孟 翔

[摘要]路橋工程中瀝青路面開(kāi)裂是普遍存在的現(xiàn)象,不管其基層是柔性的還是半剛性的。路面裂縫的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水分,使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載力下降,產(chǎn)生唧漿、臺(tái)階、網(wǎng)裂等病害,加速路面的破壞。因此,探討路橋工程中瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施。

[關(guān)鍵詞]路橋工程瀝青路面裂縫

中圖分類號(hào):中圖分類號(hào):TJ8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1220094-01

一、路橋工程中瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

(一)瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)。瀝青路面所鋪筑的瀝青混合料是由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的。在混合料組成中,由于材質(zhì)的不同和數(shù)量的多少,可形成不同的組成結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為不同的物理力學(xué)性能。影響瀝青路面溫度開(kāi)裂的最主要原因是瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì),瀝青路面是否開(kāi)裂的最根本因素是瀝青混合料的低溫勁度,而瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中,影響更大的是溫度敏感性,溫度敏感性大的瀝青更容易開(kāi)裂。

(二)基層材料的性質(zhì)?；鶎硬牧系氖湛s性愈小,面層裂縫愈小。基層上有透層油以加強(qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開(kāi)裂是有好處的,基層材料種類對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。1.干燥收縮開(kāi)裂。主要是由于混合料失去水分引起的,混合料中游離水分的減少縮小了顆粒間的空隙。2.低溫收縮開(kāi)裂。半剛性基層多在高溫夏季和常溫時(shí)施工成型,入冬后溫度驟降,混合料遇冷收縮,在收縮過(guò)程中受到下層的約束產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力。如果收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫度收縮裂縫,溫差越大,溫度變化越快,則約束越大,混合料就容易開(kāi)裂。

(三)設(shè)計(jì)原因。我國(guó)瀝青路面的大規(guī)模的開(kāi)發(fā)及其設(shè)計(jì)是近十幾年伴隨著高速公路建設(shè)而發(fā)展起來(lái)的。因此,還有不少設(shè)計(jì)問(wèn)題有待研究。設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題如下:1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。如基層厚度不夠,面層分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng),面層厚度不合理。2.路面、基層、底基層排水設(shè)計(jì)考慮不周。3.路面所處段土質(zhì)和水文情況與實(shí)際出入大,使得路面設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際。

(四)施工原因。1.軟土地基施工。在含水量較高、強(qiáng)度低、孔隙比大、壓縮性高的軟弱土層即軟土上修筑路基,若處理不當(dāng),往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)、過(guò)量沉陷和不均勻沉降,路面產(chǎn)生縱向裂縫,導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。2.路基壓實(shí)度不足。路基壓實(shí)是路基施工過(guò)程中的重要工序,亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)措施之一。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實(shí)整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基局部路段壓實(shí)度不足,會(huì)導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫。3.路面基層施工質(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度,造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,不能按照施工規(guī)范的要求施工。半剛性基層沒(méi)有合理的齡期,放松對(duì)工程質(zhì)量的控制,使得基層和底基層質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)裂破壞,反射到面層,面層出現(xiàn)網(wǎng)裂。在齡期不足的情況下,由于攤鋪機(jī)和重型運(yùn)料車輛的碾壓并轉(zhuǎn)彎,底面層施工時(shí)用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓,這都會(huì)破壞水泥水化、硬化已形成的初期強(qiáng)度。4.瀝青面層集料離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細(xì)集料偏少;不易壓實(shí)。礦料與瀝青的粘結(jié)力小,抗剪強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)龜裂和松散。

二、路橋工程中瀝青路面裂縫的預(yù)防措施

根據(jù)規(guī)范,通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求,基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生,以下將作具體的論述。

(一)提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎(chǔ),路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域該深度區(qū)域具有足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要,否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開(kāi)裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1.路基工作區(qū)的強(qiáng)度主要是在填筑過(guò)程中形成的。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝,確保路基強(qiáng)度。填筑材料首選石、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限粘土再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機(jī)土不能用于填筑路。面對(duì)當(dāng)前高速公路超載現(xiàn)象十分普遍的情況下,建議在路基施工時(shí)對(duì)路基工作區(qū)的控制深度最好是大于路基工作區(qū)的設(shè)計(jì)深度,以防患于未然。2.壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo),也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施,施工中必須嚴(yán)格檢測(cè)控制。使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對(duì)壓實(shí)度有直接的影響,施工中要插桿掛線,每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30cm。檢測(cè)壓實(shí)度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測(cè)結(jié)果達(dá)不到規(guī)定值的要加壓處理,或推除重填。3.降低地下水位是提高路基強(qiáng)度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關(guān)鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴(kuò)散應(yīng)力,要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質(zhì)差的地段要進(jìn)行換填處理,確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

(二)設(shè)計(jì)預(yù)防裂縫發(fā)生

1.在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。2.選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下,應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施。3.在穩(wěn)定度滿足要求的前提下,優(yōu)先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。4.瀝青面層采用密實(shí)型瀝青混凝土。5.采用合適的瀝青面層厚度,確保半剛性基層在使用期間一般不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。6. 為進(jìn)一步提高表面層抗溫度裂縫性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層。7.設(shè)置應(yīng)力消減(應(yīng)力吸收)中間層。

(三)施工控制裂縫發(fā)生

1.嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量,混合料的含水量不能超過(guò)壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。2.半剛性基層碾壓完成后,要及時(shí)養(yǎng)生。3.半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層。4.透層或粘層完成后,應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

三、結(jié)論

路橋鋪設(shè)瀝青面層前,采取裂縫預(yù)防措施和處理技術(shù)可以大大減少路面裂縫的出現(xiàn)。這種思路和方法是強(qiáng)調(diào)于道路建設(shè)初期采取措施阻止裂縫的形成?；蛲ㄟ^(guò)選擇道路結(jié)構(gòu)、技術(shù)或材料處理已出現(xiàn)的裂縫,這將減少裂縫或根本不出現(xiàn)裂縫,或者使得原有的或不可避免的裂縫活性大大降低。

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