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摘 要:近年来我国公路建设飞速发展,但是道路病害也日益增多,尤其是道路裂缝病害。本文就当前水泥和沥青的道路发生的一些裂缝病害成因、危害以及防治情况做一些说明。
关键词:水泥路面;沥青路面;裂缝;防治
一、水泥路面裂缝原因分析
(1)水的防治不及时。水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水的设置基本没有设置。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料已剥落破损。路面的地表水通过裂缝接缝渗入基层,由于渗水无法从路肩渗出,造成基层软化。在车辆荷载的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
(2)路基不均匀沉降造成。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致裂缝。
(3)路面强度不足引起。现在公路路面面层厚度为24cm、基层厚度为25~30cm,采用石灰与粉煤灰稳定碎石结构。作为砼路面基层,首先要求强度高、整体性和水稳性好。在行车荷载作用下,砼板底的拉应力增大,甚至在超载超限车的作用下,砼板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。另外,由于种种原因原砼路面施工局部地段厚度达不到设计厚度,砼配合比也达不到设计要求,从而降低砼路面的强度,在荷载强作用下,砼路面无法承受荷载带来的竖向剪切力从而导致路面裂缝。
(4)严重超载作用。随着经济的发展,车流量不断增加,加上绝大部分的车辆已经进行改装,加高车厢,加厚大梁等等,严重超载的荷载远远超过了设计承受车轮的作用压力,造成砼板块疲劳,形成裂缝。
二、沥青路面裂缝原因分析
(1)水的浸害。随着时间的推移,特别是长期下雨后,轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。通常水损害产生的原因有下列几种:①路面排水系统不健全;②路面压实度不足;③路面离析。
(2)车辆超载。与水泥路面原因基本相同,是一种社会发展与管理制度跟不上去带来的客面性较强的现象。
(3)施工与养护不到位、不标准形成。
(4)材料选择有问题。目前我国的城市道路大部分都选用优质进口沥青,上面层采用改性沥青,但在调查中发现,有些建设部门为了确保沥青的质量,在进行招标时将指标值定得过高,以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要,在沥青中加入某种成分以提高指标值,严重影响了沥青路面的寿命。
三、道路裂缝的危害
道路出现横向裂缝要及时治理,否则灌进雨雪水冬天冻融后,对道路的破坏将非常严重。进水后道路病害破坏的发展一般可分为三个阶段。第一阶段,初期表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现驴脊背现象;第二阶段为沿裂缝灌入雨雪水,存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间,由于行车碾压推挤摩擦作用,将水泥和微粒材料同雨雪水在行车的压力作用唧出。第三阶段为,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下长期出现唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,最终导致龟裂病害的发生。道路纵向裂缝如治理不及时,长时间雨雪水的灌入,会出现顺行车道区一个U 型路面带,严重时路面发生条块形碎裂,对行车的影响非常大。。
四、常用的水泥混凝土路面裂缝的预防措施
(1)提高基层施工质量。水泥混凝土路面基层应具有较高的强度、较高密实度和较好的水稳性。因此,在路基施工中,施工操作规程进行,做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实厚度、压实度、平整度及路拱都要满足设计要求和规范要求。
(2)提高混凝土施工质量。①为了防止混凝土路面产生表层裂缝,一是在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量,选择合适的集料级配和砂率;二要在混凝土路面浇注后及时用潮湿材料覆盖,防止强风和烈日暴晒。尤其在炎热季节施工时,应浇完一段,养护一段。 ②及时切缝很重要。实践证明,适当的切缝时间对保证混 凝土的整体质量有很大关系,切缝迟了,由于大面积混凝土约束会出现裂缝,扩展后形成断板。一般混凝土的切缝时间是在拆模 后12h左右(可以根据气温的高低适当调整切缝时间)。 ③加适当的外加剂。一般来说,加减水剂可以减少混凝土 的用水量,改善混凝土的和易性,降低水分蒸发速度,减少混凝土的收缩值。
(3)提高混凝土本身的性能。水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的极限拉伸应变值太小,不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的极限拉伸应变值或抗拉强度值,改善路面的抗拉能力。
五、常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施
延缓和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或处理措施,二是在维修养护时选用合适的加铺层体系。通常。在有条件时,为获得最佳效果,可综合运用这两类方法。本文仅从半刚性基层沥青路面裂逢的预防或处理方面进行阐述。
(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,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节,最大限度地减小路基完工后沉降量。
(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25 cm时,其承载力提高为原来的3倍。
(3)修筑防裂路面。研究表明,面层反射裂缝明显地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。国外资料介绍。在贫混凝土上铺筑10.0 cm的沥青面层时,在形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10 次。如果沥青面层加厚到15.0 cm,则可通过20×10 次。如沥青面层加厚到17.5 cm则可放心使用。
(4)选择防裂性能好的材料
(5)设置应力吸收层
(6)新铺半刚性基层的预开裂技术。在半刚性基层上锯缝,即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5 cm,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、更多规则问距的裂缝(通常问距为2—3 in),这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小,从而避免裂缝边缘的快速恶化或减缓裂缝贯穿沥青层。
水泥混凝土路面裂缝的预防措施
六、小结
道路出现裂缝由于目前所采用的基层的结构形式(强基薄面)和选用材料以及北方气候的影响是不可避免的,但是出现裂缝就要及时有效的治理,并防止其发展到路面龟裂,出现坑槽以及碎裂等严重病害。只有加强、提高和改进防治处理技术和方法,防小患于未然,才能保证社会的正常发展和人民的正常生活不受或少受干扰。
参考文献:
【1】《道路裂缝成因与防治方法浅析》.吉林大学建设工程学院.刘红卫.中国建设资源网.
【2】《道路裂缝的成因及防治》.《中国公路》.2002年23期 .孟繁宏.
关键词:水泥路面;沥青路面;裂缝;防治
一、水泥路面裂缝原因分析
(1)水的防治不及时。水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水的设置基本没有设置。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料已剥落破损。路面的地表水通过裂缝接缝渗入基层,由于渗水无法从路肩渗出,造成基层软化。在车辆荷载的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
(2)路基不均匀沉降造成。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致裂缝。
(3)路面强度不足引起。现在公路路面面层厚度为24cm、基层厚度为25~30cm,采用石灰与粉煤灰稳定碎石结构。作为砼路面基层,首先要求强度高、整体性和水稳性好。在行车荷载作用下,砼板底的拉应力增大,甚至在超载超限车的作用下,砼板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。另外,由于种种原因原砼路面施工局部地段厚度达不到设计厚度,砼配合比也达不到设计要求,从而降低砼路面的强度,在荷载强作用下,砼路面无法承受荷载带来的竖向剪切力从而导致路面裂缝。
(4)严重超载作用。随着经济的发展,车流量不断增加,加上绝大部分的车辆已经进行改装,加高车厢,加厚大梁等等,严重超载的荷载远远超过了设计承受车轮的作用压力,造成砼板块疲劳,形成裂缝。
二、沥青路面裂缝原因分析
(1)水的浸害。随着时间的推移,特别是长期下雨后,轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。通常水损害产生的原因有下列几种:①路面排水系统不健全;②路面压实度不足;③路面离析。
(2)车辆超载。与水泥路面原因基本相同,是一种社会发展与管理制度跟不上去带来的客面性较强的现象。
(3)施工与养护不到位、不标准形成。
(4)材料选择有问题。目前我国的城市道路大部分都选用优质进口沥青,上面层采用改性沥青,但在调查中发现,有些建设部门为了确保沥青的质量,在进行招标时将指标值定得过高,以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要,在沥青中加入某种成分以提高指标值,严重影响了沥青路面的寿命。
三、道路裂缝的危害
道路出现横向裂缝要及时治理,否则灌进雨雪水冬天冻融后,对道路的破坏将非常严重。进水后道路病害破坏的发展一般可分为三个阶段。第一阶段,初期表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现驴脊背现象;第二阶段为沿裂缝灌入雨雪水,存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间,由于行车碾压推挤摩擦作用,将水泥和微粒材料同雨雪水在行车的压力作用唧出。第三阶段为,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下长期出现唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,最终导致龟裂病害的发生。道路纵向裂缝如治理不及时,长时间雨雪水的灌入,会出现顺行车道区一个U 型路面带,严重时路面发生条块形碎裂,对行车的影响非常大。。
四、常用的水泥混凝土路面裂缝的预防措施
(1)提高基层施工质量。水泥混凝土路面基层应具有较高的强度、较高密实度和较好的水稳性。因此,在路基施工中,施工操作规程进行,做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实厚度、压实度、平整度及路拱都要满足设计要求和规范要求。
(2)提高混凝土施工质量。①为了防止混凝土路面产生表层裂缝,一是在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量,选择合适的集料级配和砂率;二要在混凝土路面浇注后及时用潮湿材料覆盖,防止强风和烈日暴晒。尤其在炎热季节施工时,应浇完一段,养护一段。 ②及时切缝很重要。实践证明,适当的切缝时间对保证混 凝土的整体质量有很大关系,切缝迟了,由于大面积混凝土约束会出现裂缝,扩展后形成断板。一般混凝土的切缝时间是在拆模 后12h左右(可以根据气温的高低适当调整切缝时间)。 ③加适当的外加剂。一般来说,加减水剂可以减少混凝土 的用水量,改善混凝土的和易性,降低水分蒸发速度,减少混凝土的收缩值。
(3)提高混凝土本身的性能。水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的极限拉伸应变值太小,不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的极限拉伸应变值或抗拉强度值,改善路面的抗拉能力。
五、常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施
延缓和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或处理措施,二是在维修养护时选用合适的加铺层体系。通常。在有条件时,为获得最佳效果,可综合运用这两类方法。本文仅从半刚性基层沥青路面裂逢的预防或处理方面进行阐述。
(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,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节,最大限度地减小路基完工后沉降量。
(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25 cm时,其承载力提高为原来的3倍。
(3)修筑防裂路面。研究表明,面层反射裂缝明显地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。国外资料介绍。在贫混凝土上铺筑10.0 cm的沥青面层时,在形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10 次。如果沥青面层加厚到15.0 cm,则可通过20×10 次。如沥青面层加厚到17.5 cm则可放心使用。
(4)选择防裂性能好的材料
(5)设置应力吸收层
(6)新铺半刚性基层的预开裂技术。在半刚性基层上锯缝,即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5 cm,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、更多规则问距的裂缝(通常问距为2—3 in),这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小,从而避免裂缝边缘的快速恶化或减缓裂缝贯穿沥青层。
水泥混凝土路面裂缝的预防措施
六、小结
道路出现裂缝由于目前所采用的基层的结构形式(强基薄面)和选用材料以及北方气候的影响是不可避免的,但是出现裂缝就要及时有效的治理,并防止其发展到路面龟裂,出现坑槽以及碎裂等严重病害。只有加强、提高和改进防治处理技术和方法,防小患于未然,才能保证社会的正常发展和人民的正常生活不受或少受干扰。
参考文献:
【1】《道路裂缝成因与防治方法浅析》.吉林大学建设工程学院.刘红卫.中国建设资源网.
【2】《道路裂缝的成因及防治》.《中国公路》.2002年23期 .孟繁宏.