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摘要:本文介绍了公路沥青路面裂缝的形式和产生的原因,并提出了对裂缝的预防和处理措施。
关键词:沥青路面;裂缝;原因;措施
与其他类型路面相比,沥青路面具有表面平整、振动小、噪音低、施工工期短、行车舒适、养护维修简便等优点,但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。由于受路面结构、气候、地形、地质条件、行车荷载等多种因素的影响,其基层不论是柔性的还是半刚性的,都会产生不同程度各种形状的裂缝。特别是近年来随着交通量迅速增加,大吨位车辆行车荷载的增多,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快了路面裂缝的产生,大大缩短了沥青路面的使用寿命。在当前公路建养资金尚不充裕的情况下,研究分析沥青路面裂缝产生的原因和防治措施具有十分重要的现实意义。
1、沥青路面裂缝的主要形式
沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,沥青路面裂缝的形式按形状分为横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝;按有无荷载可分为荷载裂缝和非荷载裂缝(温缩裂缝和干缩裂缝);按路面有无沉陷分为沉陷性、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝。
2、裂缝产生的原因分析
引起沥青路面开裂的原因很多,大体可分为三大类:
一是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时,产生的开裂称之荷载型裂缝。
二是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝。三是经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起,称为沉降裂缝。尽管沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。
2.1横向裂缝
(1)沥青面层的自身温缩开裂;
(2)半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层;
(3)某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;
(4)面层施工时,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。
(5)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。
2.2纵向裂缝
(1)填方材料和填方的不均匀性,以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降,特别是经过雨水浸泡后,路基强度有所下降,沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝。
(2)施工时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开;
(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;
(4)拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂;
(5)边坡值小于设计值,边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。
2.3网状裂缝
(1)路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,使路面的承载能力下降形成的裂缝;
(2)沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低,抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长,拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长,使沥青变硬,对拉应变敏感而产生的裂缝;
(3)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的裂缝;
(4)行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝;
(5)外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂。
2.4反射裂缝
(1)在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续扩展,给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力,使新铺层在旧裂缝处断开。
(2)半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等。
3、沥青路面裂缝预防措施
3.1设计措施
(1)在设计中,充分估计和预测远景交通量,适当考虑超载车辆的比例,适当提高路面结构层的标准。在设计半刚性路面结构时,优先选用抗压性能好,干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层。
(2)设计地下管线的埋深不能高于路面以下30cm。
3.2、材料措施
(1)选择合适的道路材料和面层材料,进行合理的结构组织设计,确定沥青路面厚度。
(2)在沥青混合料中添加石棉或木质纤维料或采用较厚的沥青面层减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。
(3)面层沥青尽量选择低稠度、高延度、低含腊量的优质沥青,在满足稳定度要求的前提下,选择针入度较大的沥青,必要时可选用改性沥青。
3.3、施工措施
(1)填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等,压实度达到规定值。
(2)严把沥青混合料质量关,使沥青混合料级配最佳,矿料拌合粗细均匀一致,严格按配合比控制油石比。
(3)控制沥青混合料所用沥青的延度,拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。
(4)混合料自加工厂运到现场气候较冷时,应覆盖油布保温。
(5)严格控制沥青混合料施工温度。
(6)摊铺沥青混合料后紧接着碾压,缩短碾压长度。
(7)严格按碾压操作规程作业,压路机在对沥青路面进行碾压时,车辆禁止在新压路面调头,碾压的速度不宜过快。
(8)在半刚性基层施工中,控制好压实的含水量。
(9)大风和降雨时停止摊铺和碾压。
(10)宜采用全路宽整幅摊铺,避免纵向分幅接茬。
(11)半刚性基层碾压后,应及时覆盖洒水养生,潮湿养护5—14d。
(12)半刚性基层施工后,养生期内严禁车辆通行,并在养生期结束后及时浇面层。
(13)掌握接缝的技术处理和注意要点,严格按规范要求的程序施工,充分压实,连接平顺。
(14)切缝时涂刷粘油层前,水一定要先吸干。
(15)在半刚性基层上锯缝,缝深为厚度的1/3—1/2,将缝口清扫干净后,浇灌乳化沥青,并跨缝铺设玻璃纤维土工格栅,防止基层开裂。
3.4、超载措施
(1)适当增加路面厚度,使用更优质材料提高路面整体强度。
(2)增加车辆的后轴改善车辆对路面的作用发展双后轴及对后轴大型载货车辆,避免道路的早期破坏。
(3)执法从严,限制车辆超载运输,避免道路的早期破坏。
4、治理措施
沥青路面裂缝修补方法很多,一般可根据裂缝的实际情况(如宽度、深度等)确定具体的修补工艺。目前常用的方法主要有普通沥青灌缝、专用灌缝料施工、压浆法修补裂缝和进口密封胶灌缝。
4.1横向、纵向和反射裂缝的修补
(1)缝宽小于2mm时,可不作处理。
(2)缝宽2-5mm的可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎垃圾、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
4.2网状裂缝
(1)如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除。如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施,然后再铺筑新混合料。
(2)如强度满足要求,网状裂缝出自沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定。
(3)由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20-40cm。消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待土路基处理稳定后,再重做基层、面层。
(4)由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。
5、结束语
沥青路面裂缝的形式多种,路面裂缝产生的原因不一,在施工中必须牢固树立预防为主的思想,严格把住施工各个环节。在工程质量控制中,做到事前积极防治、事中严格控制、事后及时处治,最大限度降低沥青路面裂缝的产生,将裂缝控制在允许的范围之内,确保沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1]公路工程质量问题及防止措施百问,人民交通出版社。
关键词:沥青路面;裂缝;原因;措施
与其他类型路面相比,沥青路面具有表面平整、振动小、噪音低、施工工期短、行车舒适、养护维修简便等优点,但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。由于受路面结构、气候、地形、地质条件、行车荷载等多种因素的影响,其基层不论是柔性的还是半刚性的,都会产生不同程度各种形状的裂缝。特别是近年来随着交通量迅速增加,大吨位车辆行车荷载的增多,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快了路面裂缝的产生,大大缩短了沥青路面的使用寿命。在当前公路建养资金尚不充裕的情况下,研究分析沥青路面裂缝产生的原因和防治措施具有十分重要的现实意义。
1、沥青路面裂缝的主要形式
沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,沥青路面裂缝的形式按形状分为横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝;按有无荷载可分为荷载裂缝和非荷载裂缝(温缩裂缝和干缩裂缝);按路面有无沉陷分为沉陷性、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝。
2、裂缝产生的原因分析
引起沥青路面开裂的原因很多,大体可分为三大类:
一是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时,产生的开裂称之荷载型裂缝。
二是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝。三是经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起,称为沉降裂缝。尽管沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。
2.1横向裂缝
(1)沥青面层的自身温缩开裂;
(2)半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层;
(3)某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;
(4)面层施工时,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。
(5)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。
2.2纵向裂缝
(1)填方材料和填方的不均匀性,以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降,特别是经过雨水浸泡后,路基强度有所下降,沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝。
(2)施工时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开;
(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;
(4)拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂;
(5)边坡值小于设计值,边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。
2.3网状裂缝
(1)路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,使路面的承载能力下降形成的裂缝;
(2)沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低,抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长,拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长,使沥青变硬,对拉应变敏感而产生的裂缝;
(3)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的裂缝;
(4)行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝;
(5)外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂。
2.4反射裂缝
(1)在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续扩展,给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力,使新铺层在旧裂缝处断开。
(2)半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等。
3、沥青路面裂缝预防措施
3.1设计措施
(1)在设计中,充分估计和预测远景交通量,适当考虑超载车辆的比例,适当提高路面结构层的标准。在设计半刚性路面结构时,优先选用抗压性能好,干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层。
(2)设计地下管线的埋深不能高于路面以下30cm。
3.2、材料措施
(1)选择合适的道路材料和面层材料,进行合理的结构组织设计,确定沥青路面厚度。
(2)在沥青混合料中添加石棉或木质纤维料或采用较厚的沥青面层减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。
(3)面层沥青尽量选择低稠度、高延度、低含腊量的优质沥青,在满足稳定度要求的前提下,选择针入度较大的沥青,必要时可选用改性沥青。
3.3、施工措施
(1)填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等,压实度达到规定值。
(2)严把沥青混合料质量关,使沥青混合料级配最佳,矿料拌合粗细均匀一致,严格按配合比控制油石比。
(3)控制沥青混合料所用沥青的延度,拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。
(4)混合料自加工厂运到现场气候较冷时,应覆盖油布保温。
(5)严格控制沥青混合料施工温度。
(6)摊铺沥青混合料后紧接着碾压,缩短碾压长度。
(7)严格按碾压操作规程作业,压路机在对沥青路面进行碾压时,车辆禁止在新压路面调头,碾压的速度不宜过快。
(8)在半刚性基层施工中,控制好压实的含水量。
(9)大风和降雨时停止摊铺和碾压。
(10)宜采用全路宽整幅摊铺,避免纵向分幅接茬。
(11)半刚性基层碾压后,应及时覆盖洒水养生,潮湿养护5—14d。
(12)半刚性基层施工后,养生期内严禁车辆通行,并在养生期结束后及时浇面层。
(13)掌握接缝的技术处理和注意要点,严格按规范要求的程序施工,充分压实,连接平顺。
(14)切缝时涂刷粘油层前,水一定要先吸干。
(15)在半刚性基层上锯缝,缝深为厚度的1/3—1/2,将缝口清扫干净后,浇灌乳化沥青,并跨缝铺设玻璃纤维土工格栅,防止基层开裂。
3.4、超载措施
(1)适当增加路面厚度,使用更优质材料提高路面整体强度。
(2)增加车辆的后轴改善车辆对路面的作用发展双后轴及对后轴大型载货车辆,避免道路的早期破坏。
(3)执法从严,限制车辆超载运输,避免道路的早期破坏。
4、治理措施
沥青路面裂缝修补方法很多,一般可根据裂缝的实际情况(如宽度、深度等)确定具体的修补工艺。目前常用的方法主要有普通沥青灌缝、专用灌缝料施工、压浆法修补裂缝和进口密封胶灌缝。
4.1横向、纵向和反射裂缝的修补
(1)缝宽小于2mm时,可不作处理。
(2)缝宽2-5mm的可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎垃圾、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
4.2网状裂缝
(1)如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除。如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施,然后再铺筑新混合料。
(2)如强度满足要求,网状裂缝出自沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定。
(3)由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20-40cm。消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待土路基处理稳定后,再重做基层、面层。
(4)由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。
5、结束语
沥青路面裂缝的形式多种,路面裂缝产生的原因不一,在施工中必须牢固树立预防为主的思想,严格把住施工各个环节。在工程质量控制中,做到事前积极防治、事中严格控制、事后及时处治,最大限度降低沥青路面裂缝的产生,将裂缝控制在允许的范围之内,确保沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1]公路工程质量问题及防止措施百问,人民交通出版社。