关于沥青路面裂缝的处理

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michaelgang1
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  【摘要】沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样的裂缝,由于路表水的浸入,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,特别是大吨位车辆行车荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快路面的裂缝产生,大大缩短沥青路面的使用生命。
  【关键词】沥青路面裂缝处理
  中图分类号:U416文献标识码: A
  随着社会的进步发展,人们生活水平的日益提高,大多数人都有了自己的私家车,虽然这样的条件说明了国家的日益增大,但也有潜在的隐患。对于高速公路而言,过往的车辆增多,提高了一定的收益,但是对于高速公路路面本身而言,无疑也是一种伤害。我们作为高速公路养护人员,养护好路面是我们应尽的职责。对于一条新的高速公路而言,大的问题很难发生,但是小的问题不容忽视。随着路面行驶车辆日益增多,超限超载的货车车流量日益增大,對路面的损坏程度也越来越强。
  首先,谈下沥青路面裂缝的形式:
  (1)沥青路面裂缝的形式按形状划分可分为横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝;(2)按路面有无沉陷可分为沉陷性裂缝、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝:
  (3)按有无荷载可分为非荷载裂缝(温缩裂缝和干缩裂缝)和荷载裂缝。
  沥青路面与其他类型路面相比较,具有表面平整、无接缝、振动小、桑音低、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。沥青路面在使用期开裂是世界各国普遍存在的问题,且不论其基层是柔性的还是半刚性的。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分,使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,产生唧浆、台阶、网裂等病害,从而加速路面破损。
  随着高等级公路的迅速发展,对于路面的舒适度要求也越来越高,路面的合格率既反映了行车舒适度,又反映了施工队伍的施工水平。随岳高速公路由于地势和地理的原因,沿线出现了多种病害,如:坑槽、拥包、沉陷、裂缝等多种病害。及时的发现和预防这些病害能保证路面的使用寿命。下面就出现的某些现象就此初步分析沥青路面产生裂缝的原因及其预防和处理措施。
  一、路面裂缝形成的原因
  沥青路面裂缝形成的原因主要包括:沥青混合料本身的性质,材料方面的因素,设计方面的因素,气候方面的因素,施工方面的因素,交通超载方面的因素。下面就从这6个方面加以阐述,简谈沥青路面裂缝的相关知识。
  1、沥青及沥青混合料的性质
  沥青和沥青混合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因,
  沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中,影响最大的是温度敏感性,温度敏感性大的沥青更容易开裂。所以在修筑高速公路时选择良好的沥青混合料是保证路面良好性能的关键。
  2、材料因素
  基层材料的收缩性愈小,面层裂缝愈少。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显的影响。材料因素导致路面开裂的原因主要表现在以下几个方面:
  1)、沥青原材料低温延性差或沥青混合料沾结力低,造成路面早期开裂。
  2)、沥青材料配合比不正确。配合比在建筑工程中是十分重要的,不管是水泥混泥土路面,还是沥青混合料路面,还是其他的修筑工程中配合比的合理性是保证工程质量的最关键的内在因素。
  3)、沥青混合料材料过细,其结合料很少;另外还包括沥青混合料炒制过火,一旦沥青混合料炒制过火而且用于工程中,将对路面的质量安全问题造成严重的威胁甚至是致命的打击.
  4)、沥青混合料中集料级配不佳,石料偏少。
  3、设计因素
  设计因素也是造成路面裂缝形成的一个主导因素。主要表现在以下两个方面:
  1)、路面结构设计不合理或厚度不足,路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,致使路面强度不足,满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要,以至沥青路面产生裂缝。
  2)、下管道设计深度不够,导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。这也是导致沥青路面沉陷的最主要原因。
  4、气候因素
  极端最低气温、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。
  冬季气温下降,沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝,这种裂缝在路面重复荷载作用下使沥青路面表面形成横向反射裂缝。
  升降温循环次数导致路面受热不匀,热胀冷缩频繁加上车辆荷载的作用,沥青路面很容易产生裂缝。
  可见,气候原因也是造成沥青路面开裂的一个根本性原因。
  5、施工因素
  施工水平的好坏直接关系到沥青路面质量的好坏,将对路面产生深远的影响。
  下面将从这10个方面来讨论由于施工原因所产生的沥青路面裂缝。
  1)、路基或基层结构强度不足,路基局部下沉路面掰裂。
  2)、沥青混合料摊铺时间过长,其表面温度低,内部较热,用重型压路机碾压引起路面表层切断。
  3)、半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力,形成干缩裂缝。
  4)、施工填土未压实,路基产生不均匀沉陷,接缝处压实未达到要求,在行车作用下形成纵向裂缝。这是前期的施工原因造成后面的行车原因,两方面结合沥青路面必将产生裂缝,是不可避免的,特别是大吨位车辆的荷载作用。
  5)、半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生。这在路面修筑时是必须注意的,具体的方法详见相关施工方案。
  6)、基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理,造成基层上部细粒料上浮,形成强度软弱的薄层,在行车荷载作用下,易产生龟裂现象。犹如一些桥梁的基层必须振捣均匀,否则就将产生一些薄弱环节,导致整个基础的软弱。
  7)、半刚性基层养生技术后,如果不及时洒铺封层或透层油,随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝。
  8)、施工接缝处理不当,比如说接缝处理错位将产生横向裂缝;碾压方式不正确也易产生横向裂缝。
  9)、沥青混合料分幅碾压力或纵向接茬时,由于接茬处理不当造成接茬开裂,这也施工原因造成路面产生裂缝的主要原因之一。
  10)、压力机加速或减速过猛,尤其是转向时过猛易产生路面横纹。这在施工中是可以避免的,施工时应严加注意。
  施工原因是造成沥青路面产生裂缝的最主要原因,也正是因为施工原因是最主要原因,而且它也是可以尽量避免的,所以良好的施工人员及良好的施工技术是保证沥青路面质量的直接性因素。
  选择良好的施工单位是保证高速公路质量的把关。随岳高速公路管理处正是本着这样的一个原则,选择优秀的施工单位,才打造出了一个完美随岳形象。
  6、交通量以及超载因素
  查相关资料显示:半刚性阶层中的最大拉应力,通常是由最重的车轮荷载产生的,并且对于半刚性路面,不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系,而是11至13次方的关系,即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。主要表现在以下几个方面:
  1)、超载车辆引起累计轴次的增大,从而引起设计弯沉值减小,造成沥青路面裂缝的产生。
  2)、由于超载造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足,使其提前在层底产生拉裂,造成路面的开裂。
  3)、车辆在上下坡、刹车时将加速沥青路面的剪切破坏,加之超载车辆的振动冲击作用,可将路面压坏,即一次性破坏作用。路面上超车荷载的作用对路面的损坏是巨大的。
  二、减轻沥青路面裂缝的预防措施
  根据规范,通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求,基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或是减轻非荷载型裂缝的产生,应从设计、材料和施工三个方面来进行考虑。
  1、设计措施
  1)、在设计中,充分估计和预测远景交通量,适当考虑超载车辆的比例,适当提高路面结构层的标准。在设计半刚性路面时,优先选择抗压性能好、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。
  2)、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。
  3)、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。
  4)、沥青面层采用密实性沥青混泥土。密实性沥青混泥土可以有效的防止雨水的渗透,造成路面病害的产生。
  5)、设计地下管线的埋深不能高于路面以下30厘米,以利于淤水的排除,让路基不至于长期的浸泡在淤水中,避免病害的产生。
  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泥土表面做一层封层。
  7)、在采用优质沥青的前提下,也可以采取改善沥青性能的措施。这都是保证路面质量的有效措施,对路面的病害有良好的预防作用,甚至是深远的影响。
  8)、设置应力削减中间层,这既能保护路面,也能保护路基。这在高速公路上是应推广的技术。
  2、施工措施
  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)、严格控制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或控制在施工规范容许的范围内。
  3)、基层碾压完成后,要及时养生。养生工作对路面今后的病害有良好的预防作用,同时也能很好的避免路面开裂现象。
  4)、严把沥青混合料质量关,使沥青混合料级配最佳,矿料拌合粗细均匀一致,严格按配合比控制油石比。
  5)、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封层,这样能保证路面不受外界(如:雨水的浸入)因素的干扰。
  6)、透层或粘层完成后,应尽快铺筑沥面层,以使沥青与乳化沥青有机的沾接在一起。
  3、材料措施
  1)、面层沥青应尽量选择低稠度、高延度、低含蜡量的优质沥青,在满足稳定度要求的前提下,选择针入度较大的沥青,必要时可选用改性沥青。这与沥青本身的性质有关。
  2)、選择合适的道路材料和面层材料,进行合理的结构组织设计,确定路面厚度。合适的道路材料是保证路面良好性能的最根本的前提,一条优质的道路必定有良好的施工技术和良好的道路材料。
  三、处理沥青路面裂缝的方法及措施
  沥青路面裂缝的处理方法多种多样,不同的情况,不同的路段,裂缝的轻微程度而各异。基于随岳高速公路上的事例,现在从三个方面来讨论沥青路面裂缝的处理方法。
  1、对于由面基层温缩、干缩引起的纵、横向裂缝,宽在5毫米以内的,宜将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹起尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撤料法封堵;对于缝宽在5毫米以上的裂缝,应剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂粒式或细料式热拌沥青混合料填充、捣实,并用烙铁封口,随即撤砂、扫匀,也可以采用乳化沥青混合料填封。
  2、对轻微的裂缝但面积较大的路段,在高温季节可采用喷洒沥青撤料压入法修理或采用碎石封层技术;在低温潮湿季节适宜采用阳离子乳化沥青或采用相应级配的乳化沥青稀浆封层。
  3、因路面所用的沥青性能不好或是路龄较长,产生较大面积的裂缝,但强度尚好时,通过技术经济比较,可选用下面几种修理方法:
  1)、乳化沥青稀浆封层。是为了防止雨水的渗透,造成沥青路面的损害。具体操作方法请查规范。
  2)、橡胶沥青薄层罩面。这也是一种常见的路面施工技术。
  3)、加铺沥青混合料上封层或先铺设土工布,再在其上加铺沥青混合料上封层。这就是路面中修过程中的路面摊铺,具体施工工艺是先按裂缝的轻易程度钻孔,然后是压浆,铣刨路面、洒乳化沥青、铺设土工布、最后是摊铺沥青混合料。具体的施工技术及操作方法请详见《公路沥青路面养护技术规范》人民交通出版社JTJ 073.2-2001。
  四、结束语
  高速公路不断建成投入运营,极大的方便了群众的出行和沿途各地的经济发展。但由于车辆荷载和其他的种种原因,路面损坏状况多种多样,为了使路面达到行车舒适这一要求,所有参加公路建设工程的施工单位,都必须强化施工管理,完善施工工艺和施工方法,提高施工质量,才能总源头上、根本上解决问题,社会效益和社会质量才能得到保证。我们作为养护工作人员,更有义务也有责任保障司乘人员的安全,更应做好路面养护工作。路是我们自己的,需要大家一起来爱护,只有大家都齐心协力,我们的路面才会更适合安全行驶。
  参考文献:
  「1」交通工程设施实验检测技术《人民交通出版社》
  「2」公路沥青路面养护技术规范《人民交通出版社》JTJ 073.2-2001
   [3]中华人民共和国交通运输部.《公路养护技术规范》JTG H10-2009北京. 人民交通出版社。
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