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摘要:路面裂缝是沥青路面常见的病害之一,它严重地威胁着道路的安全性和通行能力。本文通过分析裂缝的类型,研究裂缝产生的机理,提出相应的防治措施,以期对道路工程有一定指导意义。
关键词:沥青路面;承载;裂缝
Abstract: the road surface crack is one of the asphalt pavement of common diseases, it a serious threat to the safety of roads and capacity. Through analysis of the types of crack, study the mechanism of cracks, and put forward the corresponding prevention and control measures, so as to have certain guiding significance to the road engineering.
Keywords: the asphalt pavement; Bearing; crack
中图分类号:U416.217文献标识码:A 文章编号:
正文:随着现代施工技术和机械化程度的不断发展,沥青路面的很多病害正在逐年减少,但路面裂缝这一病害始终未能根除,其中非荷载裂缝病害现象较为普遍。如果这些路面裂缝等病害未能得到及时处理就会降低路面承载力,造成路面水下渗,产生沥青混凝土剥落现象,致使沥青路面过早的损坏,甚至影响公路的使用功能。本文针对此类问题,提出了一些综合治理的病害防治思路和维修方法。
1 沥青路面裂缝的类型
1.1 横向裂缝
横向裂缝多由层裂缝的反射或者由路面低温收缩造成的,其损坏特征为:与道路中线近似于垂直关系的裂缝,有些情况下会伴有少量支缝。最初多出现于道路路面两侧,后期逐渐发展形成贯通路幅的横缝。
1.2 纵向裂缝
纵向裂缝多由路基、基层沉降或者施工接缝质量、结构承载力不足而引起。由路基、基层沉降引起的纵缝,绵延很长,通常断断续续,其损坏特征为:与道路中线大致平行的长直裂缝,有时也会伴有少量支缝。其形态特征是长且直,而因为结构承载力不足出现的纵缝多出现在道路路面边缘,一般会因为路基湿软造成承载力不足,从而导致出现路面纵缝。
1.3 不规则裂缝
不规则裂缝主要由环境温度的周期性变化和道路面层材料的收缩引起的。其损坏特征为:路面裂缝呈不规则的形状,块的最长边长一般小于100cm。
2 沥青路面裂缝的产生原因
2.1 水是沥青路面病害产生的外因
水是导致沥青路面出现早期病害的一个重要的外因,在我国的大部分地区,在每年夏秋季节,由于地表水的持续渗入,导致地下水位的上升,使路面的强度降低,直接改变路基的湿度,路基的承载力下降,从而导致沥青路面产生病害,一般在一场大雨或几场阴雨过后,道路路面就会出现小面积的裂缝,随之出现大面积的翻浆、松散、坑槽等现象。
2.2 半刚性基层干燥收缩和低温开裂
干燥收缩是由于混合料中失去水分而引起的收缩现象,具体原因是:由于混合料中游离水的减少,缩小了颗粒间的距离而表现为体积收缩,干缩与用水量和材料的性质有关。一般来说,半刚性基层和沥青混凝土多在高温夏季或常温时施工成型,入冬后外界温度骤降,尤其是西北地区,昼夜温差很大,混合料则遇冷收缩,在收缩过程中会受到下层的约束累积出收缩应力,若收缩应力超出当时混合料的极限抗拉强度后,就会导致温度收缩裂缝,一般表现为横向裂缝,温度变化速度越快,环境温差越大,则约束力越大,混合料就越容易开裂。
2.3沥青胶结料温度敏感性强
沥青混合料使用的沥青胶结料的温度敏感性较强,其低温性能不能适应道路工程地区由于温差产生的温度应力,一般的沥青胶结料的延度较小,其含蜡量较高,易于脆裂。
2.4 水泥稳定土的膨胀性
产生化学性腐蚀开裂主要原因为:当地地下水中的硫酸盐等侵蚀物质和水泥中的一些物质发生化学反应,生成一种新的结晶盐,造成沥青道路水泥稳定土产生体积膨胀开裂。
3 沥青路面裂缝的防治措施
3.1 选择防裂性好的材料
1)首先要选用抗冲刷能力好、抗拉能力高、干缩和温缩系数较小的半刚性材料作为基层,最好使用温度膨胀系数较低的骨料。
2)密实型沥青混凝土面層的空隙率会对面层的疲劳寿命会产生很大影响,实践证明,使用了密实型沥青混合料的沥青硬化速度缓慢,同时还可以延缓路面裂缝的扩展。
3)选用松弛性较好的优质沥青做为道路面层,要保证沥青的延度等参数指标,在缺少优质沥青时,应采用某些聚合物或添加剂,以提高沥青的高温稳定性能和低温抗裂性能。
4)沥青混合料的级配也是一项重要影响因素,在选配混合料的级配时,应兼顾其高温稳定性、低温抗裂性能和抗疲劳性能,以及道路路面的耐久性等各方面的要求。
3.2 提高路基区的强度和稳定性
1)路基工作区的强度主要是在路基的填筑过程中形成的,施工人员必须严格控制道路路基的填筑工艺,以保证路基的强度。尤其需要注意的是,有机土或粉质土不能用于填筑路基,另外,由于超载的原因,路基工作区的实际深度往往会超出预设深度,这样超出部分的路基稳定性、强度、刚度明显不足,在实际使用中,沥青路面就会出现裂缝、车辙、沉陷、变形过大等病害。
2)降低地下水位是提高路基强度的有效措施。路面底以下80cm是
路基的关键部分,它直接吸收和承受路面的扩散应力,必须有足够的稳定性和强度。若开挖后发现有渗水现象,不论水流量大小都应进行处理,土质较差的地段要进行换填处理,并采用较好的材料来填筑。
3)压实度也是路基强度的重要指标,在施工中必须严格进行检测,使其达到标准的规定值,由于填土层的厚度对路基压实度有直接的影响,在施工中要插杆挂线,并且每层的松铺厚度应小于30cm,而且检测压实度的试坑要打到下一层顶面。
3.3 设置应力吸收层
1)在基层与面层之间铺设预制织物膜带条、橡胶沥青中间层、土工织物或低粘度沥青混凝土层、土工格栅中间层等均可作为道路的应力吸收层。
3) 橡胶沥青吸收膜就是用废橡胶磨细的粉与热沥青混合后,施于面层中间,形成一个薄层,实践结果表明,这种应力吸收层在面层中间效果最好。
对于铺设沥青面层的道路,采取路面裂缝预防措施和处理技术可以有效地减少路面裂缝的产生,各种总结经验表明,从设计、材料、施工、养护等多方面进行控制,不断加强工程施工管理,采取必要的病害防治措施,就能够有效地解决沥青路面裂缝这一难题,延长道路使用年限和增强使用安全性。
参考文献:
【1】苏定军.高速公路沥青路面常见病害及处理方法[J].山西建筑,2010
【2】李云峰.改扩建公路沥青混凝土路面损坏特性与预防[J].山西建筑 2009
【3】程亮.基于线弹性断裂力学的沥青路面结构分析[D].长安大学,2008
【4】邓学钧.路基路面工程[M].人民交通出版社,2008
【5】郑传超.道路结构力学计算[M].人民交通出版社,2003
、注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:沥青路面;承载;裂缝
Abstract: the road surface crack is one of the asphalt pavement of common diseases, it a serious threat to the safety of roads and capacity. Through analysis of the types of crack, study the mechanism of cracks, and put forward the corresponding prevention and control measures, so as to have certain guiding significance to the road engineering.
Keywords: the asphalt pavement; Bearing; crack
中图分类号:U416.217文献标识码:A 文章编号:
正文:随着现代施工技术和机械化程度的不断发展,沥青路面的很多病害正在逐年减少,但路面裂缝这一病害始终未能根除,其中非荷载裂缝病害现象较为普遍。如果这些路面裂缝等病害未能得到及时处理就会降低路面承载力,造成路面水下渗,产生沥青混凝土剥落现象,致使沥青路面过早的损坏,甚至影响公路的使用功能。本文针对此类问题,提出了一些综合治理的病害防治思路和维修方法。
1 沥青路面裂缝的类型
1.1 横向裂缝
横向裂缝多由层裂缝的反射或者由路面低温收缩造成的,其损坏特征为:与道路中线近似于垂直关系的裂缝,有些情况下会伴有少量支缝。最初多出现于道路路面两侧,后期逐渐发展形成贯通路幅的横缝。
1.2 纵向裂缝
纵向裂缝多由路基、基层沉降或者施工接缝质量、结构承载力不足而引起。由路基、基层沉降引起的纵缝,绵延很长,通常断断续续,其损坏特征为:与道路中线大致平行的长直裂缝,有时也会伴有少量支缝。其形态特征是长且直,而因为结构承载力不足出现的纵缝多出现在道路路面边缘,一般会因为路基湿软造成承载力不足,从而导致出现路面纵缝。
1.3 不规则裂缝
不规则裂缝主要由环境温度的周期性变化和道路面层材料的收缩引起的。其损坏特征为:路面裂缝呈不规则的形状,块的最长边长一般小于100cm。
2 沥青路面裂缝的产生原因
2.1 水是沥青路面病害产生的外因
水是导致沥青路面出现早期病害的一个重要的外因,在我国的大部分地区,在每年夏秋季节,由于地表水的持续渗入,导致地下水位的上升,使路面的强度降低,直接改变路基的湿度,路基的承载力下降,从而导致沥青路面产生病害,一般在一场大雨或几场阴雨过后,道路路面就会出现小面积的裂缝,随之出现大面积的翻浆、松散、坑槽等现象。
2.2 半刚性基层干燥收缩和低温开裂
干燥收缩是由于混合料中失去水分而引起的收缩现象,具体原因是:由于混合料中游离水的减少,缩小了颗粒间的距离而表现为体积收缩,干缩与用水量和材料的性质有关。一般来说,半刚性基层和沥青混凝土多在高温夏季或常温时施工成型,入冬后外界温度骤降,尤其是西北地区,昼夜温差很大,混合料则遇冷收缩,在收缩过程中会受到下层的约束累积出收缩应力,若收缩应力超出当时混合料的极限抗拉强度后,就会导致温度收缩裂缝,一般表现为横向裂缝,温度变化速度越快,环境温差越大,则约束力越大,混合料就越容易开裂。
2.3沥青胶结料温度敏感性强
沥青混合料使用的沥青胶结料的温度敏感性较强,其低温性能不能适应道路工程地区由于温差产生的温度应力,一般的沥青胶结料的延度较小,其含蜡量较高,易于脆裂。
2.4 水泥稳定土的膨胀性
产生化学性腐蚀开裂主要原因为:当地地下水中的硫酸盐等侵蚀物质和水泥中的一些物质发生化学反应,生成一种新的结晶盐,造成沥青道路水泥稳定土产生体积膨胀开裂。
3 沥青路面裂缝的防治措施
3.1 选择防裂性好的材料
1)首先要选用抗冲刷能力好、抗拉能力高、干缩和温缩系数较小的半刚性材料作为基层,最好使用温度膨胀系数较低的骨料。
2)密实型沥青混凝土面層的空隙率会对面层的疲劳寿命会产生很大影响,实践证明,使用了密实型沥青混合料的沥青硬化速度缓慢,同时还可以延缓路面裂缝的扩展。
3)选用松弛性较好的优质沥青做为道路面层,要保证沥青的延度等参数指标,在缺少优质沥青时,应采用某些聚合物或添加剂,以提高沥青的高温稳定性能和低温抗裂性能。
4)沥青混合料的级配也是一项重要影响因素,在选配混合料的级配时,应兼顾其高温稳定性、低温抗裂性能和抗疲劳性能,以及道路路面的耐久性等各方面的要求。
3.2 提高路基区的强度和稳定性
1)路基工作区的强度主要是在路基的填筑过程中形成的,施工人员必须严格控制道路路基的填筑工艺,以保证路基的强度。尤其需要注意的是,有机土或粉质土不能用于填筑路基,另外,由于超载的原因,路基工作区的实际深度往往会超出预设深度,这样超出部分的路基稳定性、强度、刚度明显不足,在实际使用中,沥青路面就会出现裂缝、车辙、沉陷、变形过大等病害。
2)降低地下水位是提高路基强度的有效措施。路面底以下80cm是
路基的关键部分,它直接吸收和承受路面的扩散应力,必须有足够的稳定性和强度。若开挖后发现有渗水现象,不论水流量大小都应进行处理,土质较差的地段要进行换填处理,并采用较好的材料来填筑。
3)压实度也是路基强度的重要指标,在施工中必须严格进行检测,使其达到标准的规定值,由于填土层的厚度对路基压实度有直接的影响,在施工中要插杆挂线,并且每层的松铺厚度应小于30cm,而且检测压实度的试坑要打到下一层顶面。
3.3 设置应力吸收层
1)在基层与面层之间铺设预制织物膜带条、橡胶沥青中间层、土工织物或低粘度沥青混凝土层、土工格栅中间层等均可作为道路的应力吸收层。
3) 橡胶沥青吸收膜就是用废橡胶磨细的粉与热沥青混合后,施于面层中间,形成一个薄层,实践结果表明,这种应力吸收层在面层中间效果最好。
对于铺设沥青面层的道路,采取路面裂缝预防措施和处理技术可以有效地减少路面裂缝的产生,各种总结经验表明,从设计、材料、施工、养护等多方面进行控制,不断加强工程施工管理,采取必要的病害防治措施,就能够有效地解决沥青路面裂缝这一难题,延长道路使用年限和增强使用安全性。
参考文献:
【1】苏定军.高速公路沥青路面常见病害及处理方法[J].山西建筑,2010
【2】李云峰.改扩建公路沥青混凝土路面损坏特性与预防[J].山西建筑 2009
【3】程亮.基于线弹性断裂力学的沥青路面结构分析[D].长安大学,2008
【4】邓学钧.路基路面工程[M].人民交通出版社,2008
【5】郑传超.道路结构力学计算[M].人民交通出版社,2003
、注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。