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摘要城市建设不断加快,伴随着市政道路也在迅速发展,沥青混凝土路面建设的增多,但由于沥青混凝土路面的病害的不断出现。就其中几种病害产生的原因,从设计及施工等主面进行论述。
关键词市政;沥青;路面;裂缝
中图分类号U416.26文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0145-01
城市建设不断加快,伴随着市政道路也在迅速发展,而在沥青混凝土路面的病害也在不断出现,其主要表现形式有:坑槽、车辙、波浪、剥落、龟裂、松散、沉陷、冻胀和泛浆、泛油等,裂缝不仅是沥青混凝土路面最为常见的一种病害,并且在一定条件下会次生其他类型的公路病害。因此,分析市政道路沥青混凝土路面裂缝产生的原因并提出相应的预防措施,是本文探讨的主要内容。
1纵向裂缝产生原因及预防措施
1.1原因分析
前后摊铺幅相接处的冷接缝,未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。在含水量较高、强度低、孔隙比大、压缩性高的软弱土层即软土上修筑路基,若处理不当,往往会发生路基失稳、过量沉陷和不均匀沉降,路面产生纵向裂缝,导致公路破坏或不能正常使用。
1.2预防措施
1)合理组织施工,路面摊铺作业应连续进行,减少冷接缝。采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,采用两个摊铺机,前后间距15～20m同时摊铺,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺相邻半幅,确保热接缝。2)沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理,如采用黄砂、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热焖钢渣等。3)拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,对下层需认真检查,清除杂物灰尘,处理好软弱层及病害,保证下卧层稳定,并在老路面侧壁涂刷0.3～0.6kg/m2粘层沥青。铺筑的沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。
2横向裂缝产生原因及预防措施
2.1原因分析
由于路基局部路段压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝。施工缝没处理好,接缝处不紧密;桥梁、涵洞等结构物两端与路基衔接处出现地基沉降等。
2.2预防措施
1)压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30cm。2)充分压实路面横向接缝。碾压时,压路机在已压实的横幅上横向碾压,钢轮伸入新铺层1.5cm左右,每压一遍向新铺层移动15～20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。对分段施工的基层,在碾压时,应预留3～5m混合料暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3～5m,以减少出现裂缝。桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
3网状裂缝产生原因及预防措施
3.1原因分析
路面强度差,在荷载作用下产生网状裂缝;路面结构中夹有软弱层或泥灰层;粒料层松动,水稳性差;沥青与沥青混合料质量差、沥青含量低、延度低、抗裂性差;沥青层厚度不足或沥青含量少,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。
3.2预防措施
1)路基强度主要是在填筑过程中形成的、必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土,粉质土和有机土不能用于填筑路基。2)应用抗裂性好的改性沥青。在沥青的低温粘度、温度敏感性、耐老化等指标上,改性沥青均优于普通沥青,这已得到公认。因此在沥青混凝土路面的设计中应优先采用改性沥青作为预防和减少沥青路面裂缝以及延长路面使用寿命的重要措施。3)加铺网状格栅。在面层的底部加铺纤维格栅类的加筋网片,使温度产生的收缩应力和车轮荷载产生的弯拉应力由网格状的加筋来承受,这样可大大提高沥青混凝土路面局部的使用寿命。4)合理设计路面结构,保证沥青层厚度和质量,使上下层良好连接。5)沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷撒适量粘层沥青。6)沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料如果集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。7)完善路基路面的排水设施,确保路面排水顺畅;在公路养护过程中尽量少使用或不使用对沥青路面结构有损害的物质和方法,如北方地区冬季使用氯化钠除雪等。
4反射裂缝产生原因及预防措施
4.1原因分析
1)由半刚性基层温缩开裂引起冬季或在寒冷地区,在结合得好的沥青面层下,开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变。由于在较低温度下沥青面层通常较硬,它只能承受小的拉应力或拉应变,因此容易被拉裂,并且裂缝的扩展途径是由下至上的。沥青面层的厚度愈薄,反射裂缝形成的愈早且愈多。2)由半刚性基层干缩开裂引起对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩和干缩应力。水分减少得愈多愈快,产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层,在较薄沥青面层的情况下,半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂,并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合,反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下,由于温度应力在表面最大基层的裂缝将促使面层先从表面开裂然后逐渐向下传播形成对应裂缝。
4.2预防措施
1)基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响,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。最好使用温度膨胀系数低的骨料半刚性基层材料层中掺入30%～50%的2～4cm粒径碎石,可减少收缩裂缝,并提高碾压中抗拥推能力。2)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。3)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量。控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,可降低其干缩系数。碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,一般要5～14d。4)基层上撒铺透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或粘层,然后尽快铺筑沥青面层。
5结束语
总之,市政道路建设初期应采取措施阻止沥青混凝土路面裂缝的形成。通过正确的路基和基层处置,对材料的选择、施工工艺的严格把握,可以减少裂缝或根本不出现裂缝,或者使得原有的或不可避免的裂缝大大降低。在通车后的后期养护维修,可以通过稀浆封层的预养护技术,或者对初期裂缝进行及时有效的灌缝处理,如开槽路宝技术、馗道封缝技术,都可以延缓裂缝对道路的损害程度。
关键词市政;沥青;路面;裂缝
中图分类号U416.26文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0145-01
城市建设不断加快,伴随着市政道路也在迅速发展,而在沥青混凝土路面的病害也在不断出现,其主要表现形式有:坑槽、车辙、波浪、剥落、龟裂、松散、沉陷、冻胀和泛浆、泛油等,裂缝不仅是沥青混凝土路面最为常见的一种病害,并且在一定条件下会次生其他类型的公路病害。因此,分析市政道路沥青混凝土路面裂缝产生的原因并提出相应的预防措施,是本文探讨的主要内容。
1纵向裂缝产生原因及预防措施
1.1原因分析
前后摊铺幅相接处的冷接缝,未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。在含水量较高、强度低、孔隙比大、压缩性高的软弱土层即软土上修筑路基,若处理不当,往往会发生路基失稳、过量沉陷和不均匀沉降,路面产生纵向裂缝,导致公路破坏或不能正常使用。
1.2预防措施
1)合理组织施工,路面摊铺作业应连续进行,减少冷接缝。采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,采用两个摊铺机,前后间距15～20m同时摊铺,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺相邻半幅,确保热接缝。2)沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理,如采用黄砂、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热焖钢渣等。3)拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,对下层需认真检查,清除杂物灰尘,处理好软弱层及病害,保证下卧层稳定,并在老路面侧壁涂刷0.3～0.6kg/m2粘层沥青。铺筑的沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。
2横向裂缝产生原因及预防措施
2.1原因分析
由于路基局部路段压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝。施工缝没处理好,接缝处不紧密;桥梁、涵洞等结构物两端与路基衔接处出现地基沉降等。
2.2预防措施
1)压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30cm。2)充分压实路面横向接缝。碾压时,压路机在已压实的横幅上横向碾压,钢轮伸入新铺层1.5cm左右,每压一遍向新铺层移动15～20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。对分段施工的基层,在碾压时,应预留3～5m混合料暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3～5m,以减少出现裂缝。桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
3网状裂缝产生原因及预防措施
3.1原因分析
路面强度差,在荷载作用下产生网状裂缝;路面结构中夹有软弱层或泥灰层;粒料层松动,水稳性差;沥青与沥青混合料质量差、沥青含量低、延度低、抗裂性差;沥青层厚度不足或沥青含量少,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。
3.2预防措施
1)路基强度主要是在填筑过程中形成的、必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土,粉质土和有机土不能用于填筑路基。2)应用抗裂性好的改性沥青。在沥青的低温粘度、温度敏感性、耐老化等指标上,改性沥青均优于普通沥青,这已得到公认。因此在沥青混凝土路面的设计中应优先采用改性沥青作为预防和减少沥青路面裂缝以及延长路面使用寿命的重要措施。3)加铺网状格栅。在面层的底部加铺纤维格栅类的加筋网片,使温度产生的收缩应力和车轮荷载产生的弯拉应力由网格状的加筋来承受,这样可大大提高沥青混凝土路面局部的使用寿命。4)合理设计路面结构,保证沥青层厚度和质量,使上下层良好连接。5)沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷撒适量粘层沥青。6)沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料如果集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。7)完善路基路面的排水设施,确保路面排水顺畅;在公路养护过程中尽量少使用或不使用对沥青路面结构有损害的物质和方法,如北方地区冬季使用氯化钠除雪等。
4反射裂缝产生原因及预防措施
4.1原因分析
1)由半刚性基层温缩开裂引起冬季或在寒冷地区,在结合得好的沥青面层下,开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变。由于在较低温度下沥青面层通常较硬,它只能承受小的拉应力或拉应变,因此容易被拉裂,并且裂缝的扩展途径是由下至上的。沥青面层的厚度愈薄,反射裂缝形成的愈早且愈多。2)由半刚性基层干缩开裂引起对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩和干缩应力。水分减少得愈多愈快,产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层,在较薄沥青面层的情况下,半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂,并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合,反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下,由于温度应力在表面最大基层的裂缝将促使面层先从表面开裂然后逐渐向下传播形成对应裂缝。
4.2预防措施
1)基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响,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。最好使用温度膨胀系数低的骨料半刚性基层材料层中掺入30%～50%的2～4cm粒径碎石,可减少收缩裂缝,并提高碾压中抗拥推能力。2)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。3)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量。控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,可降低其干缩系数。碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,一般要5～14d。4)基层上撒铺透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或粘层,然后尽快铺筑沥青面层。
5结束语
总之,市政道路建设初期应采取措施阻止沥青混凝土路面裂缝的形成。通过正确的路基和基层处置,对材料的选择、施工工艺的严格把握,可以减少裂缝或根本不出现裂缝,或者使得原有的或不可避免的裂缝大大降低。在通车后的后期养护维修,可以通过稀浆封层的预养护技术,或者对初期裂缝进行及时有效的灌缝处理,如开槽路宝技术、馗道封缝技术,都可以延缓裂缝对道路的损害程度。