沥青混凝土路面裂缝原因及防治措施
2022-11-24李文海
李文海
(邳州远通公路工程有限公司,江苏 邳州 221300)
在道路工程当前阶段的发展中使用沥青混凝土路面的主要原因在于沥青混凝土路面具有施工周期短、抗滑性能强的特点,同时因为其表面平整,在后期的养护中也有着养护简便的优势,受到了广泛的欢迎和使用,因此在公路的整体建设中占据着重要的位置。但是因为公路在使用过程中会受到车辆荷载的影响,再加上自然环境的影响,很容易使路面出现裂缝问题,这些裂缝问题一旦出现,对于公路的正常使用会造成一定程度的影响,严重的可能会引发一系列安全问题。并且裂缝问题的出现也会造成一定的经济损失,如果不能进行有效防治,经济损失的范围会逐渐扩大,同时带来很多交通不便。
1 裂缝的主要形式
1.1 横向裂缝
横向裂缝的走向大多数与路面中心线垂直,同时也会有支缝的出现,这一裂缝出现的宽度和深度都不相同,但是缝距大多为10~30 mm,并且这些裂缝出现的数量和宽度也会根据路面的使用年限及受到行车荷载的影响而出现增加的趋势。这一裂缝出现是从两侧的硬路肩开始,在使用中逐渐横穿路面,所以其破坏程度也会根据实际情况分为轻微和严重。这类裂缝属于常见的路面裂缝问题,并且轻微的裂缝对于路面的正常使用,不会造成影响,但是如果没有对这些裂缝进行有效处理,随着使用年限的增长会逐渐扩大,在缝距到达一定范围之后就会对正常使用造成十分不利的影响。
1.2 纵向裂缝
这一裂缝的走向大多数是与行车方向平行的,并且其长度和宽度也有所差异,这一裂缝常见部位大多在高填方的路基上,随着影响的扩大会呈台阶状,所以对于行车的舒适性会产生十分不利的影响。这类裂缝按照破坏程度也可划分为轻微或严重,这类裂缝的出现也需要进行及时治理,如果不能进行有效治理,对于后期的正常施工使用也会造成威胁。
1.3 龟裂
龟裂出现的主要表现是裂缝相互交错,进而将路面分割成多边形的小块,随着使用年限的增加或者受到行车荷载的影响,这些裂缝的影响范围会加大,逐渐形成网状裂缝,如果不对这类裂缝进行有效的处理,会对后期的路面正常使用造成不利影响,也可能导致雨水下渗道路,对软土基造成十分不利的影响,进而引发路基塌陷的问题,对行车的正常运行造成影响,严重的可能会引发安全事故。
1.4 不规则裂缝
多条裂缝以不规则的方式相互交叉,形成不规则裂缝,这些裂缝极容易受到行车荷载的影响,再加上如果自然条件比较恶劣,这些裂缝的影响范围会逐渐扩大并相互连接贯通,因此形成了块度较大的裂缝区域,按照破坏程度,这类裂缝可以分为轻微和严重。一般在轻微裂缝出现时,虽然不会对正常使用造成影响,但是如果没有对这些裂缝进行处理,会逐渐发展成为严重裂缝,这些严重裂缝的出现就会对道路正常使用造成影响,并且这些不规则裂缝与龟裂,虽然在外形上有着很大的相似性,但是对其形成原因进行深入研究,能够明显发现其中的不同之处,但是因为在外形上的形似之处较多,因此也被统称为网裂。
2 沥青混凝土路面裂缝的形成原因
2.1 施工因素的影响
沥青混凝土路面的正常使用,必须要具备一定的抗裂性能,这也是当前社会发展对于公路的实际要求,但是因为沥青混凝土路面的抗裂性能与半刚性基层的层间接触有着直接的影响,因此在施工过程中,要结合具体的要求和工艺流程有序开展,一些公用的基础设施与公路工程的建设需要同步进行。忽略部分施工中容易出现裂缝的防治手段的实施,特别是在城市的主干道施工时往往会采用半封闭式的方式,采用这种方式进行施工时会使道路的纵向大街或者横向大街中留下病态隐患,不仅会对道路整体造成影响,同时这些接口处如果不能进行有效处理,也会在后期的使用中形成裂缝。
2.2 设计因素的影响
沥青混凝土路面出现裂缝与设计阶段也有着直接关系,如果在设计过程中没有进行充分考虑,特别是对于地下管道的设计出现不合理的问题,也容易使路面出现裂缝问题,例如在进行具体设计的过程中,没有对地下的水电管道或者燃气管道进行有效设计,出现管道埋设过浅的问题,导致基层难以被压实,出现压实不平的问题,很容易引发病害,出现路面裂缝。除此之外,造成路面裂缝的另一个设计因素是在进行具体的设计过程中,对相关方面并没有展开科学的估算,使得实际施工的相关数据值与预期值存在较大偏差,导致在路面使用过程中,因为建设强度不足,难以承担车辆的荷载而出现裂缝。
2.3 车辆超载问题的影响
超载问题是造成路面裂缝出现的最主要原因,因为行车荷载过大,超过了道路的预期和荷载预定值,因而产生路面裂缝,这些车辆在行驶的过程中会对路面产生一定的振动冲击作用,对路面造成直接的损害,并且因为车辆超载整体的重量加大,在一些坡面行驶过程中,会对沥青的面层造成剪切破坏,再加上车辆的整体重量与路面设计的抗拉值相差较大,所以这些路面基层受到车辆的影响,会产生严重的拉裂问题,引发路面裂缝。
2.4 材料质量的影响
沥青路面出现裂缝问题的另一个重要影响因素,是在施工过程中所使用的材料没有达到预期的标准,因此在使用过程中,各项性能值都难以达到预设的要求。所以在使用过程中会出现裂缝问题,在当前阶段的发展中,对于公路工程沥青路面的建设主要采用半刚性,收缩性较小的基层,因为有着收缩性较小的特点,再加上可能会受到温度变化和材料质量的影响,很容易产生收缩性裂缝,所以在进行建设的过程中要选择高品质沥青,对于沥青的选择要严格把关。除此之外,沥青的混合料组成不合理也是引发路面出现裂缝的另一个影响因素,混合料组成料体因为各自的性质不同,组织结构不同,所以会存在很大的差异,如果不能进行有效的组合,难以实现各个成分之间的优劣互补,所以混合料的功能不能得到充分的发挥。在混合料的配制过程中,如果沥青用量没有达到标准,会使其整体的抗裂性能难以达到预期的要求。并且在后期的使用中可能会引发严重的裂缝问题。除此之外,基层材料的选择,在整体建设中也是一个重要的影响因素,在传统的建设过程中,基层材料的选择大多使用石灰土,但是在当前阶段的发展中,这类材料的性能并不能满足当前实际发展需要,同时也不能满足车辆荷载的具体要求,所以会使基层出现问题。
3 沥青混凝土路面裂缝的防治措施
3.1 优化路面设计
3.1.1 综合考虑实现科学设计和施工
对于路面的设计,必须要结合各方面进行综合考虑,这样才能保证设计合理,同时为后期的施工提供重要的指导依据,在具体设计过程中,要根据建设区域的整体建设规划和要求及自然环境进行科学的预测和评估,并且在施工过程中要重视路面结构层的标准,不仅能够符合实际情况,同时还要进行适当提升,使其能够适合未来的发展需求。在对路面进行设计时要考虑施工季节的气候影响,同时结合道路等级要求进行全方面的综合考虑,再经过科学分析之后进行整体测算,满足未来的交通发展需求。如果在对旧的水泥路面进行改造时,要事先了解道路施工对象,结合近期要求实施有效改造。因为混凝土路面的结构强度可能会受到面层的影响,所以在这一过程中要进行有效控制,尽量保证设计的科学性。同时,在进行具体的施工时,也要结合具体情况进行,这也是能有效解决设计阶段和施工阶段出现裂缝问题的主要手段。
3.1.2 混合料类型的选择要结合实际情况
混合料类型的设计要能够满足实际的发展需要,所以在这一方面进行设计时,要对道路的使用性能进行充分的考虑和分析。在当前阶段的发展中,如果想提升路面的抗滑和抗车辙能力,必须要重视使用较粗级配的配料,但是因为这一类混合料的抗裂能力较差,并且存在着空隙率大的缺点,造成抗疲劳能力下降,因此结合道路的使用性能,对混合料类型进行合理设计和选择,同时还要重视沥青品质的把控,既能够满足路面的抗高低温性能,同时还要能满足抗老化性能的具体要求。与此同时,在进行具体的施工中,可以选择改性沥青和沥青玛蹄脂碎石的混合料,具有良好的抗跌性能,并且抗低温性能较好,在当前沥青路面的防裂设计过程中得到了广泛的使用,并且在近些年的发展中也在进行不断的创新和改革,能与实际需求的贴合度更高。除此之外,对于混合料配比设计时要对其稳定程度和空隙率进行有效的调整,把控沥青的总体混合料,避免因为这一因素,对后期公路的正常使用造成影响,导致裂缝问题的出现。
3.1.3 优化路面结构设计
路面整体结构设计合理性也是能够有效避免产生裂缝的重要内容,所以在对路面结构进行设计的过程中,要对材料的弹性及强度模量进行充分考虑和计算。避免在使用过程中因为受到车辆荷载的影响出现裂缝,同时使得路面结构设计得到优化,所以在建设过程中要重视路面结构设计的优化,同时加强防水设计,在能够满足这些设计标准的前提下,着重选择使用强度较高,并且有着较好水稳性的基层结构,使得整体的设计结构能够满足实际的建设需求。
3.2 采取有效的施工措施
3.2.1 提升路基施工质量
路基的稳定及承载能力是能够保证在后期使用过程中有效应对车辆荷载,避免出现裂缝的重要内容。所以在对这一方面进行处理时,可以结合分层填筑、边坡压实的方式,结合相关的标准使其整体的压实度能够达到具体的规定值。并且对路基进行填土的过程要重视,不能使用淤泥和腐殖土的填充料,在对旧路路段进行改造时首先需要对边坡松土进行及时清理和处理,在进行路基填筑,能够保证最后碾压可以得到有效的结果,达到相关的要求和标准。
3.2.2 基层的施工要重视含水量的控制
对基层部分进行施工时,对于含水量也要进行控制,能够保持含水量的最佳状态,在后期对这些混合料进行碾压时才能够保证强度达到要求,并且在控制含水量保证基层强度的同时,还要对基层顶面进行控制,这主要是因为如果在碾压过程中,过湿或者过振对其整体都会造成不利的影响,容易形成灰浆硬壳,所以必须要对完成的基层重视保养,并且加强保养力度,避免出现伸缩缝。
3.2.3 保障混合料的热接
为了能够保证对混合料的热接进行有效控制,能够达到相关的要求,在进行面层施工时可以选用全幅摊铺的方式,如果在施工区域中条件不允许,无法进行这样的操作,就需要采用其他的方式,结合具体标准将其中的杂物进行清除,使用冷接缝的方式使边缘整齐,同时将敷贴热混合料至接缝处进行有效的摊铺,能够实现良好的混合料热接。
4 结束语
总之,因为社会发展的迅速,对于公路的使用率越来越高,如果受到行车荷载及气候条件的影响,很容易引发严重的裂缝问题,这些路面裂缝一旦形成,对于公路的正常使用就会造成威胁,在一定程度上也会影响当前社会的正常发展。因为沥青混凝土路面裂缝属于当前公路病害的常见问题,随着车辆增多,在汽车的反复作用下,裂缝的损伤程度也会逐渐加大,不仅严重影响到道路的使用寿命,同时对城市的发展也难以发挥实质性的作用,所以为了能够有效解决这一问题,必须在公路的建设及施工阶段进行合理设计,精心施工,保证各个环节的质量,并且针对裂缝可能出现的位置进行充分考虑,结合有效的方式进行应对,最大程度上避免路面裂缝的出现。