩产生的拉应力超出了其抗拉性时,路面就会产生开裂现象,并逐步的发展,出现横向裂缝。这种裂缝的产生主要是由于沥青面层附着力不良,不能同基层紧密结合,且具有自由收缩性。由于沥青路面不会受到其他结构的收缩,因而裂缝变很容易发生,且此类裂缝一般为横向裂缝。2)基层收缩引发。若基层材料发生收缩,便会对表面路面产生一个拉应力,若拉应力超出了路面的抗拉性就会产生开裂,但是开裂位置在路面底部,在车辆荷载的作用下,路面最终会出现裂缝。3)沉降不均引发。由于路基的差异以及道路结构的差异会在建成后出现不同程度的沉降,而由于沉降程度的不同,便会引发基层开裂,并由基层发射到路面形成裂缝。此类裂缝多出现
在软基同非软基交界处、构造物台背同公路的交界处。4)工缝在摊铺时没有予以处理也会引发横向裂缝。
2.2 预防
1)针对温度变化引发的裂缝,可以通过沥青的选择予以预防,以施工地区环境条件为基础,结合道路等级要求,通过优质沥青的应用尽量降低低温收缩裂缝的产生。2)而基层材料收缩造成的横向裂缝可以通过对混合料中的含水量进行严格的控制予以避免,通过碾压过程中的有效控制,使得基层保持最佳的含水量,从而避免干缩先下个的发生。在完成碾压作业后应当对基层结构进行养护,保证基层混合料具有一定湿度,养护期应当大于七天,若必要时应当覆盖塑料膜或者草袋。完成基层混合料的摊铺碾压后应当尽快进行上层铺筑,在铺筑前应当禁止通行,避免车辆往来对道路结构造成损坏。3)针对沉降不均引发的裂缝可以通过基础的加固以及软基的处理等方式予以预防。4)在摊铺混合料的过程中,应当尽可能的减少作业中断次数,即需要连续作业。以此降低避免冷接缝过多,对冷接缝的处理应当进行切割、清理,然后采用热混合料在接缝处进行敷贴,令接缝预热,继而将敷贴料铲除,涂刷粘层沥青后继续进行新料的摊铺。并且应当尽量降低新料和旧料摊铺的时间间隔。
2.3 治理
若裂缝宽度较小则可以不进行特别的处理,而裂缝超过2mm而不大于5mm的可以采用改性沥青进行填充。若裂缝达到5mm以上则可以清除尘土后,采用细粒混合料进行灌注处理。而裂缝仅为3mm左右的则需要清除缝隙中的尘土后,采用乳化沥青或者热力请进行灌缝处理。
3 纵向裂缝
3.1 原因
1)沉降不均。由于地基的强度不同,因而会发生不同程度的沉降,而这种沉降现象会引发路面发生纵向上的开裂。例如在拓宽的路段,新路和老路之间会产生不同的沉降;2)基础压实度影响。压实质量会对路面的质量造成间接影响,从而引发纵向裂缝的出现。由于对纵向沟槽进行回填时,回填土由于质量问题会发生沉陷,从而造成基础部稳,基础的沉陷会造成路面的开裂从而产生纵向裂缝。在进行土基施工过程中,由于填料的土块较大,并且没有经过完全的粉碎,使得压实度达不到标准要求从而导致了纵向裂缝的产生。3)施工缝处理问题。由于摊铺施工后没有对冷接缝进行相关处理,或者即便是处理了但是没有严格按照规范要求进行,这些都会影响路面质量,导致纵向裂缝的产生。由于摊铺过程中纵向搭接质量问题,会极大的影响路面质量,出现纵向裂缝。
3.2 预防
1)拓宽路段适宜将压实度提高一个等级,土路标准应当保证在3%。同老路面相比,无论材料以及基层厚度都必须相同,在铺筑前需要在原路面涂刷粘层沥青,粘层沥青需要刷在侧壁,保证0.3~0.6kg/m2的量。沥青面层应充分压实,新老路面接缝宜用热烙铁烫密。2)沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度必须达到要求。3)采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅,确保热接缝。
4 网状裂缝
4.1 成因
1)由于沥青厚度不足,导致粘结性较差,造成路面渗水现象,从而使得裂缝发展成为网状裂缝。2)材料质量差,在抗裂性能以及延度上都无法达到标准要求。3)在结构基层中,泥灰层以及软弱曾,会发生粒料的松动,导致水稳性较差。4)而超负荷的交通量也会引发大面积的网状裂缝。
4.2 预防
1)应当注意在施工时沥青层面应当保证达到标准厚度,并且各个层面之间的联结良好;同时应当保证在各个环节中都能够将雨后积水及时的排除结构层。2)需要按照相关规定要求严格筛选建筑材料,保证质量符合规定,同时按照规程继续拧拌制、选定。3)在进行摊铺操作前,需要认真校验下卧层,清楚层面上的泥灰,并将软弱曾加固,保证基础稳定,并按照0.3~0.6kg/m2规格在下卧层喷刷粘层沥青。4)路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的石灰、水泥稳定类材料。
4.3 治理措施
1)如强度满足要求,网状裂缝出自沥青面层厚度不足时,可采用铣刨网裂的面层后加铺新料来处理,加铺厚度按现行设计规范计算确定。2)如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施,然后再铺筑新混合料。3)由于路基不稳定导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定。4)由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换等措施进行加强。
5 反射裂缝
5.1 原因分析
1)半刚性基层收缩的反射裂缝。2)在旧路面上加罩沥青面层后,原路面上已有裂缝的反射。
5.2 预防措施
1)采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。2)基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,要防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝。3)对分段施工的基层,在碾压时,应预留3 米至5 米混合料暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3 m~5 m,以减少出现裂缝的机会。4)合理选择混合料的配比,控制细料数量,重视结构层的养护,并及早铺筑上层或进行封层以利于减少干缩缝。5)在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后再加罩,或采用铺设土工布、格栅后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。
6 设置应力吸收层
1)在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。2)采用应力吸收薄膜,对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果,可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少,明显降低应力强度因子。而吸收薄膜的弹性模量越低,防裂效果越好,可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好。3)用土工格栅加筋沥青路面的主要功能是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝,不同类型的格栅性能显著不同。4)橡胶沥青吸收膜,是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,施于面层中间,形成一薄膜或与砂石成一薄层,有试验结果表明,此应力吸收层在面层中间效果最佳。
结语
一旦沥青混凝土路面产生了裂缝,便会使得路面下方结构受到外界不良因素的侵袭,例如雨水的渗入。并且由于使用过程中,行车的荷载作用到路面上,会进一步的加大裂缝,使裂缝发展为较大的坑槽,严重影响行车的安全性和舒适性。所以对于沥青混凝土路面的裂缝应以预防为主,如出现后应及时修补以免其进一步扩展。从而减少或延缓沥青混凝土路面裂缝的出现,提高路面的工程质量。
[1]高玉岭.公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].科技资讯.2008(04).
[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[3]李红涛.浅谈公路沥青路面裂缝类型及预防措施[J].技术与市场.2012(05).
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