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【摘 要】 当今社会经济发展迅速,公路工程建设也在日益加快,沥青混凝土在公路工程建设中的应用越来越广泛,沥青混凝土路面的裂缝问题也更应该引起我们的重视,本文介绍了沥青混凝土路面裂缝类型,分析了裂缝形成原因,针对防治措施进行了探讨。
【关键词】 沥青路面;裂缝成因;防治
前言:
沥青混凝土路面在使用过程中,由于受到车辆荷载和温度的重复作用,会出现各种形式的裂缝。裂缝的出现会加剧路面的损坏,缩短道路的使用寿命,并降低路面的行驶质量。为了保证道路的行驶质量、延长使用寿命,必须采取科学的手段对裂缝的形成机理进行分析,并采取相应的技术手段进行及时处理。
1、沥青混凝土路面裂缝类型
1.1、强度裂缝
由于路基、路面整体强度不足而引起的裂缝。沥青混合料的强度是由:矿料之间的嵌挤力和内摩阻力,以及沥青与矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力组成的。
1.2、温度收缩裂缝
1.2.1、低温裂缝
沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力,但当气温大幅度下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩。因为沥青路面的表面温度比地面低,路面中沥青混凝土层是与基层紧密相粘的,没有接缝,不能自由地收缩、自由翘曲,当沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长,混合料劲度急剧增大,这样在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时就会造成开裂。
1.2.2、温度疲劳裂缝
这种裂缝主要发生于温度变化频繁的温和地区。由于沥青混凝土经过长时间的温度循环,沥青混凝土的极限拉伸应力变小,应力松弛性能降低,将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。温度收缩裂缝通常表现为横向裂缝,横向裂缝会贯通全幅路面,当有中央分隔带时,会贯通半幅路面。其裂缝的特点是从路基边缘向路面中心过渡,且边缘裂缝宽,路中裂缝窄。
1.3、反射裂缝
多出现于半刚性基层或旧水泥混凝土路面加罩沥青混凝土面层中。沥青加罩层底部水平、竖向超限位移产生的拉应力超过面层的抗拉强度时,面层便会在原路面板应力集中的接缝处及板中裂缝处出现反射裂缝。基层反射裂缝多表现为横向裂缝。
1.4、结构和施工裂缝
此类裂缝大多因施工管理不善,将沥青砼面层直接铺在块石上,在车轮荷载反复作用下容易出现松动,引起路面裂缝。或对路基压实度不均匀、路基出现沉陷,对接缝处处理不佳从而出现裂缝。对接缝的处理不佳引起的裂缝多表現为纵缝,其形态特征是长且直,通常断断续续绵延很长。而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。
2、沥青混凝土路面裂缝的原因分析
2.1、基层施工质量的影响
基层能够给沥青混凝土板提供均匀稳定的支承且能防治冻胀,保证整体强度和良好的平整度,延长混凝土板的使用寿命。如果基层强度不均匀,平整度不好,会造成混凝土板底承载力不均匀以及板厚不一致,混凝土板块受荷载作用后在强弱分界部位就会发生断裂。
2.2、沥青老化产生裂缝
沥青在路面使用过程中由于某种环境因素和荷载因素,特别是水分、紫外线、氧气的长期作用下,其各种指标性能都继续变小。由于沥青老化,沥青针入度下降、延度减小、沥青混合料硬化变脆、失去粘聚性,更易产生脆断开裂,形成裂缝。
2.3、车辆动荷载产生裂缝
沥青混凝土路面在使用期间受车辆荷载的反复作用,长期处于应力应变叫迭变化状态,致使路面结构强度逐渐下降。当荷载反复作用超过一定次数后,在荷载作用的路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力,使路面产生裂纹,产生疲劳断裂破坏,即龟裂破坏。特别是交通量日益增大、重载和超载车辆逐渐增多,造成抗拉强度结构系数变大,而容许拉应力变小,则更易产生开裂现象。
2.4、路基问题产生纵向裂缝
在公路建设的过程中,由于碾压的原因,造成路基未压实或两侧压实度不均匀,使路基在横向产生不均匀的沉陷。由于路基的沉陷,造成沥青混合料在车辆荷载作用下承受骤增的拉应力和骤增的剪应力的双重作用,使路基沉陷处开裂。这类裂缝往往是上窄下宽。
2.5、半刚性基层路面产生反射裂缝
由于下铺层的裂缝向上传递,而导致上层的沥青面层产生与下铺层相似的反射裂缝;在新建的半刚性基层上,温度变化产生的温缩裂缝或由于湿度变化产生的干缩裂缝,也会向上面层扩展并形成反射裂缝。
3、裂缝的防治措施
3.1、合理设计
作为柔性路面.必须根据其道路等级、交通量、工程地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素计算确定设计厚度。作为旧水泥路的改造.沥青混凝土罩面层厚度的确定主要考虑结构强度因素,另外也要考虑道路沿线高程的控制、沥青混凝土最小摊铺厚度要求、罩面层与下层的结合问题以及工程费用控制等,根据有关经验,罩面层厚度以10~15cm为宜。
3.2、材料方面
首先要选择质量合理的沥青,考虑其对温度的敏感程度,目前出现的改性沥青有很多种,例如热塑数值类,比传统的沥青具有低温延度和抗老化等特点,在选材时可以考虑选择这些新型的改性沥青。其次在混合料的选择上,要选择优质的矿料利用合理的比例进行配比,为了使沥青与矿料能够很好地粘结,要使用抗剥离剂。最后在基层材料的选择上,要进一步提高基层材料的压实度,以减少裂缝从底部开始的现象,将传统的石灰材料替换为工业矿渣或者碎石。
3.3、施工方面
在施工的过程中,应该严格按照相关施工标准进行,并设置专门的质量管理部门,负责对施工的过程进行动态监控,在具体施工时要注意以下几个方面:
首先路基填土的质量要保障,不能使用含有淤泥的土质,压实过程要按照规范进行,压实完毕后对其进行检查,确保压实度达到要求。 其次要注意碾压过程,碾压过程是保证路面质量的最重要环节,因此要保证碾压的平整度和压实度,选择在最佳含水量时进行碾压。初压应该在摊铺结束后立即进行,而且为了保证平整度不可选用轮胎压路机,压路机的碾压速度要控制好,缓慢而且均匀地进行碾压。在初压、复压和终压各阶段,要选用不同型号的压路机进行反复碾压,碾压次数通常为2遍。在碾压过程中,为了避免产生拥挤,碾压的方向不要突然地发生转变,在启动和停止时要格外注意速度的控制,并且不能够采取刹车的方式,在碾压完成后,不能够沿着原路返回。另外在碾压的过程中,要对初压、复压和终压各阶段进行标识,使各种车辆容易对其进行辨认,避免漏压和错压。
最后要注意其他因素的影响,一方面要注意降雨的影響,遇到降雨后,要立刻停止摊铺,将尚未碾压成型的混合料要进行铲除,而且受到雨水影响的混合料不能继续使用,要予以废弃。另一方面要注意人为因素的影响,在摊铺的过程中,通常工人是不允许进入踩踏的,只有在遇到特殊情况时,才需要经过现场的领导指挥,利用人工进行更换混合料等工作,在发现摊铺不合格时,要及时进行铲除并重新摊铺。
3.4、治理超载
目前道路车流量众多,道路承受的荷载量已经很高,而且超载车辆对于道路的破坏力巨大,因此要进一步加强对超载的治理,减少超载车辆对路面的破坏。
3.5、加强日常养护
在市政道路使用的过程中,要加强对道路的养护工作,重点加强道路的排水工作,使道路不受雨水的长期浸泡。
4、沥青混凝土路面裂缝的处理
在沥青混凝土路面裂缝出现后,要及时采取措施,避免雨水进入到裂缝中,对道路基层造成影响。针对不同程度的裂缝,可以采取不同的处理措施,首先将缝内和缝边的杂物清理干净,对于宽度在2—5毫米的裂缝可以使用乳化沥青对其进行灌缝,对于宽度超过5毫米的裂缝可以选择改性沥青对其进行灌缝。
5、总结
通过本文对路面裂缝的成因进行系统的分析,可以发现人为的因素是造成路面出现裂缝的主要因素,因此本文提出了在设计、材料选择、治理超载和加强日常养护方面的预防措施,从源头上控制裂缝发生的可能,在发现裂缝后及时采取措施进行修复,才能使裂缝危害控制在初期,不至于使道路总体质量出现下降。
参考文献:
[1]张思兰.市政道路沥青混凝土路面裂缝成因及预防措施[J].民营科技,2011,(8):271
[2]王少松.浅谈路基路面施工中的几点体会[J].科技咨询,2006,(18):34
[3]陈建东.沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施[J].中华建设,2008,(12):209
【关键词】 沥青路面;裂缝成因;防治
前言:
沥青混凝土路面在使用过程中,由于受到车辆荷载和温度的重复作用,会出现各种形式的裂缝。裂缝的出现会加剧路面的损坏,缩短道路的使用寿命,并降低路面的行驶质量。为了保证道路的行驶质量、延长使用寿命,必须采取科学的手段对裂缝的形成机理进行分析,并采取相应的技术手段进行及时处理。
1、沥青混凝土路面裂缝类型
1.1、强度裂缝
由于路基、路面整体强度不足而引起的裂缝。沥青混合料的强度是由:矿料之间的嵌挤力和内摩阻力,以及沥青与矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力组成的。
1.2、温度收缩裂缝
1.2.1、低温裂缝
沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力,但当气温大幅度下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩。因为沥青路面的表面温度比地面低,路面中沥青混凝土层是与基层紧密相粘的,没有接缝,不能自由地收缩、自由翘曲,当沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长,混合料劲度急剧增大,这样在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时就会造成开裂。
1.2.2、温度疲劳裂缝
这种裂缝主要发生于温度变化频繁的温和地区。由于沥青混凝土经过长时间的温度循环,沥青混凝土的极限拉伸应力变小,应力松弛性能降低,将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。温度收缩裂缝通常表现为横向裂缝,横向裂缝会贯通全幅路面,当有中央分隔带时,会贯通半幅路面。其裂缝的特点是从路基边缘向路面中心过渡,且边缘裂缝宽,路中裂缝窄。
1.3、反射裂缝
多出现于半刚性基层或旧水泥混凝土路面加罩沥青混凝土面层中。沥青加罩层底部水平、竖向超限位移产生的拉应力超过面层的抗拉强度时,面层便会在原路面板应力集中的接缝处及板中裂缝处出现反射裂缝。基层反射裂缝多表现为横向裂缝。
1.4、结构和施工裂缝
此类裂缝大多因施工管理不善,将沥青砼面层直接铺在块石上,在车轮荷载反复作用下容易出现松动,引起路面裂缝。或对路基压实度不均匀、路基出现沉陷,对接缝处处理不佳从而出现裂缝。对接缝的处理不佳引起的裂缝多表現为纵缝,其形态特征是长且直,通常断断续续绵延很长。而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。
2、沥青混凝土路面裂缝的原因分析
2.1、基层施工质量的影响
基层能够给沥青混凝土板提供均匀稳定的支承且能防治冻胀,保证整体强度和良好的平整度,延长混凝土板的使用寿命。如果基层强度不均匀,平整度不好,会造成混凝土板底承载力不均匀以及板厚不一致,混凝土板块受荷载作用后在强弱分界部位就会发生断裂。
2.2、沥青老化产生裂缝
沥青在路面使用过程中由于某种环境因素和荷载因素,特别是水分、紫外线、氧气的长期作用下,其各种指标性能都继续变小。由于沥青老化,沥青针入度下降、延度减小、沥青混合料硬化变脆、失去粘聚性,更易产生脆断开裂,形成裂缝。
2.3、车辆动荷载产生裂缝
沥青混凝土路面在使用期间受车辆荷载的反复作用,长期处于应力应变叫迭变化状态,致使路面结构强度逐渐下降。当荷载反复作用超过一定次数后,在荷载作用的路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力,使路面产生裂纹,产生疲劳断裂破坏,即龟裂破坏。特别是交通量日益增大、重载和超载车辆逐渐增多,造成抗拉强度结构系数变大,而容许拉应力变小,则更易产生开裂现象。
2.4、路基问题产生纵向裂缝
在公路建设的过程中,由于碾压的原因,造成路基未压实或两侧压实度不均匀,使路基在横向产生不均匀的沉陷。由于路基的沉陷,造成沥青混合料在车辆荷载作用下承受骤增的拉应力和骤增的剪应力的双重作用,使路基沉陷处开裂。这类裂缝往往是上窄下宽。
2.5、半刚性基层路面产生反射裂缝
由于下铺层的裂缝向上传递,而导致上层的沥青面层产生与下铺层相似的反射裂缝;在新建的半刚性基层上,温度变化产生的温缩裂缝或由于湿度变化产生的干缩裂缝,也会向上面层扩展并形成反射裂缝。
3、裂缝的防治措施
3.1、合理设计
作为柔性路面.必须根据其道路等级、交通量、工程地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素计算确定设计厚度。作为旧水泥路的改造.沥青混凝土罩面层厚度的确定主要考虑结构强度因素,另外也要考虑道路沿线高程的控制、沥青混凝土最小摊铺厚度要求、罩面层与下层的结合问题以及工程费用控制等,根据有关经验,罩面层厚度以10~15cm为宜。
3.2、材料方面
首先要选择质量合理的沥青,考虑其对温度的敏感程度,目前出现的改性沥青有很多种,例如热塑数值类,比传统的沥青具有低温延度和抗老化等特点,在选材时可以考虑选择这些新型的改性沥青。其次在混合料的选择上,要选择优质的矿料利用合理的比例进行配比,为了使沥青与矿料能够很好地粘结,要使用抗剥离剂。最后在基层材料的选择上,要进一步提高基层材料的压实度,以减少裂缝从底部开始的现象,将传统的石灰材料替换为工业矿渣或者碎石。
3.3、施工方面
在施工的过程中,应该严格按照相关施工标准进行,并设置专门的质量管理部门,负责对施工的过程进行动态监控,在具体施工时要注意以下几个方面:
首先路基填土的质量要保障,不能使用含有淤泥的土质,压实过程要按照规范进行,压实完毕后对其进行检查,确保压实度达到要求。 其次要注意碾压过程,碾压过程是保证路面质量的最重要环节,因此要保证碾压的平整度和压实度,选择在最佳含水量时进行碾压。初压应该在摊铺结束后立即进行,而且为了保证平整度不可选用轮胎压路机,压路机的碾压速度要控制好,缓慢而且均匀地进行碾压。在初压、复压和终压各阶段,要选用不同型号的压路机进行反复碾压,碾压次数通常为2遍。在碾压过程中,为了避免产生拥挤,碾压的方向不要突然地发生转变,在启动和停止时要格外注意速度的控制,并且不能够采取刹车的方式,在碾压完成后,不能够沿着原路返回。另外在碾压的过程中,要对初压、复压和终压各阶段进行标识,使各种车辆容易对其进行辨认,避免漏压和错压。
最后要注意其他因素的影响,一方面要注意降雨的影響,遇到降雨后,要立刻停止摊铺,将尚未碾压成型的混合料要进行铲除,而且受到雨水影响的混合料不能继续使用,要予以废弃。另一方面要注意人为因素的影响,在摊铺的过程中,通常工人是不允许进入踩踏的,只有在遇到特殊情况时,才需要经过现场的领导指挥,利用人工进行更换混合料等工作,在发现摊铺不合格时,要及时进行铲除并重新摊铺。
3.4、治理超载
目前道路车流量众多,道路承受的荷载量已经很高,而且超载车辆对于道路的破坏力巨大,因此要进一步加强对超载的治理,减少超载车辆对路面的破坏。
3.5、加强日常养护
在市政道路使用的过程中,要加强对道路的养护工作,重点加强道路的排水工作,使道路不受雨水的长期浸泡。
4、沥青混凝土路面裂缝的处理
在沥青混凝土路面裂缝出现后,要及时采取措施,避免雨水进入到裂缝中,对道路基层造成影响。针对不同程度的裂缝,可以采取不同的处理措施,首先将缝内和缝边的杂物清理干净,对于宽度在2—5毫米的裂缝可以使用乳化沥青对其进行灌缝,对于宽度超过5毫米的裂缝可以选择改性沥青对其进行灌缝。
5、总结
通过本文对路面裂缝的成因进行系统的分析,可以发现人为的因素是造成路面出现裂缝的主要因素,因此本文提出了在设计、材料选择、治理超载和加强日常养护方面的预防措施,从源头上控制裂缝发生的可能,在发现裂缝后及时采取措施进行修复,才能使裂缝危害控制在初期,不至于使道路总体质量出现下降。
参考文献:
[1]张思兰.市政道路沥青混凝土路面裂缝成因及预防措施[J].民营科技,2011,(8):271
[2]王少松.浅谈路基路面施工中的几点体会[J].科技咨询,2006,(18):34
[3]陈建东.沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施[J].中华建设,2008,(12):209