浅谈沥青路面裂缝成因及防治

时间:2022-09-22 02:49:52

浅谈沥青路面裂缝成因及防治

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2012)O5-0085-01

摘要:随着公路建设的不断发展,沥青路面已被广泛地运用到公路的建设中,尤其是高速公路。但是由于公路交通量的日益增大,公路路面面临着严峻的考验,很多公路沥青路面出现一定的破坏,最常见的一项早期破坏就是路面裂缝。本文在分析沥青路面裂缝产生的原因的基础之上,提出一些防护措施,为其发展提供一点借鉴。

关键词:沥青路面;裂缝;成因;防治

沥青路面以其行车舒适、噪音小、扬尘少、维修方便等优点被广为应用,但裂缝是沥青路面的常见病害。随着施工技术和机械化施工程度的提高,许多病害逐年减少,但沥青路面裂缝这一病害至今未能根除。因此,如何防治裂缝的产生是沥青路面建设中的一个必须重视的部分,下面就一些常见裂缝的产生的原因和防治措施分类进行分析。

一、 裂缝对路面的危害

裂缝是沥青混凝土路面常见病害之一,如果沥青路面裂缝得不到及时修补,将对路面的使用寿命和行车舒适性带来影响。裂缝对沥青路面的危害主要表现在以下几个方面:

1、影响路面使用功能和品质。裂缝的存在,会影响行车舒适和安全,也影响路面美观。

2、降低路面防水性,影响路面使用寿命。路表出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,甚至进入对湿度敏感的路基土中,从而引起路面早期破坏。

3、引起路基过大压应力,易造成路面下沉。由于存在裂缝,造成路面板体不连续,在行车荷载作用下将加大板体边缘的变形,从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面,造成路基沉陷,从而引起路面下沉。

二、 沥青路面裂缝的成因分析

1、 路基土的变形

路基的变形或局部承载力的下降,也可以引起路面开裂,裂缝会贯穿路面各结构层。由于路基排水不畅使其内部含水量增加而引起承载力下降;有压缩性强的土类填筑的路基或者未经充分压实的路基,在交通荷载和路面自重作用下而缓慢下沉;在旱季,粘性土由于过度失水而引起收缩,特别是道路沿线存在的树木根系会使裂缝出现的更频繁;当路面结构层形成的温度隔离效应,不足以阻止霜冻影响波及敏感土时引起路基冻胀。

2、 温度因素

由于气温骤降造成面层温度收缩,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造成的开裂。一般情况下,由于沥青混合料具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力,当气温骤降时, 由于沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,超过混合料的极限拉伸应变,便产生开裂。

3、路面疲劳

由于沥青路面所承受的累积交通量超过其设计极限,将导致路面疲劳开裂裂缝。这种疲劳作用对面层甚至整个路面结构(底基层、基层和面层)均会造成影响。对于沥青表面层(磨耗层),其疲劳裂缝很细小,且限于行车道,随着时间会延伸至整个路面,形成龟裂。

4、设计或施工不当

路面开裂也可能因路面设计的某些缺陷,或某层或多层路面结构的施工不当而引起:

第一,当老路拓宽时,由于基础承载力的横向变化,经常在老路边缘处出现纵向裂缝,尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。

第二,纵缝出现在道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地方,这样的裂缝通常是直线裂缝且往往相当密。

第三,相邻车道铺筑时使用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节,如果施工不当且不能连续施工,这些缺陷将暴露在交通荷载作用下和温度变化中,将导致直线性裂缝。

三、 沥青路面裂缝的防护

1、选材得当

使用温度和干燥收缩较低的基层材料;选择抗裂性好的材料做基层;使用抗裂性好的沥青;选择级配合适的骨料。对于沥青结合料,使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中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。

2、沥青混凝土配合比设计

沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选择混合料级配时,应兼顾其高温稳定性、疲劳性能和低温抗裂性,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。对受拉疲劳开裂的研究表明,沥青用量从 4.2%增加到6.2%,可以使以 25m 板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命由 10 年延长到 45 年。

SMA 被证明具有良好的高温稳定性和低温抗裂性能,使用寿命长,是防裂路面设计沥青混合料的一项新技术。在条件允许的情况下,注意改善集料级配(如 SMA)和采用改性沥青。

3、 路面结构设计

显然,所设计的道路必须能适应所承受的交通荷载水平和温度条件。若道路承载力不足( 如结构层太薄) ,将加速路面的疲劳开裂过程。对于水泥处治基层,应尽量减少反射裂缝。反射裂缝明显受沥青面层厚度的影响,厚度超过 15 cm 的面层可有效减少反射裂缝。设计中还应特别注意路面排水和防水措施。

4、 精心施工

精心施工以确保施工质量的优良,方案合理以确保摊铺质量、碾压强度,减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而生的表面毛细裂缝;基层、底基层养护及时合理,养生期应满足正常工期要求,切勿为抢工期而提前铺筑面层,造成基层损坏而导致面层产生反射裂缝;加强运料车的保温作用,保证适宜的摊铺、碾压温度,及时摊铺,保证供料和施工的连续性,以避免面层产生施工表面裂缝;做好施工接缝的连接。另外,三渣基层的表面平整度也是关键的因素,基层越平整,沥青混凝土摊铺厚度就越均匀,产生表面裂缝的几率也会大大降低。

5、 路面维护

只有长期保持良好的路面实用性能,公路建设的巨额投资才能充分发后其投资效益。要做好预防性养护,它是一种周期性的强制保养措施,虽然需要投入一些费用,但它是一种效益比非常良好的养护措施。

为了铺筑结实美观又经济的沥青路面,既要合理设计路面、严格规范施工、还要在后期路面的使用和维护上下功夫。总之,合理的设计、选材,精心的施工、养护和及时的维修是预防和控制沥青路面裂缝的有效方法。

参考文献:

[1]郑健龙,周志刚,张起森.沥青路面抗裂设计理论与方法[M]. 北京人民交通出版社,2002.

[2]曹克平,王树行.沥青路面裂缝的机理及其防治对策[J]. 国外公路,1998.

[3]刘亚坤,田中南.沥青路面裂缝分析及防治措施[J]. 公路与汽运,2003.

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