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        談公路瀝青路面裂縫成因及防治

        2009-06-15 02:40:08肉孜買買提·哈力克
        管理觀察 2009年11期
        關(guān)鍵詞:防治瀝青路面裂縫

        肉孜買買提·哈力克

        摘 要:文中對瀝青路面裂縫的形成、危害、影響因素以及作用機理進行分析,總結(jié)提出了各種類型裂縫的預防辦法以及對現(xiàn)有裂縫的處理措施。

        關(guān)鍵詞:瀝青路面 裂縫 防治

        一、瀝青路面裂縫的成因

        (一)路面疲勞。由于瀝青路面所隨的累積交通量超過其設計極限,將導致路面疲勞開裂裂縫,這種疲勞作用對面層甚至整個路面結(jié)構(gòu)(底基層、基層和面層)均會造成影響。

        (二)路面結(jié)構(gòu)的收縮變形。當無限長的路面結(jié)構(gòu)收縮時,一旦面層與下層表面間的磨擦約束力在面層內(nèi)引起的拉伸應力超過其抗拉強度,就會引起面層的收縮開裂。

        (三)路基土的變形。路基的變形或局部承載力的下降,也可以引起路面開裂,裂縫會貫穿路面各結(jié)構(gòu)層,引起這種裂縫的原因各異。

        (四)設計或施工不當。當老路拓寬時,由于基礎承載力的橫向變化,經(jīng)常在老路邊緣處出現(xiàn)縱向裂縫,尤其當車輛輪跡主要集中在老路邊緣時。

        (五)老化和環(huán)境因素。在嚴冬,瀝青材料最易破碎,其強度將難以承受由溫縮引起的拉伸應力,可能由于路面的溫縮和翹曲在路表出現(xiàn)微裂縫。

        二、瀝青路面裂縫擴展的影響因素

        瀝青路面開裂主要由交通和環(huán)境因素引起。與行車荷載有關(guān)的瀝青路面開裂的典型例子就是龜裂。它由車輪碾壓引起。區(qū)別裂縫類型和各種類型裂縫(環(huán)境的和交通的)間的相互作用非常重要。這些方面會因路面結(jié)構(gòu)層屬性(柔性、半剛性和剛性)的變化而變化。

        (一)交通荷載誘發(fā)裂縫。根據(jù)經(jīng)典的疲勞強度理論,交通荷載引發(fā)的瀝青路面裂縫產(chǎn)生于受約束層底部,然后向上擴展到路表。這些裂縫應出現(xiàn)在車輪輪跡處,而且根據(jù)理論計算,應為橫向裂縫。然而,在車輪輪跡處觀測到大量的縱向表面裂縫,它們產(chǎn)生于頂面,然后擴展到路面內(nèi)大約40-50mm深入。

        (二)環(huán)境因素誘發(fā)裂縫。事實上,由環(huán)境因素誘發(fā)的裂縫通常呈現(xiàn)為橫向裂縫,這是因為溫度下降或干濕變化而收縮產(chǎn)生的應力一般在縱向最大。在特殊條件下,如高摩擦力和溫度或含水量急劇下降,就可能產(chǎn)生橫向裂縫。在這種情況下,也可能產(chǎn)生典型的塊裂。通常,環(huán)境因素誘發(fā)的裂縫與存在水泥處治層或高塑性指數(shù)的重粘土路基有關(guān)。這兩者都對溫度和濕度變化非常敏感。

        三、瀝青路面裂縫的防治

        (一)新建瀝青路面裂縫的預防

        (1)材料的選擇。根據(jù)道路所在地區(qū)的氣候條件和混合料類型選擇結(jié)合料。對于水泥處治基層,如果條件允許,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。對于瀝青結(jié)合料,使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。瀝青混合料中的集料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料,如果集料呈酸性,則應添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確?;旌狭系目箘兟湫阅?,同時應盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替圓形顆粒的天然沙;

        (2)路面結(jié)構(gòu)設計。顯然,所設計的道路必須能適應所隨客觀存在的交通荷載水平和溫度條件。若道路隨載力不足,將加速路面疲勞開裂過程。對于水泥處治基層,應盡量減少反射裂縫。反射裂縫明顯的受瀝青面層的影響,厚度超過15cm的面層可以有效的防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫。在設計中應特別注意路面排水與防水措施;

        (3)瀝青混凝土配合比設計。瀝青混合料級配也是一項重要因素,在合理選擇混合料級配時,應兼顧其高溫穩(wěn)定性,疲勞性能和低溫抗裂性,以及路表特惡性循環(huán) 和耐久性等各方面的要求。對受拉疲勞開裂的研究表明,瀝青用量從4.2%增加到6.2%,可以使用25m板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10年延長到45年;

        (4)設計應力吸收層。設計應力吸收層,對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應力傳到面層時大為減少,可明顯減弱裂縫尖端應力的奇異性,降低應力強度因子,而吸收層的彈模越低,防裂效果越好。就目前常用的材料而言,土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈模較低,變形率越大,且不存在低溫脆化問題,效果最佳;

        (二)半剛性基層反射裂縫的預防

        (1)結(jié)構(gòu)層頂部切槽。這種方法是結(jié)構(gòu)層碾壓后在其頂部預切槽口,深度約為層厚的1/3—1/4;

        (2)瀝青乳液接縫。這種預開裂技術(shù)是在結(jié)構(gòu)層碾壓前切割一條縫直至層底,并在縫壁內(nèi)注和速破瀝青乳液。隨即將切縫封閉,然后以正常方式碾壓該層;

        (3)嵌入硬質(zhì)波浪形夾片。這種技術(shù)形成所謂的“活性接縫”。在結(jié)構(gòu)層攤鋪和初壓后,制作深到層底的切口,然后將波浪形塑料材料插入,封槽后再以通常方式碾壓;

        (4)嵌入柔性塑料帶。這種技術(shù)是在剛處理的攤鋪材料中埋入柔性塑料帶,以形成裂縫,其厚度大約為結(jié)構(gòu)層厚度的1/3。保證了裂縫處有效的傳遞荷載能力;

        (三)復合式瀝青路面裂縫的預防

        復合式路面是用瀝青混凝土鋪筑在舊水泥路面上,反向裂縫的預防如前所述,采取的措施還包括:(1)鋪筑20cm全厚式瀝青混凝土;(2)在水泥混凝土和瀝青混凝土之間鋪設應力吸收層;(3)采用裂縫固定技術(shù)后,再鋪筑三層體系的防裂瀝青混凝土面層;(4)在原水泥混凝土路面加鋪一層3cm厚的鋼纖維混凝土,再鋪瀝青混凝土;(5)鋸開水尼混凝土面板;(6)用1-2mm厚,0-10cm寬的彈性瀝青層覆蓋裂縫;(7)用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂填充來限制混凝土板的移動和填充水泥混凝土板下脫空;(8)用瀝青或改性瀝青注入裂縫或接縫來阻止水滲入到下部結(jié)構(gòu);(9)在水泥處治基層接縫處上的瀝青加鋪層內(nèi)預切縫并灌填縫料。

        (四)瀝青路面裂縫的維修。瀝青路面裂縫產(chǎn)生后,及時時行維修以控制裂縫進一步發(fā)展可以防止路面早期破壞。

        (1)灌油修補法,將縱橫裂縫處清掃干凈,直接用油壺灌入加熱的瀝青油或乳化瀝青;

        (2)乳化瀝青稀漿封層,使用乳化瀝青混合料封層時,一般厚度在1.5cm以內(nèi),可采用層鋪法或拌和法施工;

        (3)瀝青混合料罩面法,常用標準的中粒式或細粒式瀝青混凝土作罩面材料,厚度在1.5-4.0cm之間;

        (4)裂縫現(xiàn)場再生維修法,對于裂縫多的路段,用加熱車對舊油面實施兩次加熱,使表面裂縫深入全部融化變軟,噴灑一定數(shù)量的再生劑和稀瀝青后與摻入的適量骨料實施就地拌和或用再生機械、銑刨機、工人,然后再進行碾壓成型?!?/p>

        參考文獻:

        [1]邱 韻,瀝青路面裂縫的形成及防治[M],山西建筑,2008.12

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