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随着国民经济的快速发展,交通量日益增大,道路承受车辆反复荷载、重载和超载现象日益突出,路面面临严峻的考验。裂缝是沥青路面的常见病害, 它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。随着施工技术和机械化施工程度的提高, 开裂导致路面迅速损坏的现象虽有所改善, 但沥青路面裂缝危害至今未能根除。本文从沥青路面裂缝的形式入手,分析裂缝产生的原因,从而总结出沥青路面裂缝的防治措施。
1.沥青路面裂缝的形式
沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,主要有横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、反射裂缝和车辙。
1.1横向裂缝
裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整个路幅,有的贯穿部分路幅,裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷,桥头跳车处的路面横向裂缝,在路面积水的作用下加速跳车发展的速度,同时会对路基造成冲刷。
1.2纵向裂缝
裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状,影响行车舒适性。
1.3网状裂缝
网状裂缝又称龟裂,裂缝纵横交错,将面层分隔成若干多边形的小块,一般缝宽1mm以上,缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或槽,严重影响沥青路面的综合服务水平。
1.4反射裂缝
基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决于下卧层。
1.5车辙
车辙变形是在行车荷载重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,表面为沿行车带出现横向高差,也常伴有以纵向为主的裂缝。
2.沥青路面裂缝的成因
2.1路基、基层施工不当造成路面裂缝
路基、基层既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物,对路面的使用性能有重要影响。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。
在路基填挖结合部、新路与老路拼接、软土地基与非软土地基交接处、地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处、路基、基层压实不均匀处,往往会产生不均匀沉降,这种不均匀沉降也容易反映沥青路面上,引起路面裂缝,这种裂缝大多为反射裂缝。
2.2低温收缩引起的裂缝
沥青路面在低温时强度虽增大,但其变形能力却因刚性增大而降低。但气温下降特别是急骤降温时,沥青面层受基层的约束而不能收缩,产生很大的温度应力,当累计温度应力超过沥青面层某一薄弱点(或面)的混合料的抗拉强度,路面便发生开裂。这种开裂一般为横向间隔性裂缝,严重时才发展为纵向裂缝。这些裂缝从表层开始向下逐渐延伸,并形成对应裂缝。
2.3疲劳裂缝
路面在正常使用情况下,由行车荷载的多次反复作用引起的。沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用,结构层底面产生拉应变(或拉应力)值超过疲劳强度时,底面便开裂,并逐渐向表面发展。经水硬性结合料稳定而形成的整体基层也会产生出疲劳开裂,甚至导致面层破坏。这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂,继而逐渐扩展成网状,开裂的宽度和范围不断扩大。
另外,材料的性质、集配、配合比、基层材料的碾压含水量、基层完成后的养护条件、施工环境的气候条件等因素也是引起沥青路面开裂的原因。
3.沥青路面裂缝的防治措施
3.1正确处理好路基和基层
路基既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物,对路面的使用性能有重要影响。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。
基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基;且为面层施工提供稳定而坚实的工作面,控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。
正确处理好路基和基层,就要严格控制好基层的材料、回填层的厚度、含水量、压实度、压实的均匀性,特别要处理好临桥、临旧路基、临建筑物、构筑物的路基处理;沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求,如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理;养生要满足要求, 切勿为赶工期而提早铺筑面层, 以防基层损坏或收缩而导致沥青面层产生反射裂缝。
3.2路面的正确施工
设计合理的路面结构组合,尤其是交通比较繁重时,确保沥青层满足一定的厚度;面层施工时,科学地选用混合料的最大粒径,增强材料的均匀性,以减少混合料从拌和到摊铺整个过程中的离析;保证在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化(控制沥青的加热温度和加热时间),加强运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度,及时摊铺,保证供料和摊铺的连续性,减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而产生的离析和裂缝;科学选用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率;加强碾压使沥青混合料达到较高的密实度,做好施工接缝的联结处理,在可能出现不均匀沉降处可通过加铺土工合成材料或加厚面层等措施以防止反射裂缝的发生。
3.3加强养护管理,提高养护管理水平
对城市道路维修管护,加强预防性,防患于未燃。及时维修完善路基路面的排水设施, 确保路面排水顺畅;沥青路面的早期损坏应及时处理,避免基层破坏进而加剧面层的破坏, 延长路面大修时间, 从而延长道路的使用寿命。
对沥青混凝土路面进行病害分析,可以预防早期路面破坏,提高路面的正常使用年限。根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全的质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的破损现象的发生,使道路建设质量全面提高,更上新台阶。 [科]
1.沥青路面裂缝的形式
沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,主要有横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、反射裂缝和车辙。
1.1横向裂缝
裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整个路幅,有的贯穿部分路幅,裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷,桥头跳车处的路面横向裂缝,在路面积水的作用下加速跳车发展的速度,同时会对路基造成冲刷。
1.2纵向裂缝
裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状,影响行车舒适性。
1.3网状裂缝
网状裂缝又称龟裂,裂缝纵横交错,将面层分隔成若干多边形的小块,一般缝宽1mm以上,缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或槽,严重影响沥青路面的综合服务水平。
1.4反射裂缝
基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决于下卧层。
1.5车辙
车辙变形是在行车荷载重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,表面为沿行车带出现横向高差,也常伴有以纵向为主的裂缝。
2.沥青路面裂缝的成因
2.1路基、基层施工不当造成路面裂缝
路基、基层既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物,对路面的使用性能有重要影响。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。
在路基填挖结合部、新路与老路拼接、软土地基与非软土地基交接处、地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处、路基、基层压实不均匀处,往往会产生不均匀沉降,这种不均匀沉降也容易反映沥青路面上,引起路面裂缝,这种裂缝大多为反射裂缝。
2.2低温收缩引起的裂缝
沥青路面在低温时强度虽增大,但其变形能力却因刚性增大而降低。但气温下降特别是急骤降温时,沥青面层受基层的约束而不能收缩,产生很大的温度应力,当累计温度应力超过沥青面层某一薄弱点(或面)的混合料的抗拉强度,路面便发生开裂。这种开裂一般为横向间隔性裂缝,严重时才发展为纵向裂缝。这些裂缝从表层开始向下逐渐延伸,并形成对应裂缝。
2.3疲劳裂缝
路面在正常使用情况下,由行车荷载的多次反复作用引起的。沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用,结构层底面产生拉应变(或拉应力)值超过疲劳强度时,底面便开裂,并逐渐向表面发展。经水硬性结合料稳定而形成的整体基层也会产生出疲劳开裂,甚至导致面层破坏。这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂,继而逐渐扩展成网状,开裂的宽度和范围不断扩大。
另外,材料的性质、集配、配合比、基层材料的碾压含水量、基层完成后的养护条件、施工环境的气候条件等因素也是引起沥青路面开裂的原因。
3.沥青路面裂缝的防治措施
3.1正确处理好路基和基层
路基既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物,对路面的使用性能有重要影响。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。
基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基;且为面层施工提供稳定而坚实的工作面,控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。
正确处理好路基和基层,就要严格控制好基层的材料、回填层的厚度、含水量、压实度、压实的均匀性,特别要处理好临桥、临旧路基、临建筑物、构筑物的路基处理;沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求,如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理;养生要满足要求, 切勿为赶工期而提早铺筑面层, 以防基层损坏或收缩而导致沥青面层产生反射裂缝。
3.2路面的正确施工
设计合理的路面结构组合,尤其是交通比较繁重时,确保沥青层满足一定的厚度;面层施工时,科学地选用混合料的最大粒径,增强材料的均匀性,以减少混合料从拌和到摊铺整个过程中的离析;保证在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化(控制沥青的加热温度和加热时间),加强运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度,及时摊铺,保证供料和摊铺的连续性,减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而产生的离析和裂缝;科学选用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率;加强碾压使沥青混合料达到较高的密实度,做好施工接缝的联结处理,在可能出现不均匀沉降处可通过加铺土工合成材料或加厚面层等措施以防止反射裂缝的发生。
3.3加强养护管理,提高养护管理水平
对城市道路维修管护,加强预防性,防患于未燃。及时维修完善路基路面的排水设施, 确保路面排水顺畅;沥青路面的早期损坏应及时处理,避免基层破坏进而加剧面层的破坏, 延长路面大修时间, 从而延长道路的使用寿命。
对沥青混凝土路面进行病害分析,可以预防早期路面破坏,提高路面的正常使用年限。根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全的质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的破损现象的发生,使道路建设质量全面提高,更上新台阶。 [科]