论文部分内容阅读
[摘要] 裂缝是沥青路面的常见病害,对道路的危害作用极大。沥青面层出现裂缝如得不到及时治理,路面裂缝造成的沥青路面损坏,已成为沥青路面早期破损的主要类型,一旦出现裂缝,可能导致路面结构性破坏,影响路面的使用功能,缩短道路的服务寿命。
[关键词] 沥青 裂缝 成因 防治
近年来,随着我国交通运输事业的迅猛发展,公路建设步伐明显加快。目前在公路建设过程中大多采用半刚性基层沥青路面,与其他类型路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、震动小、噪音低、行车平稳舒适,养护维修简便等优点。但沥青路面也存在着抗弯拉强度低、面层的温度稳定性差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,由于路表水的侵入,裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大,致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加,特别是大吨位车辆荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快路面裂缝产生,大大缩短沥青路面的使用寿命。
一、沥青路面裂缝的类型及产生的原因
沥青路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下,半刚性基层底部产生拉应力,如果拉应力大于基层材料的抗拉强度,则基层底部很快开裂,直至影响到沥青面层;另一种是非荷载型裂缝,以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝四种。
1、横向裂缝:裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长贯穿部分路幅或整个路幅。其产生的原因主要是沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度,产生横向裂缝;施工缝处理不当,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而产生横向裂缝;半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝,通过横向裂缝形式表现出来;桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工,或处理不得当,从而产生不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。
2、纵向裂缝:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。产生的原因主要是纵向加宽没有按照要求进行施工,或者碾压没有达到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝;路基边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡;面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。
3、网状裂缝:裂缝纵横交错,其产生的主要原因是纵横裂缝出现后继续扩展;沥青的性能差,尤其是低温抗变形能力过低;路面结构中含有软弱夹层,粒料层松动,水稳定性差,从而形成网状裂缝;沥青总体强度不足,在损坏初期形成网裂,随后裂缝逐步扩展,缝间距变小。
4、反射裂缝:基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。其产生的主要原因是在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开;由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝;新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力,从而产生开裂,反射到沥青面层。
二、裂缝形成后对道路的危害
由于环境温度、交通荷载等因素的影响,沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂,随着路面使用时间的延长,已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,横向裂缝不断增加,缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象,聚终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。这些病害,如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短道路的服务寿命。
三、沥青路面裂缝预防措施
1、设计措施
1.1在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。
1.2 选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。
1.3 在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。
1.4 沥青面层采用密实型沥青混凝土。
1.5 采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。
1.6 为进一步提高表面层抗温度裂缝性能,可采用橡胶沥青或聚合物沥青在 沥青混凝土表面做一封层。
1.7 设置应力消减(应力吸收)中间层。
2、施工措施
2.1填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等,压实度达到规定值。
2.2严把沥青混合料质量关,使沥青混合料级配最佳,矿料拌和粗细均匀一到,严格按配合比控制油石比。
2.3控制沥青混合料所用沥青的延度,拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。
2.4混合料自料厂运到现场气候较低时,应覆盖油布保温。
2.5严格控制沥青混合料施工温度。
2.6摊铺沥青混合料后紧接着碾压,缩短碾压长度。
2.7严格按碾压操作规程作业,压路机在对沥青路面进行碾压时,车辆禁止在新压路面上调头,碾压的速度不宜快。
2.8在半刚性基层施工中,控制压实的含水量。
2.9大风和降雨时停止摊铺和碾压。
2.10宜采用全路宽整幅摊铺,避免纵向分幅接茬。
2.11半刚性基层碾压后,应及时覆盖洒水养生,潮湿养护7-14d。
2.12半刚性基层施工后,养生期内严禁车辆通行,并在养生期结束后及时铺筑面层。
2.13掌握接缝的技术处理和注意要点,严格按规范要求的程序施工,充分压实,连接平顺。
2.14切缝时涂刷粘层油前,水一定要先吸干。
2.15在半刚性基层上锯缝,缝深为厚度的1/3-1/2,将缝口清扫干净后,浇灌乳化沥青,并跨缝铺设玻璃纤维土工格栅,防止基层开裂。
3、超载措施
3.1适当增加路面厚度,使用更优质材料提高路面整体强度。
3.2增加车辆的的后轴,改善车辆对路面的作用,发展双后轴及时大型载货车辆,避免道路的早期破坏。
3.3执法从严,限制车辆超载运输,避免道路早期破坏。
四、裂缝的治理
1、一经发现裂缝后就应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。对于较小的横向裂缝和纵向裂缝,缝宽在6mm以内,宜将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹去尘土后,可用灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理,缝宽大于6mm的,将裂缝内杂质处理干净后,用沥青砂石或细料沥青混凝土填充、捣实、并用烙铁封口,撒砂,扫匀;也可以采用乳化沥青混合料填封。
2、轻微龟裂可采用刷油法处治,或进行小面层喷油封面,防止渗水扩大裂缝;大面积龟裂、网裂采用加封层或沥青表面处治。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。
3、碾压中出现微裂缝,可在终碾前,用轮胎碾进行复压,消除裂缝。
4、因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损,应处理路基或基层,然后再修复路面。
五、结束语
沥青路面裂缝的形式众多,路面裂缝产生的原因不一,在施工中必须牢固树立预防为主的思想,严格把住施工各个环节,在工程质量控制中,做到事前积极防治,事中严格控制、事后及进处治,最大限度降低沥青路面裂缝的产生,将裂缝控制在允许的范围之内,确保沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1]《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)
[2]《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)
[3]《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2—2001)
[关键词] 沥青 裂缝 成因 防治
近年来,随着我国交通运输事业的迅猛发展,公路建设步伐明显加快。目前在公路建设过程中大多采用半刚性基层沥青路面,与其他类型路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、震动小、噪音低、行车平稳舒适,养护维修简便等优点。但沥青路面也存在着抗弯拉强度低、面层的温度稳定性差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,由于路表水的侵入,裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大,致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加,特别是大吨位车辆荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快路面裂缝产生,大大缩短沥青路面的使用寿命。
一、沥青路面裂缝的类型及产生的原因
沥青路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下,半刚性基层底部产生拉应力,如果拉应力大于基层材料的抗拉强度,则基层底部很快开裂,直至影响到沥青面层;另一种是非荷载型裂缝,以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝四种。
1、横向裂缝:裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长贯穿部分路幅或整个路幅。其产生的原因主要是沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度,产生横向裂缝;施工缝处理不当,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而产生横向裂缝;半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝,通过横向裂缝形式表现出来;桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工,或处理不得当,从而产生不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。
2、纵向裂缝:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。产生的原因主要是纵向加宽没有按照要求进行施工,或者碾压没有达到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝;路基边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡;面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。
3、网状裂缝:裂缝纵横交错,其产生的主要原因是纵横裂缝出现后继续扩展;沥青的性能差,尤其是低温抗变形能力过低;路面结构中含有软弱夹层,粒料层松动,水稳定性差,从而形成网状裂缝;沥青总体强度不足,在损坏初期形成网裂,随后裂缝逐步扩展,缝间距变小。
4、反射裂缝:基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。其产生的主要原因是在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开;由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝;新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力,从而产生开裂,反射到沥青面层。
二、裂缝形成后对道路的危害
由于环境温度、交通荷载等因素的影响,沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂,随着路面使用时间的延长,已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,横向裂缝不断增加,缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象,聚终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。这些病害,如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短道路的服务寿命。
三、沥青路面裂缝预防措施
1、设计措施
1.1在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。
1.2 选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。
1.3 在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。
1.4 沥青面层采用密实型沥青混凝土。
1.5 采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。
1.6 为进一步提高表面层抗温度裂缝性能,可采用橡胶沥青或聚合物沥青在 沥青混凝土表面做一封层。
1.7 设置应力消减(应力吸收)中间层。
2、施工措施
2.1填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等,压实度达到规定值。
2.2严把沥青混合料质量关,使沥青混合料级配最佳,矿料拌和粗细均匀一到,严格按配合比控制油石比。
2.3控制沥青混合料所用沥青的延度,拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。
2.4混合料自料厂运到现场气候较低时,应覆盖油布保温。
2.5严格控制沥青混合料施工温度。
2.6摊铺沥青混合料后紧接着碾压,缩短碾压长度。
2.7严格按碾压操作规程作业,压路机在对沥青路面进行碾压时,车辆禁止在新压路面上调头,碾压的速度不宜快。
2.8在半刚性基层施工中,控制压实的含水量。
2.9大风和降雨时停止摊铺和碾压。
2.10宜采用全路宽整幅摊铺,避免纵向分幅接茬。
2.11半刚性基层碾压后,应及时覆盖洒水养生,潮湿养护7-14d。
2.12半刚性基层施工后,养生期内严禁车辆通行,并在养生期结束后及时铺筑面层。
2.13掌握接缝的技术处理和注意要点,严格按规范要求的程序施工,充分压实,连接平顺。
2.14切缝时涂刷粘层油前,水一定要先吸干。
2.15在半刚性基层上锯缝,缝深为厚度的1/3-1/2,将缝口清扫干净后,浇灌乳化沥青,并跨缝铺设玻璃纤维土工格栅,防止基层开裂。
3、超载措施
3.1适当增加路面厚度,使用更优质材料提高路面整体强度。
3.2增加车辆的的后轴,改善车辆对路面的作用,发展双后轴及时大型载货车辆,避免道路的早期破坏。
3.3执法从严,限制车辆超载运输,避免道路早期破坏。
四、裂缝的治理
1、一经发现裂缝后就应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。对于较小的横向裂缝和纵向裂缝,缝宽在6mm以内,宜将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹去尘土后,可用灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理,缝宽大于6mm的,将裂缝内杂质处理干净后,用沥青砂石或细料沥青混凝土填充、捣实、并用烙铁封口,撒砂,扫匀;也可以采用乳化沥青混合料填封。
2、轻微龟裂可采用刷油法处治,或进行小面层喷油封面,防止渗水扩大裂缝;大面积龟裂、网裂采用加封层或沥青表面处治。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。
3、碾压中出现微裂缝,可在终碾前,用轮胎碾进行复压,消除裂缝。
4、因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损,应处理路基或基层,然后再修复路面。
五、结束语
沥青路面裂缝的形式众多,路面裂缝产生的原因不一,在施工中必须牢固树立预防为主的思想,严格把住施工各个环节,在工程质量控制中,做到事前积极防治,事中严格控制、事后及进处治,最大限度降低沥青路面裂缝的产生,将裂缝控制在允许的范围之内,确保沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1]《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)
[2]《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)
[3]《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2—2001)