沥青混凝土路面裂缝成因及解决对策
2019-02-17黄玉萍
黄玉萍
(中建远南集团有限公司, 泉州 362000)
0 引言
随着公路建设规模的不断扩大,各类道路病害也随之增加,投入使用的道路面临着各种各样的维护保养问题。就当前实际状况来看,裂缝是道路病害中最常见也是最普遍的一种病害,如果处理不当,裂缝会不断扩展,严重缩短沥青混凝土路面的使用寿命,甚至引发交通事故。因此,探讨沥青混凝土路面的裂缝成因及其解决对策具有重要的现实意义。
1 沥青混凝土路面常见的裂缝种类及其成因分析
根据沥青混凝土路面外在表现来看,裂缝可分为三种形式:网状裂缝、横向裂缝、纵向裂缝。
1.1 网状裂缝
网状裂缝,顾名思义就是纵横交错,形似蜘蛛网的裂缝。网状裂缝的初始形态通常是沿着车轮轨迹出现多条平行或者单条纵缝,随着时间的推移慢慢在纵缝之间出现斜向与横向连接缝,最终形成缝网。
网状裂缝出现是沥青混凝土路面整体强度下降所致,具体包括:
(1)车辆严重超载以及沥青老化,导致沥青混凝土基层出现疲劳破坏。
(2)沥青混凝土路面出现纵向或者横向裂缝后没有及时进行维修,导致雨水进入下层,形成唧浆。久而久之,基层被掏空,最终形成网状裂缝。
(3)沥青混凝土路面结构设计不合理,压实度不达标,沥青混合料未拌和均匀或级配不合理,从而导致石料与沥青之间的粘结性较差,最终诱发网状裂缝。
1.2 横向裂缝
横向裂缝通常和沥青混凝土路面的中心线保持垂直,大多比较规则,分布比较均匀。沥青混凝土路面出现横向裂缝的主要原因包括:
(1)混凝土与沥青的温缩引起的裂缝,当温度降低时,沥青混合料慢慢变脆、变硬,从而出现收缩形变;若是收缩带来的拉应力超出混合料原有抗拉强度的最大值,则会使沥青混凝土路面被拉裂,慢慢向下延伸,最终形成下窄上宽的横向裂缝。
(2)材料收缩引起的横向裂缝:一般来说,沥青混凝土基层材料失水收缩会形成比较规则的横向裂缝。其原理与温缩引起的裂缝基本相同。
(3)地基与基础沉降差异引起的横向裂缝:在软土地基处理方法变化的部位以及非软土地基与软土地基交界处,由于构建物与路基(或地基)产生的沉降差异,容易造成沥青混凝土路面基层裂开,在沥青层面也会显现出来,进而形成横向裂缝。
1.3 纵向裂缝
纵向裂缝延伸的方向基本和车辆行驶的方向保持一致,主要包括两种形式:其一,集中出现在路肩部位或者紧急停车带,其形状往往是月牙形,并沿着路肩边缘逐渐向路中心延伸。其二,集中出现在行车道区域,其形状往往呈纵向条带状,裂缝的走势不会涉及路堤边缘地带。
沥青混凝土纵向裂缝出现的主要成因包括:
地基原因:部分路段处于坑槽,若是在路面施工阶段没有做好妥善处理,在回填土之后,会因地基承载能力的不同会诱发地基不均匀沉降,投入使用后则会出现纵向裂缝。
(1)路基施工原因:因为沥青混凝土路基施工过程中,路基材料含水量设置不合理或者机械压实不到位,会导致路基压实不均匀,在车辆的荷载作用下会形成纵向裂缝。
(3)雨水的侵蚀以及渗透破坏:边坡、路表等地方渗水,会导致部分沥青混凝土路基因长时间泡水而使其自身承载力大幅下降,在外力的作用下极易发生形变,甚至会使路基出现滑动而出现纵向裂缝。
2 裂缝的预防措施
(1)对原材料进场严格把关,特别是沥青,不仅要检查合格证、出厂报告等,还要对沥青的抗疲劳特性等做相应的实验。需要根据当地的天气情况、气候和道路等级对沥青进行选择,这样做可以有效减少沥青由于温度变化而造成的收缩裂缝。
(2)做好地基处理工作,如果可以对路基进行分层填筑和压实,可保证路基的均匀性,尤其是先对地表水渗入做好了措施的前提下,在较少纵向裂缝数量的同时还可以大幅度延缓纵向裂缝出现的时间。
(3)在进行沥青路面摊铺工作时,需要严格检查下卧层情况,做好清除灰泥工作,并处理好软弱层,使得下卧层的稳定性得到保障。
(4)组织好合理的施工工序,避免出现冷接缝的情况。此外,在进行摊铺时,还要控制好松铺系数,确保压实后接缝的平整性和紧密性。
3 裂缝治理措施
3.1 网状裂缝的治理措施
(1)表面处理法:适用于较小裂缝的处理,常见的表面处理方法有表面涂抹和表面贴补,其优点是操作方便,速度快;缺点是对裂缝处理只是停留在表面,对抑制裂缝的延伸起不到根本性作用。
(2)裂缝填充法:适用于宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物的裂缝。该方法操作简单,可以将选用的材料(如沥青等)直接填充裂缝,不需要对裂缝做其他处理。
(3)灌浆法:是处理混凝土表面裂缝最常用的一种方法,其操作过程比较复杂。首先要对裂缝进行清污处理;其次,注浆液的选配要合理,确保浆液能达到预期的防水防渗等效果;第三,灌浆过程需要使用达到相关要求的压力设备,以便浆液能注入到裂缝的最底部,达到裂缝彻底封闭的目的。该方法属传统方法,适用性较强。
3.2 横向裂缝的治理措施
(1)若横向裂缝是由于混凝土温度收缩或者基层开裂造成的裂缝,缝隙小可不处理,如果缝隙在3mm以上,需要清除封口杂物,使用砂料式或者细粒式热拌沥青混合料对裂缝进行填充。
(2)若横向裂缝是由土基沉降造成的,就需要对其先根据第(1)种方法对裂缝进行填充,然后加铺玻璃格栅,并再次摊铺上面层。
3.3 纵向裂缝的治理措施
(1)对于裂缝在 2-5mm的裂缝,即细裂缝,可以使用改性乳化沥青灌缝。裂缝大于5mm时,可以使用改性沥青进行灌缝,如SBS改性沥青。在进行灌缝施工之前,需要对裂缝中存在的垃圾、碎粒进行清除,并确保裂缝的干燥性。在进行灌缝施工后,可在表面撒上粗砂或者3-5mm的石屑。
(2)如果裂缝进一步恶化,开始出现啃边、错台等情况,裂缝的宽度大于5mm,就需要先铣刨中面层和上面层,铲除不稳定结构层,使用稳定性强的半刚性材料处理沥青层。
(3)如果裂缝还不稳定,可使用第(1)种方法,还可以采取排水和边坡加固措施,避免裂缝继续发展。
4 结束语
综上所述,沥青混凝土出现裂缝的情形和成因较多,应避免“一刀切”的做法,而是需要根据具体情况,采取相应的措施来处理。