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摘要:分析了沥青路面半刚性基层裂缝产生的原因,对高分子抗裂贴的性能、施工工艺及质量要点进行了说明,并对裂缝是否反射到沥青面层进行了跟踪评价,总结了半刚性基层裂缝处理方法的优劣。实践证明,效果良好,具有广阔的应用前景。
关键词:高分子抗裂贴;基层裂缝处理;施工工艺
Abstract: the author analyzes the asphalt pavement of semi-rigid base cracking reason and crack resistance of high polymer stick performance, the construction technology and quality points were explained, and whether to crack reflection to the follow-up assessment of asphalt surface, and summarizes the semi-rigid crack processing method of the pros and cons. Practice shows that the effect is good, has the broad application prospect.
Keywords: polymer crack stick; The crack processing; Construction technology
中图分类号: U416.2 文献标识码:A文章编号:T2012-03(03)9020
1基层裂缝成因分析
在国内已建的高等级道路路面基层结构,基本上是采用半刚性基层,比如说二灰稳定碎石和水泥稳定碎石等等,在其建成后,均会以各种原因产生各种形式的裂缝。
在裂缝形成的初期,裂缝对沥青路面的使用性能一般没有明显的影响,但随着裂缝处的应力集中,往往会在结构面层形成反射缝,表面雨水或雪水侵入基层裂缝后,导致裂缝两侧基层含水量加大,造成结构强度明显降低,在大量行车荷载的反复作用下,进而产生冲刷和唧泥现象,形成网裂、沉陷、坑槽等结构性破坏,最终导致路面无法正常使用。
裂缝主要为基层反射裂缝,裂缝产生的主要原因是:基层裂缝基本上以非荷载型的裂缝,即基层干缩、温缩裂缝形式出现。干缩裂缝主要是基层基层施工时含水量未控制好,偏大,造成后期强度发展时失水收缩产生裂缝。温缩裂缝主要由于外界温度的原因受热胀冷缩的作用而产生裂缝。按开裂形式主要有横向裂缝和纵向裂缝。
横向裂缝是半刚性基层常见病害之一。横向裂缝的产生有多重原因,如基层裂缝反射、温度变化、行车荷载、地基变形、疲劳裂缝等,主要分为干缩裂缝和温缩裂缝,在施工时含水量未控制好,水泥稳定碎石在强度形成过程中失水收缩而开裂;此外水泥稳定碎石是一种热胀冷缩型材料,在较大幅度的温度变化可能产生的拉应变超出混合料的极限拉应变,就会产生裂缝。
纵向裂缝往往是由于基层强度下降,在重车荷载作用下基层受行车荷载车轮的集中作用,产生剪切作用引起的,此种主要是受力裂缝。
2处理方法
在以往的裂缝处理中,一般采用灌注沥青胶、在基层上铺土工格栅、挖出修补修补裂缝。灌注沥青胶的方法没有改变裂缝处的应力集中的状态,处理后裂缝又反射到路表面,处理效果不理想;采用在基层上铺土工格栅的方法进行处理,由于土工格栅厚度薄且顺应弹性变形的能力不高,裂缝修补具有很强的时限性,一旦雨水、雪水进入裂缝很快发生唧浆,使裂缝处发生沉陷、网裂,甚至导致基层强度明显下降等严重病害,效果同样不好;挖补法处理裂缝,因裂缝较多,造成浪费,而且不适于无限扩大维修,容易造成挖补后挖法压实,长时间容易在挖补部位形成平整度不佳或沉陷等其他病害。
2.1高分子抗裂贴材料性能
高分子抗裂贴是由沥青基的高分子聚合物、胎基、高强度织物(耐高温)复合而成。抗裂贴克服了单纯使用土工产品、玻璃纤维格栅抗裂而造成的界面性,这种界面性影响到沥青面层的受力状况,影响了抗裂能力;又克服了用土工布、玻璃纤维格栅在摊铺过程中造成推移、折叠,影响了上下结构层粘连,对仅使用沥青基应力吸收膜,只能吸收应力而不能抵抗余应力、分散应力,抗裂贴给予了很好的解决方案,这种独特的结构,使抗裂贴在防止裂缝的同时,对防水下渗有独特的效果,特别对于路面冻裂后对冰水下渗,具有良好的低温性。上层在铺设热沥青混合料时,高强度织物(耐高温)不会发生高温变形,高聚物热熔后从织物的缝隙中渗出,与其粘结非常好。下层有足够量的高聚物在融化后填充基面的坑洼,增强了与基面的粘结力,下图层与胎基的稳定性确保了整个抗裂贴具有抗裂防水的要求。由于高分子抗裂贴具有较强的抗拉强度,尤其是在沥青面层中的应用,可以提高面层的横向拉伸强度、抵抗较大的拉应力而不至于破坏。即使局部区域产生裂缝,在裂纹处应力集中,经高分子抗裂贴的传递而消失,裂缝也不会传递到面层而破坏路面。
2.2作用机理
2.2.1加筋作用
抗裂贴表面的高强度织物(耐高温)具有较大抗拉强度,可以承受一定的裂缝处的应力,将承受裂缝的全部拉应力,显然抗裂贴能起到加筋作用,在此意义上讲,它提高了路面结构层的抗拉强度。
2.2.2消能缓冲作用
抗裂贴是具有一定延伸性的材料,高聚物有较好的低温柔韧性,铺设在沥青路面层间,相当于设置了一层弹性层,基层裂缝拉应力通过抗裂贴高聚物扩展到更宽的范围,从而缓解裂缝处的应力强度,有弹性的层间能起到吸收部分拉伸能量的作用。
2.2.3隔水防渗作用
抗裂贴高聚物能形成一个完整的隔水防渗层,可隔断路面水向路基渗透,从而保护基层的强度,使水泥稳定碎石基层的材料性质不至于进一步恶化。
2.2.4隔离作用
铺设抗裂贴可将开裂的层面与沥青层有效的隔离,避免了开裂层与上一层面的直接接触。裂缝的拉应力不能直接传递到上一层,并且具有自粘性,能将上下层很好的粘连,共同承受车辆荷载的作用,防止界面上下层相对位移而保持一致。
3施工工艺
3.1宽度选择与表面处理
宽度选择一般结合裂缝的走向和具体形态,一般为15cm,24cm,32cm,48cm,96cm等。
3.2基层裂缝的表面处理
1)必须将抗裂贴粘附的表面清除灰尘、水等杂物,保持路面干燥清洁。
2)宽度在5~19mm之间的裂缝,必须将其清理干净,并用密封胶填充。
3)对于高度不同的裂缝及下陷区域,必须进行清理或找平處理至平整。
3.3抗裂贴铺设与环境要求
1)应在表层温度≮2℃的条件下使用。
2)如表层温度≮21℃,建议使用温火烤抗裂贴的胶面,注意不得过烤,胶面融化即可。
3)或者使用常规的乳化类粘层油,用量在0.5~1.0kg/m。
3.4抗裂贴的铺设
将隔离膜(纸)揭开,在铺设时应将成卷材料拉紧,保持抗裂贴平整、不起皱、不翘边,铺设抗裂贴后用胶轮滚筒至少滚压压三遍,铺设完成后,应尽早进行沥青混合料的摊铺,其间隔时间不应超过24h,同时应避免施工车辆等机具在材料上行走或抽拉。
3.5热拌沥青混合料的罩面
抗裂贴被正确铺设以后,应紧密结合上面层的施工,避免受潮和雨淋。
1)铺设抗裂贴后,可以按热沥青混合料的施工规范,撒布乳化沥青等粘层油,为防止车辆和摊铺机粘结抗裂贴,可在抗裂贴上撒布些细碎石或混合料等。
2)在抗裂贴上铺设热沥青混合料的厚度应>40mm。
3)在压实过程中,应将压路机调整到最低振幅和最高频率的位置,如果压路机振幅过大,可能会在抗裂贴的位置出现少量剥落。
4结语
用抗裂贴处理基层裂缝具有良好的社会效益和经济效益,其有效性已经实践检验,从预防和养护角度来看,可以从根本上解决基层裂缝反射到面层的问题,在一定范围内具有推广价值,对于裂缝发现早,进行及时处理可节省大量的资源,将大大减少后期养护费用,而且对市政道路普遍存在的反射裂缝问题也有较好的借鉴作用,经济效益与社会效益巨大。
参考文献
[1] JTJ 034-2000 公路路面基层施工技术规范[M]. 北京:人民交通出版社,2000
[2]沙庆林. 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[J] 北京:人民交通出版社,2008
[3] 邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005
作者简介:曹素环(1974—),女,工程师、一级建造师、注册安全工程师、咨询师。毕业于山东省城建学校市政工程专业,现淄博高新区建设工程质量安全监督站从事建设工程管理工作。发表专业学术论文2篇。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:高分子抗裂贴;基层裂缝处理;施工工艺
Abstract: the author analyzes the asphalt pavement of semi-rigid base cracking reason and crack resistance of high polymer stick performance, the construction technology and quality points were explained, and whether to crack reflection to the follow-up assessment of asphalt surface, and summarizes the semi-rigid crack processing method of the pros and cons. Practice shows that the effect is good, has the broad application prospect.
Keywords: polymer crack stick; The crack processing; Construction technology
中图分类号: U416.2 文献标识码:A文章编号:T2012-03(03)9020
1基层裂缝成因分析
在国内已建的高等级道路路面基层结构,基本上是采用半刚性基层,比如说二灰稳定碎石和水泥稳定碎石等等,在其建成后,均会以各种原因产生各种形式的裂缝。
在裂缝形成的初期,裂缝对沥青路面的使用性能一般没有明显的影响,但随着裂缝处的应力集中,往往会在结构面层形成反射缝,表面雨水或雪水侵入基层裂缝后,导致裂缝两侧基层含水量加大,造成结构强度明显降低,在大量行车荷载的反复作用下,进而产生冲刷和唧泥现象,形成网裂、沉陷、坑槽等结构性破坏,最终导致路面无法正常使用。
裂缝主要为基层反射裂缝,裂缝产生的主要原因是:基层裂缝基本上以非荷载型的裂缝,即基层干缩、温缩裂缝形式出现。干缩裂缝主要是基层基层施工时含水量未控制好,偏大,造成后期强度发展时失水收缩产生裂缝。温缩裂缝主要由于外界温度的原因受热胀冷缩的作用而产生裂缝。按开裂形式主要有横向裂缝和纵向裂缝。
横向裂缝是半刚性基层常见病害之一。横向裂缝的产生有多重原因,如基层裂缝反射、温度变化、行车荷载、地基变形、疲劳裂缝等,主要分为干缩裂缝和温缩裂缝,在施工时含水量未控制好,水泥稳定碎石在强度形成过程中失水收缩而开裂;此外水泥稳定碎石是一种热胀冷缩型材料,在较大幅度的温度变化可能产生的拉应变超出混合料的极限拉应变,就会产生裂缝。
纵向裂缝往往是由于基层强度下降,在重车荷载作用下基层受行车荷载车轮的集中作用,产生剪切作用引起的,此种主要是受力裂缝。
2处理方法
在以往的裂缝处理中,一般采用灌注沥青胶、在基层上铺土工格栅、挖出修补修补裂缝。灌注沥青胶的方法没有改变裂缝处的应力集中的状态,处理后裂缝又反射到路表面,处理效果不理想;采用在基层上铺土工格栅的方法进行处理,由于土工格栅厚度薄且顺应弹性变形的能力不高,裂缝修补具有很强的时限性,一旦雨水、雪水进入裂缝很快发生唧浆,使裂缝处发生沉陷、网裂,甚至导致基层强度明显下降等严重病害,效果同样不好;挖补法处理裂缝,因裂缝较多,造成浪费,而且不适于无限扩大维修,容易造成挖补后挖法压实,长时间容易在挖补部位形成平整度不佳或沉陷等其他病害。
2.1高分子抗裂贴材料性能
高分子抗裂贴是由沥青基的高分子聚合物、胎基、高强度织物(耐高温)复合而成。抗裂贴克服了单纯使用土工产品、玻璃纤维格栅抗裂而造成的界面性,这种界面性影响到沥青面层的受力状况,影响了抗裂能力;又克服了用土工布、玻璃纤维格栅在摊铺过程中造成推移、折叠,影响了上下结构层粘连,对仅使用沥青基应力吸收膜,只能吸收应力而不能抵抗余应力、分散应力,抗裂贴给予了很好的解决方案,这种独特的结构,使抗裂贴在防止裂缝的同时,对防水下渗有独特的效果,特别对于路面冻裂后对冰水下渗,具有良好的低温性。上层在铺设热沥青混合料时,高强度织物(耐高温)不会发生高温变形,高聚物热熔后从织物的缝隙中渗出,与其粘结非常好。下层有足够量的高聚物在融化后填充基面的坑洼,增强了与基面的粘结力,下图层与胎基的稳定性确保了整个抗裂贴具有抗裂防水的要求。由于高分子抗裂贴具有较强的抗拉强度,尤其是在沥青面层中的应用,可以提高面层的横向拉伸强度、抵抗较大的拉应力而不至于破坏。即使局部区域产生裂缝,在裂纹处应力集中,经高分子抗裂贴的传递而消失,裂缝也不会传递到面层而破坏路面。
2.2作用机理
2.2.1加筋作用
抗裂贴表面的高强度织物(耐高温)具有较大抗拉强度,可以承受一定的裂缝处的应力,将承受裂缝的全部拉应力,显然抗裂贴能起到加筋作用,在此意义上讲,它提高了路面结构层的抗拉强度。
2.2.2消能缓冲作用
抗裂贴是具有一定延伸性的材料,高聚物有较好的低温柔韧性,铺设在沥青路面层间,相当于设置了一层弹性层,基层裂缝拉应力通过抗裂贴高聚物扩展到更宽的范围,从而缓解裂缝处的应力强度,有弹性的层间能起到吸收部分拉伸能量的作用。
2.2.3隔水防渗作用
抗裂贴高聚物能形成一个完整的隔水防渗层,可隔断路面水向路基渗透,从而保护基层的强度,使水泥稳定碎石基层的材料性质不至于进一步恶化。
2.2.4隔离作用
铺设抗裂贴可将开裂的层面与沥青层有效的隔离,避免了开裂层与上一层面的直接接触。裂缝的拉应力不能直接传递到上一层,并且具有自粘性,能将上下层很好的粘连,共同承受车辆荷载的作用,防止界面上下层相对位移而保持一致。
3施工工艺
3.1宽度选择与表面处理
宽度选择一般结合裂缝的走向和具体形态,一般为15cm,24cm,32cm,48cm,96cm等。
3.2基层裂缝的表面处理
1)必须将抗裂贴粘附的表面清除灰尘、水等杂物,保持路面干燥清洁。
2)宽度在5~19mm之间的裂缝,必须将其清理干净,并用密封胶填充。
3)对于高度不同的裂缝及下陷区域,必须进行清理或找平處理至平整。
3.3抗裂贴铺设与环境要求
1)应在表层温度≮2℃的条件下使用。
2)如表层温度≮21℃,建议使用温火烤抗裂贴的胶面,注意不得过烤,胶面融化即可。
3)或者使用常规的乳化类粘层油,用量在0.5~1.0kg/m。
3.4抗裂贴的铺设
将隔离膜(纸)揭开,在铺设时应将成卷材料拉紧,保持抗裂贴平整、不起皱、不翘边,铺设抗裂贴后用胶轮滚筒至少滚压压三遍,铺设完成后,应尽早进行沥青混合料的摊铺,其间隔时间不应超过24h,同时应避免施工车辆等机具在材料上行走或抽拉。
3.5热拌沥青混合料的罩面
抗裂贴被正确铺设以后,应紧密结合上面层的施工,避免受潮和雨淋。
1)铺设抗裂贴后,可以按热沥青混合料的施工规范,撒布乳化沥青等粘层油,为防止车辆和摊铺机粘结抗裂贴,可在抗裂贴上撒布些细碎石或混合料等。
2)在抗裂贴上铺设热沥青混合料的厚度应>40mm。
3)在压实过程中,应将压路机调整到最低振幅和最高频率的位置,如果压路机振幅过大,可能会在抗裂贴的位置出现少量剥落。
4结语
用抗裂贴处理基层裂缝具有良好的社会效益和经济效益,其有效性已经实践检验,从预防和养护角度来看,可以从根本上解决基层裂缝反射到面层的问题,在一定范围内具有推广价值,对于裂缝发现早,进行及时处理可节省大量的资源,将大大减少后期养护费用,而且对市政道路普遍存在的反射裂缝问题也有较好的借鉴作用,经济效益与社会效益巨大。
参考文献
[1] JTJ 034-2000 公路路面基层施工技术规范[M]. 北京:人民交通出版社,2000
[2]沙庆林. 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[J] 北京:人民交通出版社,2008
[3] 邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005
作者简介:曹素环(1974—),女,工程师、一级建造师、注册安全工程师、咨询师。毕业于山东省城建学校市政工程专业,现淄博高新区建设工程质量安全监督站从事建设工程管理工作。发表专业学术论文2篇。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。