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摘 要:沥青混凝土路面是我国常见的路面形式之一,然而受设计、材料以及施工质量等方面的影响,导致沥青混凝土路面在投入使用后出现各类不同程度的裂缝问题,影响了沥青路面的使用性能及寿命。在建设中需要对施工混凝土裂缝问题加强关注力度。基于此,本文对施工混凝土裂缝问题进行探讨,分析了混凝体裂缝形成的原因,以實际案例提出了施工混凝土裂缝防治措施。
关键词:沥青混凝土;路面;裂缝;原因;预防措施
1 裂缝成因分析
在混凝土路面病害中,裂缝是常见病害之一,裂缝形成与气候、结构设计、铺设材料、温度变化以及施工质量等有着密切关系,以下对裂缝成因进行了分析。
1.1 雨水渗透引起的裂缝
在雨水的不断冲刷作用下,雨水就会渗透到路面结构内部,降低沥青与矿料的粘合力,情况严重时还会使粘合力逐步消失。与此同时,路面还受到了车辆、行人等外力作用,使水分随着已经形成的空隙和裂缝渗透到路面内部,在多方面荷载作用下,水分进行负压抽吸,与沥青和矿料的接触面进行接触,容易出现沥青膜脱离矿料表面、沥青混合料掉落堆积等问题,从而形成网状裂缝。
1.2 基层裂缝反射引起的裂缝
路面结构设计不合理、混凝土配合比不科学等,都会造成路面承载力下降,在车辆的反复荷载作用下,沥青半刚性基层底部的拉应力过大,远超过实际强度,路面就会因疲劳强度过大而产生断裂,形成了由下而上的反射裂缝。在环境和温度的周期性变化影响下,反射裂缝不断向四周延伸,影响了沥青路面的使用寿命。
1.3 沥青及混合料质量引起的裂缝
在路面施工中,由于沥青材料质量不达标、集料级配不合理等,导致沥青与矿料之间的粘合力不够,增加了沥青的低温劲度,同时还会降低沥青的高温稳定性。低温劲度和高温稳定性是反映沥青混合材料抗裂性能的重要指标,低温劲度越大、温度敏感性越高的沥青混合料,沥青路面就越容易出现油层松散、剥落等问题,进而容易引起路面开裂。
1.4 温度变化引起的裂缝
温度变化使沥青混凝土路面容易产生收缩裂缝。随着温度的变化,沥青混凝土材料的收缩拉应力也在不断发生变化,且两者之间呈正相关关系,拉应力随着温度的增加而加大,随着温度的降低而下降,但是如果温度骤然下降,沥青混凝材料的收缩拉应力就会因为下降过快而得不到及时松弛,收缩拉应力就会大于抗拉强度,容易产生路面的横向裂缝。
1.5 路面施工质量引起的裂缝
在公路施工中,为了更好地保护路面的混凝土结构,通常会在路面铺设一层沥青。但是,在实际施工中,由于施工人员没有严格按照沥青混凝土施工要求,忽视了路基建设的相对高度不同,回填压实度要求也不同,对路面的回填压实度不足,当行车荷载量超过路面承压力限值时,路面就会产生纵向裂缝。
2 防治措施
2.1 选材方面
基层施工材料应满足抗冲刷能力强、温度系数小的基本要求,较典型的有水泥稳定粒料,不宜采用水泥或二灰稳定细粒土。选择优质沥青,将其用于面层施工作业,在不影响质量的前提下减少水泥的用量。对于高等级公路的施工,若选择的是国产沥青,此时应向其中掺入适量的丁苯橡胶,通过此类高分子聚合物的作用以达到改性的效果,保证沥青在稳定性方面具有较好的表现。为避免沥青快速老化,可以掺入适量的树脂改性沥青。做好原材料的质量检测工作,任何不达标的材料都不得投入使用。混合料拌制生产中,所用的骨料应具有表面粗糙、耐磨性强的特点。对于酸性骨料,在施工中应掺入适量的抗剥落剂,使生产所得的混合料具有良好的抗剥落性能。加强对矿粉的防护,可采取搭棚存放的方式,以免雨水对其造成不良影响。
2.2 设计方面
路面结构设计的首要前提在于做好现场交通量的调查工作,保证路面具有足够的强度,使其能够满足交通荷载需求。土基层施工材料的选择较为关键,以粗粒料的石灰、水泥稳定类材料较为合适。严格控制沥青面层的厚度,确保上下层能够形成稳定的连接关系。做好养护工作,高效排出结构层的积水。依据设计配比要求选择合适的原材料,充分搅拌后形成均匀性较好的混合料。沟槽回填土采取分层施工的方式,保证各层厚度合理。柔性路面施工中,应充分考虑到道路等级、交通量等方面的因素,从而提高设计方案的系统性;对于非结构强度方面的因素,主要考虑道路沿线高程、摊铺厚度、工程费用等方面。保证沥青面层厚度合理,尽可能减少不必要的成本投入。沥青骨料对混合料的影响较为显著,除了材料的标号外,还应充分考虑施工条件、施工季节等方面的因素,使沥青材料性能可以得到有效发挥。严寒地区的施工条件较为复杂,所用沥青的针入度应相对较大,以保证其具有良好的低温抗裂性。骨料的选择以碱性石料为宜,且要满足针片状含量较少的要求;若因特殊情况而使用到酸性材料,需掺入适量的抗剥落剂,以改善混合料的性能。设计阶段还应注重考虑两个方面:一是应力吸收,需在罩面层和原路面之间增设隔离层,可选择土工布、砂等材料,保证其弹性模量相对较小,从而消除应力集中现象;二是加筋层材料的选择,要求其强度和弹性模量都相对较大,以提高罩面层的抗拉强度,较为合适的有钢筋网、玻璃纤维格栅等。
2.3 路面裂缝修复
公路路面当中会出现很多裂缝,车辆在行驶的过程中会卷入一些杂质进入到这些裂缝中,在后续的维修过程中,需要清理出这些杂质才可以进行下一步的填充工作,填充工作是为了补上裂缝的缺口,让路面变得更加平整。在操作的过程中需要进行封口,一般情况都会使用烙铁技术。不过有一些路面的缝隙比较大,而且比较深,所以维修起来比较困难。路面出现缝隙会造成路面高度高低不平或者变匀不均匀等情况,在修补的时候需要先把出现裂缝的路面挖掘处理。然后使用新的沥青混凝土进行填充。如果裂缝比较小的话,可以采用铣刨操作,先整理路面边缘的裂缝,在裂缝里填充沥青混凝土。在填充的过程中一定要保证路面平整度,填充完成后在进行压实工作,提高路面的强度。
2.4 加强施工质量的监督管理
沥青混凝土路面施工质量对于路面裂缝的产生有着直接的影响。因此,应从以下4个方面加强沥青路面施工质量的控制:①应安排专人对进场的施工材料进行检查,对选定的石料、矿粉、沥青等材料的各项性能指标进行检测,均符合质量控制体系的要求,方可投入使用。还应清理路基表面杂物,确保表面干净,避免杂物混入沥青混合料。②在沥青路面施工中,都是机械化作业,应对沥青路面施工所用到的机械设备进行合理的配置,同时还应保持施工现场沥青混合料充足,确保施工的连续性,避免在机械化作业下因供应不足而影响沥青混凝土路面的施工质量。③在摊铺施工 中,对于不符合全幅摊铺的施工路段,一般采用2台摊铺机进行前后紧跟式的方式摊铺模式,避免出现“先冷却后摊铺”的情况,保证了混合料热接 工 艺,同 时 下 二 层 的 施 工 接 缝 应 间 距15 cm以上。④严格把控混合料的温度、碾压强度、平整度等,特别注意接缝的处理,确保接缝处结合紧密且平整,同时还应做好相关的防护工作,提高施工质量,减少裂缝的产生。
3 结束语
沥青混凝土路面裂缝产生的原因是多种多样的。因此,在施工中必须采取相应的措施进行预防,如提高设计质量、把控材料质量、加强施工质量监督等,并在裂缝产生后及时采取有效治理措施,切实提升沥青混凝土路面的质量。
参考文献:
[1]冯玲.沥青混凝土路面裂缝成因及预控措施[J].低碳世界,2019,9(4):257-258.
[2]丁丽荣.浅谈沥青混凝土路面裂缝的原因及预防处理措施[J].中国建材科技,2019,28(2):66+71.
[3]魏荣梅.论市政道路沥青混凝土路面裂缝的产生及预防措施[J].门窗,2018(1):245.
[4]周洁.浅析沥青混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施[J].中国勘察设计,2016(10):83-85.
关键词:沥青混凝土;路面;裂缝;原因;预防措施
1 裂缝成因分析
在混凝土路面病害中,裂缝是常见病害之一,裂缝形成与气候、结构设计、铺设材料、温度变化以及施工质量等有着密切关系,以下对裂缝成因进行了分析。
1.1 雨水渗透引起的裂缝
在雨水的不断冲刷作用下,雨水就会渗透到路面结构内部,降低沥青与矿料的粘合力,情况严重时还会使粘合力逐步消失。与此同时,路面还受到了车辆、行人等外力作用,使水分随着已经形成的空隙和裂缝渗透到路面内部,在多方面荷载作用下,水分进行负压抽吸,与沥青和矿料的接触面进行接触,容易出现沥青膜脱离矿料表面、沥青混合料掉落堆积等问题,从而形成网状裂缝。
1.2 基层裂缝反射引起的裂缝
路面结构设计不合理、混凝土配合比不科学等,都会造成路面承载力下降,在车辆的反复荷载作用下,沥青半刚性基层底部的拉应力过大,远超过实际强度,路面就会因疲劳强度过大而产生断裂,形成了由下而上的反射裂缝。在环境和温度的周期性变化影响下,反射裂缝不断向四周延伸,影响了沥青路面的使用寿命。
1.3 沥青及混合料质量引起的裂缝
在路面施工中,由于沥青材料质量不达标、集料级配不合理等,导致沥青与矿料之间的粘合力不够,增加了沥青的低温劲度,同时还会降低沥青的高温稳定性。低温劲度和高温稳定性是反映沥青混合材料抗裂性能的重要指标,低温劲度越大、温度敏感性越高的沥青混合料,沥青路面就越容易出现油层松散、剥落等问题,进而容易引起路面开裂。
1.4 温度变化引起的裂缝
温度变化使沥青混凝土路面容易产生收缩裂缝。随着温度的变化,沥青混凝土材料的收缩拉应力也在不断发生变化,且两者之间呈正相关关系,拉应力随着温度的增加而加大,随着温度的降低而下降,但是如果温度骤然下降,沥青混凝材料的收缩拉应力就会因为下降过快而得不到及时松弛,收缩拉应力就会大于抗拉强度,容易产生路面的横向裂缝。
1.5 路面施工质量引起的裂缝
在公路施工中,为了更好地保护路面的混凝土结构,通常会在路面铺设一层沥青。但是,在实际施工中,由于施工人员没有严格按照沥青混凝土施工要求,忽视了路基建设的相对高度不同,回填压实度要求也不同,对路面的回填压实度不足,当行车荷载量超过路面承压力限值时,路面就会产生纵向裂缝。
2 防治措施
2.1 选材方面
基层施工材料应满足抗冲刷能力强、温度系数小的基本要求,较典型的有水泥稳定粒料,不宜采用水泥或二灰稳定细粒土。选择优质沥青,将其用于面层施工作业,在不影响质量的前提下减少水泥的用量。对于高等级公路的施工,若选择的是国产沥青,此时应向其中掺入适量的丁苯橡胶,通过此类高分子聚合物的作用以达到改性的效果,保证沥青在稳定性方面具有较好的表现。为避免沥青快速老化,可以掺入适量的树脂改性沥青。做好原材料的质量检测工作,任何不达标的材料都不得投入使用。混合料拌制生产中,所用的骨料应具有表面粗糙、耐磨性强的特点。对于酸性骨料,在施工中应掺入适量的抗剥落剂,使生产所得的混合料具有良好的抗剥落性能。加强对矿粉的防护,可采取搭棚存放的方式,以免雨水对其造成不良影响。
2.2 设计方面
路面结构设计的首要前提在于做好现场交通量的调查工作,保证路面具有足够的强度,使其能够满足交通荷载需求。土基层施工材料的选择较为关键,以粗粒料的石灰、水泥稳定类材料较为合适。严格控制沥青面层的厚度,确保上下层能够形成稳定的连接关系。做好养护工作,高效排出结构层的积水。依据设计配比要求选择合适的原材料,充分搅拌后形成均匀性较好的混合料。沟槽回填土采取分层施工的方式,保证各层厚度合理。柔性路面施工中,应充分考虑到道路等级、交通量等方面的因素,从而提高设计方案的系统性;对于非结构强度方面的因素,主要考虑道路沿线高程、摊铺厚度、工程费用等方面。保证沥青面层厚度合理,尽可能减少不必要的成本投入。沥青骨料对混合料的影响较为显著,除了材料的标号外,还应充分考虑施工条件、施工季节等方面的因素,使沥青材料性能可以得到有效发挥。严寒地区的施工条件较为复杂,所用沥青的针入度应相对较大,以保证其具有良好的低温抗裂性。骨料的选择以碱性石料为宜,且要满足针片状含量较少的要求;若因特殊情况而使用到酸性材料,需掺入适量的抗剥落剂,以改善混合料的性能。设计阶段还应注重考虑两个方面:一是应力吸收,需在罩面层和原路面之间增设隔离层,可选择土工布、砂等材料,保证其弹性模量相对较小,从而消除应力集中现象;二是加筋层材料的选择,要求其强度和弹性模量都相对较大,以提高罩面层的抗拉强度,较为合适的有钢筋网、玻璃纤维格栅等。
2.3 路面裂缝修复
公路路面当中会出现很多裂缝,车辆在行驶的过程中会卷入一些杂质进入到这些裂缝中,在后续的维修过程中,需要清理出这些杂质才可以进行下一步的填充工作,填充工作是为了补上裂缝的缺口,让路面变得更加平整。在操作的过程中需要进行封口,一般情况都会使用烙铁技术。不过有一些路面的缝隙比较大,而且比较深,所以维修起来比较困难。路面出现缝隙会造成路面高度高低不平或者变匀不均匀等情况,在修补的时候需要先把出现裂缝的路面挖掘处理。然后使用新的沥青混凝土进行填充。如果裂缝比较小的话,可以采用铣刨操作,先整理路面边缘的裂缝,在裂缝里填充沥青混凝土。在填充的过程中一定要保证路面平整度,填充完成后在进行压实工作,提高路面的强度。
2.4 加强施工质量的监督管理
沥青混凝土路面施工质量对于路面裂缝的产生有着直接的影响。因此,应从以下4个方面加强沥青路面施工质量的控制:①应安排专人对进场的施工材料进行检查,对选定的石料、矿粉、沥青等材料的各项性能指标进行检测,均符合质量控制体系的要求,方可投入使用。还应清理路基表面杂物,确保表面干净,避免杂物混入沥青混合料。②在沥青路面施工中,都是机械化作业,应对沥青路面施工所用到的机械设备进行合理的配置,同时还应保持施工现场沥青混合料充足,确保施工的连续性,避免在机械化作业下因供应不足而影响沥青混凝土路面的施工质量。③在摊铺施工 中,对于不符合全幅摊铺的施工路段,一般采用2台摊铺机进行前后紧跟式的方式摊铺模式,避免出现“先冷却后摊铺”的情况,保证了混合料热接 工 艺,同 时 下 二 层 的 施 工 接 缝 应 间 距15 cm以上。④严格把控混合料的温度、碾压强度、平整度等,特别注意接缝的处理,确保接缝处结合紧密且平整,同时还应做好相关的防护工作,提高施工质量,减少裂缝的产生。
3 结束语
沥青混凝土路面裂缝产生的原因是多种多样的。因此,在施工中必须采取相应的措施进行预防,如提高设计质量、把控材料质量、加强施工质量监督等,并在裂缝产生后及时采取有效治理措施,切实提升沥青混凝土路面的质量。
参考文献:
[1]冯玲.沥青混凝土路面裂缝成因及预控措施[J].低碳世界,2019,9(4):257-258.
[2]丁丽荣.浅谈沥青混凝土路面裂缝的原因及预防处理措施[J].中国建材科技,2019,28(2):66+71.
[3]魏荣梅.论市政道路沥青混凝土路面裂缝的产生及预防措施[J].门窗,2018(1):245.
[4]周洁.浅析沥青混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施[J].中国勘察设计,2016(10):83-85.