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摘 要:目前,随着高等级公路的大量修建,沥青混凝土作为路面主要的施工材料在我国公路建设中得到了广泛的应用,但是该材料最不易杜绝的弊端就是施工过程中以及施工后容易产生裂缝。本文研究了沥青路面裂缝的形式、形成及危害,并提出了相应的预防和处理措施。
关键词:沥青路面;裂缝形成;施工管理;处理措施;
中图分类号:U415.52+8
0. 引言
沥青路面在使用期形成裂缝是普遍存在的问题。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分,使得基层路基老化,导致路面承载力降低,产生唧浆、台阶、网裂等病害,破坏路面,这将使得乘客坐车不舒适,并降低了交通安全性,形成安全隐患。因此,我们要重视公路沥青路面裂缝的预防与控制,从而有效的维护交通安全。
1.沥青路面裂缝的形式、形成及危害
沥青路面开裂是世界各国沥青路面使用中均会遇到的问题。就沥青路面开裂的原因而论,裂缝可分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
荷载型裂缝,即由于交通荷载而产生的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、施工质量良好的条件下,单纯由荷载作用引起面层开裂的可能性不大。非荷载型裂缝,主要为温度型裂缝。温度型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂,均为张开型开裂方式。而按沥青面裂缝开裂部位,又可以分为反射裂缝与对应裂缝。
沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂。随着路面使用时间的延长,已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和,使路面强度明显降低。
2.常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施
要减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝,可采用两大类方法:一是在施工期间就采用相应的预防裂缝措施,二是在维修养护时选用合适的加铺层体系。通常可综合运用这两类方法。
2.1提高路基工作区的强度和稳定性
路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域必须具有足够的强度和稳定性,否则将产生不均匀沉降使路面开裂。
因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区稳定性的关键因素,最大限度地减小路基完工后的沉降量。
(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。因此,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、砂類土,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。而在路基路面设计时,车辆荷载是按标准的额定轴(BZZ一100)考虑的。当公路建成后,路基工作区的深度就固定成型了。公路交付使用后,当公路上车辆超载运行时,路基工作区的实际深度超出了预设深度,路基强度、稳定性、刚度明显不足,路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等问题。因此,建议在路基施工时,对路基工作区的控制深度最好大于路基工作区的设计深度。
(2)压实度是反映路基强度的重要指标。填土层的厚度对压实度有直接影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30 cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推除重填。
(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80 cm路床是路基的关键部位,它直接承受路面的扩散应力,故必须具有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水,不论流量大小都要处理。
2.2基层应有合理厚度
当基层厚度增加时,其承载能力也迅速增加。试验证明,半刚性基层厚度由10 cm增加到25cm时,其承载力提高为原来的3倍。此外,研究表明面层反射裂缝明显的受沥青面层厚度的影响,厚度超过15.0 cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。
2.3选择防裂性能好的材料
(1)选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料。
(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下,应采用某些添加剂或聚合物。
(3)在稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青作面层。美国和英国的研究表明,在沥青混凝士中使用软的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳引起的裂缝扩展。
(4)采用密实型沥青混凝土作面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混凝土在使用中沥青硬化缓慢,同时也延缓了裂缝的扩展。
(5)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。
(6)沥青混合料的级配也是一项重要因素。在选配混合料级配时,应兼顾其高温稳定性,疲劳性能和低温抗裂性能,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。
(7)在条件允许的情况下,可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料和改性沥青。
2.4设置应力吸收层
(1)在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。
(2)采用应力吸收薄膜,对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果。而吸收薄膜的弹性模薰越低,防裂效果越好。
(3)用土工格栅加筋沥青路面的主要目的是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝。不同类型格栅性能显著不同。
(4)橡胶沥青吸收膜是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,于面层中间形成的一薄膜或与砂石形成的一薄层。
2.5新铺半刚性基层的预开裂技术
在半刚性基层上锯缝,缝宽为0.5cm,内填沥青砂或沥青乳液,随即将切缝快速封闭,然后以正常方式碾压该层。其目的就是预先制造更直、间距更规则的裂缝(通常间距为2-3
m),从而避免裂缝边缘的快速恶化并减缓裂缝贯穿沥青层。
3.施工控制裂缝发生
(1)在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度要达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。
(2)制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化、加强碾压,使沥青混合料达到规定的压实度。
(3)由于半刚性基层的收缩裂缝可产生反射裂缝和对应裂缝,故应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。
4.结束语
公路铺设沥青面层前,采取裂缝预防措施和处理技术可以大大减少路面裂缝的出现。这种思路和方法适用于道路建设初期。此外,也可以通过选择道路结构、技术或材料,处理已出现的裂缝,这可以避免裂缝的出现,也使得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。
参考文献
[1]赵江涛.浅谈公路沥青路面裂缝的预防与处理[J].科技创新与应用.2012(31).
[2]丁传勇.公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].城市建设理论研究.2012(9).
[3]高军.沥青路面的裂缝及预防[J].黑龙江交通科技.20011(9).
[4]刘素萍.沥青路面裂缝的产生原因及其防治[J].山西建筑.2011(32).
[5]李智.浅谈公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].中国新技术新产品.2010(4).
关键词:沥青路面;裂缝形成;施工管理;处理措施;
中图分类号:U415.52+8
0. 引言
沥青路面在使用期形成裂缝是普遍存在的问题。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分,使得基层路基老化,导致路面承载力降低,产生唧浆、台阶、网裂等病害,破坏路面,这将使得乘客坐车不舒适,并降低了交通安全性,形成安全隐患。因此,我们要重视公路沥青路面裂缝的预防与控制,从而有效的维护交通安全。
1.沥青路面裂缝的形式、形成及危害
沥青路面开裂是世界各国沥青路面使用中均会遇到的问题。就沥青路面开裂的原因而论,裂缝可分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
荷载型裂缝,即由于交通荷载而产生的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、施工质量良好的条件下,单纯由荷载作用引起面层开裂的可能性不大。非荷载型裂缝,主要为温度型裂缝。温度型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂,均为张开型开裂方式。而按沥青面裂缝开裂部位,又可以分为反射裂缝与对应裂缝。
沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂。随着路面使用时间的延长,已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和,使路面强度明显降低。
2.常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施
要减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝,可采用两大类方法:一是在施工期间就采用相应的预防裂缝措施,二是在维修养护时选用合适的加铺层体系。通常可综合运用这两类方法。
2.1提高路基工作区的强度和稳定性
路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域必须具有足够的强度和稳定性,否则将产生不均匀沉降使路面开裂。
因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区稳定性的关键因素,最大限度地减小路基完工后的沉降量。
(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。因此,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、砂類土,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。而在路基路面设计时,车辆荷载是按标准的额定轴(BZZ一100)考虑的。当公路建成后,路基工作区的深度就固定成型了。公路交付使用后,当公路上车辆超载运行时,路基工作区的实际深度超出了预设深度,路基强度、稳定性、刚度明显不足,路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等问题。因此,建议在路基施工时,对路基工作区的控制深度最好大于路基工作区的设计深度。
(2)压实度是反映路基强度的重要指标。填土层的厚度对压实度有直接影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30 cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推除重填。
(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80 cm路床是路基的关键部位,它直接承受路面的扩散应力,故必须具有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水,不论流量大小都要处理。
2.2基层应有合理厚度
当基层厚度增加时,其承载能力也迅速增加。试验证明,半刚性基层厚度由10 cm增加到25cm时,其承载力提高为原来的3倍。此外,研究表明面层反射裂缝明显的受沥青面层厚度的影响,厚度超过15.0 cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。
2.3选择防裂性能好的材料
(1)选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料。
(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下,应采用某些添加剂或聚合物。
(3)在稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青作面层。美国和英国的研究表明,在沥青混凝士中使用软的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳引起的裂缝扩展。
(4)采用密实型沥青混凝土作面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混凝土在使用中沥青硬化缓慢,同时也延缓了裂缝的扩展。
(5)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。
(6)沥青混合料的级配也是一项重要因素。在选配混合料级配时,应兼顾其高温稳定性,疲劳性能和低温抗裂性能,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。
(7)在条件允许的情况下,可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料和改性沥青。
2.4设置应力吸收层
(1)在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。
(2)采用应力吸收薄膜,对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果。而吸收薄膜的弹性模薰越低,防裂效果越好。
(3)用土工格栅加筋沥青路面的主要目的是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝。不同类型格栅性能显著不同。
(4)橡胶沥青吸收膜是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,于面层中间形成的一薄膜或与砂石形成的一薄层。
2.5新铺半刚性基层的预开裂技术
在半刚性基层上锯缝,缝宽为0.5cm,内填沥青砂或沥青乳液,随即将切缝快速封闭,然后以正常方式碾压该层。其目的就是预先制造更直、间距更规则的裂缝(通常间距为2-3
m),从而避免裂缝边缘的快速恶化并减缓裂缝贯穿沥青层。
3.施工控制裂缝发生
(1)在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度要达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。
(2)制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化、加强碾压,使沥青混合料达到规定的压实度。
(3)由于半刚性基层的收缩裂缝可产生反射裂缝和对应裂缝,故应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。
4.结束语
公路铺设沥青面层前,采取裂缝预防措施和处理技术可以大大减少路面裂缝的出现。这种思路和方法适用于道路建设初期。此外,也可以通过选择道路结构、技术或材料,处理已出现的裂缝,这可以避免裂缝的出现,也使得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。
参考文献
[1]赵江涛.浅谈公路沥青路面裂缝的预防与处理[J].科技创新与应用.2012(31).
[2]丁传勇.公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].城市建设理论研究.2012(9).
[3]高军.沥青路面的裂缝及预防[J].黑龙江交通科技.20011(9).
[4]刘素萍.沥青路面裂缝的产生原因及其防治[J].山西建筑.2011(32).
[5]李智.浅谈公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].中国新技术新产品.2010(4).