沥青路面裂纹类型、形成原因及养护分析
2019-01-23马道远
马道远
(宁夏交通建设股份有限公司,宁夏 银川 750001)
就沥青路面而言,如果在路面开裂早期不及时处理,细小的纵向或横向裂缝会导致后期路面出现块裂或龟裂。这些裂缝受雨雪的侵蚀和交通荷载的共同作用就会产生唧浆、坑槽,加快路面使用性能的降低和路面结构的破坏。
1 沥青路面裂纹类型及形成原因
沥青路面主要的结构破损形式就是裂缝,裂缝的产生有各种各样的原因,从其表现形式可分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝三种类型。
1.1 纵向裂缝及形成原因
(1)纵向裂缝。裂缝方向和路面中心线基本平行并且与路面行车方向分布一致的单根裂缝被称为纵向裂缝。成熟的纵向裂缝长度为20~50 cm。
(2)形成原因。①新建公路由于碾压工作不到位,往往会有填土未压实、两侧密实度不均等问题,这就会使路基出现不均匀沉陷,从而造成裂缝的产生;②改建公路中由于与老路相接处未妥善处理,会使路基产生不均匀沉陷或者滑坡,从而形成裂缝;③路肩加固处理不到位,容易使路基边缘受水侵蚀,在一定程度上降低路基承载力,从而形成纵向裂缝。
1.2 横向裂缝及形成原因
(1)横向裂缝。裂缝方向和路面中心线基本垂直并且与路面行车方向垂直分布的单根裂缝被称为横向裂缝。
(2)形成原因。①路基土体不均匀沉降引起的横向裂缝;②由于半刚性基层裂缝或刚性路面的接缝或裂缝反射引起的横向裂缝;③沥青老化,其混合料极限拉伸应力变小,应力松弛性能变差,这些都会在一定程度上造成横向裂缝的产生;④温度应力的改变,从而引起温度裂缝,造成横向裂缝的产生。
1.3 龟裂及形成原因
(1)龟裂。裂缝之间相互连接从而形成龟甲纹状的不规则裂缝,且该裂缝短边的长度小于40 cm,被称为龟裂,亦称网裂。虽然没有连接成网状,但其裂缝在路面纵向平行密集,且裂缝之前的距离小于30 cm,也被称为龟裂。
(2)形成原因。①交通荷载反复作用,沥青路面柔性不够,从而使路面材料发生疲劳破坏,从而产生裂缝;②没有良好的排水系统,在低温环境下,沥青混合材料会出现变硬变脆的情况,从而造成龟裂。
2 沥青路面养护技术
2.1 裂缝填封类
裂缝填封类包括五种养护方法:(1)普通沥青人工灌缝。适用于路面裂缝宽度为5~10 mm、能够明显区分的三、四级公路,保护寿命为1年左右,造价2 元/m2左右。特点是易于操作、设备简单、价格便宜,但效果一般。(2)普通沥青灌缝机灌缝。适用于路面裂缝宽度在10 mm左右、能够明显区分的二、三、四级公路,保护寿命为1.5年左右,造价3 元/m2左右,特点是操作比较容易、设备简单,价格便宜,但寿命较短。(3)改性乳化沥青灌缝。适用于路面裂缝较深、宽度为6~12 mm的高等级公路,使用寿命为3~5年,造价8 元/m2左右,操作容易,设备简单。(4)压浆法修补裂缝。适用于一些裂缝较宽的特殊部位施工,如桥头沉降等,使用寿命较长,造价与缝深有关,效果较好,但操作较复杂,设备投资较大。(5)灌缝胶处理裂缝。适用于路面裂缝宽度在8 mm以上的较浅裂缝,能够明显区分的高等级公路,使用寿命5年左右,造价20 元/m2左右。操作简单,设备投入较大、黏结力强、弹性好、不渗水、拉伸量大、耐久性好。
2.2 表面封层类
表面封层类也包括五种养护方法:(1)雾封层,适用于渗水、贫油、微小裂缝(1~3 mm)、轻微松散、麻面、掉粒的所有等级公路路面,寿命2~3 年,造价15~25 元/m2,特点为施工快捷方便,防水、防油污污染性好。(2)同步碎石封层,使用于低等级路面的纵、横向裂缝,能够解决路面龟裂、增加路面抗裂性能,提高路面抗渗水能力,寿命为5年,造价25 元/m2。(3)稀浆封层,适用于所有等级公路的轻度纵、横向裂缝、块裂路面和老化、渗水的路面,使用寿命3~7 年,造价15~20 元/m2。(4)微表层,可用于修复车辙、轻度松散泛油、裂缝等微小病害,可以快速凝固成型轻度纵、横向裂缝的路面以及轻度不平整、轻度泛油、渗水的路面,适用于所有等级公路,使用寿命 3~9年,造价18~28 元/m2。(5)橡胶沥青同步碎石封层,适用于低等级公路路面的纵横向裂缝和龟裂,用于治愈路面龟裂,提高路面抗裂性能和抗渗水能力,具有良好的防滑性和耐久性,使用寿命3~5 年,造价15~20 元/m2。
2.3 罩面类
罩面类包括四种养护方法:(1)超薄磨耗层。适用于中重度破损,老化、泛油、磨光等,抗滑严重不足,路面渗水、轻微松散及轻度纵、横向裂缝的高等级公路路面,寿命为5~8年,造价45~65 元/m2。(2)热拌沥青混凝土罩面。适用于轻度纵、横裂缝的路面,以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的所有等级公路路面。该方法抗滑性能好,具有高温稳定性,构造深度大。寿命5~8年,造价36~41 元/m2。(3)橡胶沥青混凝土罩面。适用于轻度纵、横裂缝的路面,以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的所有等级公路路面。该方法具有抵抗反射裂缝能力、高温抗车辙能力、低温抗裂性能及抗老化能力,还能够降低行车噪音,寿命为5~8年,造价45~60 元/m2。(4)地热再生,可用于维修车辙、麻面、松散、网裂及沉陷等病害,可以修复道路表面功能,节约环保。适用于轻度纵、横裂缝的路面,以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的高速、一级路面,寿命为3~5年,造价48~50 元/m2。
2.4 坑槽修补类
坑槽修补类包括两种养护方法:(1)热补法,该方法将破坏区域的旧沥青混合料全部清除,再用新沥青混合料填补,保证了修补质量,但造成了资源的浪费和环境污染。坑槽要清理干净,排除积水后烘干,适用于所有等级公路,使用寿命5~8年,造价因材料的不同而有所不同。(2)冷补法。该方法坑槽可以不处理,积水的坑槽也可以直接填料,且生产设备和工艺简单,耐久性较好,材料消耗少,修补完后可立即开放交通,适用于所有等级公路,使用寿命3~5年,造价因材料的不同而有所不同。