市政道路沥青混凝土路面裂缝成因及预防措施

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wy19841010
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  摘 要:市政道路沥青混凝土路面的裂缝主要有反射裂缝、温度裂缝及水损害裂缝。这些裂缝的出现与多方面因素有关,总体可以分为两大类,既外部因素与内部因素。外部因素主要指环境温湿度、降水、阳光、空气及使用年限、负载等,而内部因素则是影响沥青混凝土的一些物理性能指标。只有找出裂缝出现的原因,才能对症下药,采用具有针对性的,有效的预防措施。
  关键字:市政道路 沥青混凝土 路面裂缝
  中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:
  
  近些年,我国城市化进程加快,市政道路的修建数量不断增加,但是道路在修建完成后,依然不断的出现各种裂缝,影响了人们出行的顺畅与安全。市政道路中多以沥青混凝土路面为主,分析市政道路路面出现的原因,就要深入探讨沥青混凝土的特性,针对沥青混凝土的特性得出预防裂缝的措施,以此提高市政道路施工水平,延长市政道路使用年限。
  裂缝是沥青混凝土路面存在的最主要缺陷之一,裂缝刚刚在路面上出现时,只会影响道路的美观,但是如果不及时进行修复与治理,随着裂缝的宽度和数量的增加,就会影响到道路交通的顺畅性,甚至会造成重大安全事故。通常,一条裂缝的出现会引起其所在周围的多条裂缝出现,有时还会以网状结构扩散,继续下去。会对整个路面的路基产生影响,缩短了路面的使用年限,提高了道路的养护成本,增加了城市建设费用开支。因此,针对沥青混凝土路面出现裂缝的原因进行分析,对指导市政道路的裂缝防治措施具有重要意义。
  一、沥青混凝土路面出现的裂缝类型及原因
  沥青混凝土路面具有热胀冷缩的特性,受温度影响较大,尤其是北方地区,昼夜温温差变化大,四季温差变化大,最高与最低温挑战沥青混凝土的性能极限,一天之间的温度变化速率快,同样使沥青混凝土在短时间内发生形变,这些都是诱发路面出现裂缝的原因。沥青混凝土路面的裂缝类型主要有以下几种:
  1、反射裂缝
  反射裂缝是指在已经开裂的沥青混凝土路面上,或是存在接缝的水泥混凝土路面上铺上一层沥青混凝土,但是在原有路面出现的裂缝再次出现在新铺上的沥青混凝土路上,这样的裂缝被称为反射裂缝。
  反射裂缝出现的原因在于它是新的沥青混凝土材料要铺在原有的基面上,其中由于含有一定的量的水份,会产生干缩和干缩应力,这就会使半刚性的基层开裂,裂缝还会向上递延,新的裂缝就会再次出现。它主要与五个方面有关系:第一,昼夜较强的温度变快,产生较大的收缩力。一般来讲,如果沥青混凝土的膨胀系数超过了收缩应力,路面就会出现永久变形,会在横向上产生裂缝。这种情况下产生的裂缝宽度较大。第二方面就是在自然环境下暴露时间过长,产生疲劳裂缝。基层铺设完成后,会由于施工工序的安排不流畅,长时间暴露在自然环境中一段时间,自然界中的风、雨、光都会对它产生影响,特别是沥青铺设后,其吸热能力大大增强,受温度影响变大,产生了收缩裂缝会较多。第三方面受沥青混凝土材料搅拌不均匀影响,尤其是集料大小颗粒分布不均匀,产生小范围内的凹凸不平,使路面产生波动,再者就是水泥的含量出现变化,导致路基出现不规则的裂缝等。第四个方面原因就是养生方法不得当,产生很多裂缝。根据我国道路施工有关规定,基层在运用沥青透层进行养生时,不应在表面形成油膜,而是应渗入基层5cm深处,但是在实际的施工过程中,并没有达到上述施工标准。
  由于不同因素导致裂缝的出现,裂缝的特点也是不同的,详细如表1所示。
  
  
  表1 裂缝产生原因及特点
  2、因温度影响产生的裂缝
  低温开裂是常见的市政道路病害。低温裂缝出现的原因十分复杂,多种因素交织作用,共同导致裂缝的出现。一般来讲,低温开裂主要分为温度收缩裂缝与温度疲劳裂缝两种。温度收缩裂缝就是指由于温度变化产生的收缩力大于沥青混凝土路面的抗拉力,从而产生裂缝。由于路面与自然环境接触较多,当温度发生骤然变化时,路面内的应力来不及释放,当积累到沥青混凝土的极限抗拉强度时,就为了释放掉应力路面发生开裂。温度疲劳裂缝的产生多是由于温度长时间较高或较低,长期暴晒于太阳光下,或是外界水分流入到道路结构层中,结构强度降低,路面的耐用性能也就受到了影响。
  产生低温裂缝的原因十分复杂,综合调查显示,出现低温裂缝出现的因素主要有以下五个方面:第一,沥青混凝土的性能。沥青混凝土的主要性能指标有感温性、针入度、延性、老化性、含蜡量等都会影响沥青的低温劲度,从而对是否出现裂缝产生影响。第二,沥青混凝土的组成。组成沥青混凝土的集料、矿料以及沥青等,由于配比的不同,会产生不同级别的应力。第三,路面的结构层。例如路面的鋪设厚度、土基的稳固性以及基层与沥青层的附着力等,都属于路面结构对是否裂缝的影响因素。第四,自然环境因素。例如道路所在区域的温度高低,温度变化速率、降雨量大小都会对裂缝的出现产生影响。第五,就是交通量或施工工艺因素。交通量大必然会对道路的破坏性大,施工工艺不符合国家相关标准,也必然会容易导致裂缝的出现。
  3、水损害影响裂缝
  由于水损害影响的裂缝主要有路面表面出现坑洞、局部产生网裂与形变,或是出现唧浆等。
  表面层产生坑洞的原因主要是由于在配制沥青混凝土的过程中,没有做到配比比例合理,搅拌均匀,在铺设过程中,也没有压实,因此在局部小面积会出现一些较大的空隙,当发生降雨时,这些雨水会透过表层渗透到沥青混凝土的空隙中,当有车辆行驶过时,沥青会从碎石的表面剥落下来,向上扩展,扩展到一定面积,就会在外力的作用下产生坑洞。由于坑洞的出现主要是由于集料颗粒不均匀产生的,因此在路面上是无规则随机分布的。
  市政道路混凝土路面出现网裂多是由于道路的表面层和中面层中间存在着较大的空隙,当发生降水时,水会渗透表层进入到与中面层的空隙中,如果有车辆行驶通过时,位于两层中间的混凝土中的部分碎石就会出现剥落,受到外力再次挤压,就会出现网裂或形变。一旦产生坑洞后,水份就在滞留于其中,受到外力被压出来的很多碎石,都是没有沥青包裹的。
  由于水可以透过沥青表面渗透于基层顶部,在车辆行驶通过时,水会产生很大的压力冲洗位于道路表层的细料,从而形成灰白浆,如果灰白浆的数量较多时,会在使道路出现坑洞,如果数量较少,也会出现网状的裂缝或是形变。产生裂缝或是形变的道路更容易使水份进入,从而产生更严重的破坏,道路的破坏进行了恶性循环。
  二、市政道路沥青混凝土路面裂缝预防措施
  市政道路沥青混凝土路面出现裂缝受多种因素影响,并且是不可避免的,在探讨了裂缝的类型及每一种类型出现的原因,就可以有的放矢的采用防治措施,尽量减少裂缝数量,降低裂缝出现的机率,改善工程施工水平。
  1、反射裂缝的防治措施
  消除反射裂缝的出现,首先,就要消除裂缝的反射源;其次要增强道路的面层的抗拉强度;最后就是要在面层和基层间设置应力来消散过渡层。可以采取以下几项措施:
  (1)使用土工织物来消除反射源
  土工织物是经常会被用于道路工程建设中来的,它主要具有隔离两种材料,防止二者互相掺杂的功能;还可用于封闭膨胀和冻胀土;除低路面结构产生的病害,亦可以提高道路结构的稳定性,提高其抗拉性能;由于土工织物具有良好的透水性和过渡性,可以将其应用于降低地下水位,加速软基固结方面上;还可以利用土工织物来保护工程,防止水流对路基结构的冲蚀。
  将土工织物与沥青混凝土有机的复合在一起使用,可以形成加筋的沥青层面,提高了路面的物理性能,延长了路面的承载寿命。土工织物加筋沥青面施工流程如图1所示。
  
  
  图1 工织物加筋沥青面施工流程图
  (2)采用碎石化处理技术
  碎石化处理技术主要应用于旧的市政道路维修上,由于旧的混凝土路面可能会受温度、湿度影响出现形变,而碎石处理技术就是将发生病害的路面破碎为适宜的面积,形成一个相互嵌挤的结构层,消除结构应力欠缺上存在的变形,防止了更大应力与形变的产生。碎石化处理技术的施工流程如图2所示。
  
  
  图2 碎石化处理技术的施工流程图
  (3)运用沥青大碎石应力吸收层
  沥青大碎石应力吸收层就是铺设于沥青路面上方的柔性基层,它的主要作用就是“抗裂”。大碎石具有大骨架结构和大孔隙率,破碎后的旧混凝土板块之间集中应力在大碎石的孔隙中被消解掉,阻碍了“反射裂缝”向上扩展,病害的进一步扩大。同样,大碎石还起到了疏导排除路面结构层中的积水的作用,形成一定的排水结构。大碎石的施工流程如图3所示
  
  
  图3 大碎石的施工流程图
  2、温度裂缝的防治
  温度裂缝同样是不可避免的,在防治这些裂缝时,常用的方法有三种,即灌油修补法、乳化沥青稀浆封层和沥青混合料罩面。
  (1)灌油修补法
  这是一种应用时间较长的修补方法,并且具有较好的修补效果。操作方法为,将裂缝处清理干净后,将加热后的沥青通过油壶直接倒入裂缝中。但是如果采用这一方法进行修补存在一定的弊端,就是沥青冷却后,容易被过往的车轮粘着并带走。改进这一方法的措施有两个,一个是利用乳化沥青代替常用沥青,另一种先用液化气将裂缝处烤热,使其处于能够粘贴状态,再将沥青涂到裂缝里面。
  (2)乳化沥青稀浆封层
  乳化沥青是沥青、水和乳化剂的混合物,这种混合物是一种黑色的悬浮液,其中沥青的含量为60%左右。在裂缝的修补过程中,将乳化沥青滴入裂缝处,乳化沥青的水份会在自然环境下蒸发,最终完成裂缝的修补。乳化沥青稀浆封层法是一种比较成熟的裂缝修补方法。
  (3)沥青混合料罩面法
  这种方法适合于路面出现大数量或大面积裂缝,并且交通量大的裂缝修补。一般选择的沥青混合料以中粒或细粒式混合料为主,施工也非常简单,只需要在发生病害的部位将沥青混合料喷洒下去就可以了。在具体的实施过程中,可能会使用一些土工布,或是土工格栅,来提高路面的防裂效果。
  3、水损害的防治
  市政道路面临着自然水和地下水的双方面威胁,其中受地表水的影响较大。如果有效的遏制水因素对路面造成的影响,通常可以从防水与排水两个方面入手。防水就是防止路面上的水渗透到沥青混合料的面层,或是下封层上,防止水与沥青混凝土发生作用。科学的排水措施则是将已经进入到路面上的水分引流到路面以下,缩短水与沥青混凝土的接触时间。除了防水、排水之外,另一方面就是提高路面的耐水性。只有三措并举,才能取得实效。
  (1)增强沥青与混凝土的粘附性
  增加沥青混凝土的粘附性,可以有效的提高路面的耐水性能。只有沥青与集料之间相互作用加大,才能使水无法进入路面基层之间,才能有效的减少沥青混凝土与水份的接触量,从而不影响沥青与集料之间形成的吸附作用。增加沥青混凝土粘附性可以通过增加一些化学外加剂来实现,例如添加少量的环烷类高分子有机酸,使用石灰、水泥来替代矿粉,还可以添加一些胺类表面活性剂等。通过多项市政工程实践发现,相比与添加其他化学外加剂,利用干燥的消石灰粉、水泥替代矿粉效果明显,操作简易,价格低廉。
  (2)严格选取集料,控制最佳空隙率
  空隙率与空隙的结构会对沥青混凝土中的水份稳定性产生很大的影响,空隙率如果高于5%,低于16%,水份容易进入,但是不容易被排出。而不同的空隙率出現的空隙结构受集料的级配比影响,因此,要通过严格的选择集料,使沥青混凝土铺设于路面之后,形成最佳空隙率,增强路面的防水性能。
  (3)科学合理的排水系统
  科学合理的排水系统可以增强路面内部的排水性能,常用的方式主要有碎石集料排水基层的使用。
  总结
  综合来看,导致市政道路沥青混凝土路面出现裂缝的原因大体可以分为两大类,一类是外部原因,既自然温度、湿度、负载、阳光、空气以及使用年限等;另一类是内部原因,既材料本身的抗拉疲劳,受拉屈服或是施工工艺不当产生的作用。因此,对于裂缝的防治一块应做到具体问题具体分析,综合考虑全方位因素,选取最恰当、最适宜的方法来处理。
  参考文献:
  [1] 郝斌辉. 沥青混凝土裂缝的防治[J]. 山西建筑.2009(5)
  [2] 马振生 张文秀. 用玻璃纤维土工格栅防止沥青路面裂缝[J]. 黑龙江交通科技.2007(11)
  [3] H·萨克加 马元珽 车友宜. 室内模拟沥青混凝土裂缝的自愈特性[J]. 水利水电快报.2008(2)
  [4] 李福普 李健. 沥青混合料高温强度影响因素及提高措施方法研究[J]. 石油沥青.2013(2)
  [5] 陈改霞 贾秦龙 尹艳平 王璐. 对改性乳化沥青的主要影响因素研究[J]. 石油沥青.2013(2)
  [6] 韦武举 韩超 黄俊 钦兰成. 乳化沥青冷拌沥青混合料设计方法研究[J]. 石油沥青.2013(2)
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