【摘 要】 唐山市國省干線公路數(shù)量比較多,里程長,對經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重大影響,其中瀝青路面所占比例非常大,但是隨著交通量日益增加,軸載的增大和高等級公路上行車速度的提高,路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象,瀝青路面常見的病害有:泛油、波浪、擁包、裂縫、坑槽、松散等,一直困擾著養(yǎng)護(hù)、施工人員。
瀝青路面裂縫問題是公路工程中常見的病害之一,產(chǎn)生非常廣泛。裂縫一旦產(chǎn)生,就會(huì)對路面產(chǎn)生一系列較大的危害。從裂縫產(chǎn)生的原因入手,結(jié)合唐山市的地質(zhì)特點(diǎn),對裂縫的類型劃分、產(chǎn)生原理、預(yù)防及修復(fù)措施進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。
【關(guān)鍵詞】 瀝青 裂縫 原因 預(yù)防 修復(fù)
引言
由于瀝青路面具有造價(jià)低、行車舒適、噪音小、施工和養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)越性,使其在國省干線公路中成為了首選的路面類型,但是不容忽視的問題是,由于使用年限的延長和動(dòng)載次數(shù)的增加,瀝青路面的破壞越來越嚴(yán)重,其中瀝青路面裂縫問題是公路工程中常見的病害之一,產(chǎn)生非常廣泛。
1 瀝青路面裂縫的各種類型
《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中按外觀將裂縫劃分為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂。本文按照規(guī)范中以外觀劃分,全面分析裂縫現(xiàn)象。
1.1 橫向裂縫
橫向裂縫基本與路中心線近于垂直,并伴有少量支縫。最初多出現(xiàn)于路面的兩側(cè),逐漸向路中間發(fā)展形成貫通路幅的裂縫。縫寬不等,幾毫米或者更寬,深度也不一樣,輕微裂縫邊緣無剝落或者是僅有輕微的剝落,僅有少量支縫或者無支縫,嚴(yán)重裂縫邊緣有剝落或者有嚴(yán)重剝落,并伴有較多支縫,裂縫數(shù)量與寬度隨路齡的增長逐漸增多。
1.2 縱向裂縫
縱向裂縫一般表現(xiàn)為與路中線大致平行的長直裂縫,并且伴有少量支縫??v縫產(chǎn)生原因可以分為很多種,路基沉降引起的縱縫通常會(huì)斷斷續(xù)續(xù),延綿很長一段;結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在靠近路基邊坡一側(cè)的路面邊緣;施工搭接處理不好或結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫,其形態(tài)特征是長并且直。
1.3 龜裂
表現(xiàn)為相互交錯(cuò)的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀的或者龜紋的多邊形銳角小塊,龜裂有輕、中、重三個(gè)層次,輕的龜裂縫細(xì)無散落無變形;中的龜裂裂塊明顯縫較寬并且伴有輕度變形;重的龜裂裂塊破碎,縫寬且變形明顯。
2 瀝青路面裂縫的形成原因
2.1 橫向裂縫的形成原因
一般的說橫向裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣,材料及結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)為材料本身的應(yīng)力松弛以及連續(xù)板體對收縮變形的約束作用,另外低溫和溫度反復(fù)作用也是產(chǎn)生裂縫的因素。
2.1.1 溫縮裂縫
溫縮裂縫指的是瀝青混凝土在溫度作用下的收縮,可分為一次性降溫引起的低溫開裂和溫度反復(fù)作用引起的疲勞開裂。瀝青混凝土是一種熱脹冷縮型的材料。
2.1.2 反射裂縫
唐山市普通干線公路路面廣泛采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層的半剛性瀝青路面,因而反射裂縫是唐山市國省干線公路極為普遍的一種裂縫形式,這種裂縫不能避免,只能采取措施降低其產(chǎn)生的危害,這里將簡單介紹其產(chǎn)生原因。
一方面,在基層修筑過程中,材料失水造成收縮從而形成有規(guī)律的橫向裂縫。另一方面,基層材料因溫度下降從而產(chǎn)生收縮,致使出現(xiàn)橫向裂縫。
2.2 縱向裂縫的形成原因
縱向裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣,特別是新建公路改建公路產(chǎn)生裂縫的原因噶不形同,經(jīng)過歸納總結(jié),主要可分為如下幾個(gè)方面:
2.2.1 瀝青質(zhì)量原因
瀝青作為瀝青混合料的膠結(jié)材料,對混合料的抗裂性起著重要的作用。瀝青本身延度偏小或者由于老化后瀝青變脆,含蠟量偏高等原因,均會(huì)降低瀝青混合料的抗裂性能。
2.2.2 基層壓實(shí)不均勻
這種情況多見于新建公路,由于新建公路路基情況各不相同,路基處理方式不同造成基層壓實(shí)讀不同或者密實(shí)度不均勻,在行車荷載反復(fù)作用下形成不均勻沉陷,造成受力不均逐步發(fā)展成縱向裂縫。
2.2.3 新舊路面銜接不當(dāng)
這種情況基本只出現(xiàn)在改擴(kuò)建公路中,改擴(kuò)建公路新老路面搭接處,由于處理不當(dāng),新老路基壓實(shí)度不均造成不均勻沉陷從而出現(xiàn)斷裂,造成搭接處出現(xiàn)縱縫,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)滑坡。
2.2.4 軟基處理不當(dāng),造成承載力不足
由于軟基加固處理不當(dāng),導(dǎo)致路基濕軟,造成承載力不足,邊緣出現(xiàn)下陷形成啃邊,也可以導(dǎo)致路面出現(xiàn)縱向裂縫。
2.2.5 路堤滲水
由于水分的進(jìn)入降低了瀝青和基層的粘結(jié)力,而且水分進(jìn)入后的基層膨脹干燥形成的一伸一縮,產(chǎn)生縱向裂縫。
2.3 龜裂的形成原因
產(chǎn)生龜裂的原因主要有:基層整體強(qiáng)度不高,瀝青路面老化在行車的作用下形成龜裂或者不規(guī)則裂縫;瀝青面層薄弱,交通量超過設(shè)計(jì)能力,從而造成龜裂;瀝青面層在溫度的反復(fù)作用下產(chǎn)生熱脹冷縮,造成龜裂。
總的來說,產(chǎn)生瀝青路面裂縫的原因有很多,對同一條裂縫的產(chǎn)生很大程度上并不是由某種單一的原因引起,而是由多種原因綜合影響下逐漸產(chǎn)生并擴(kuò)展的,如一條橫向裂縫有不僅僅是由于半剛性基層反射引起的裂縫,同時(shí)還有可能受到溫度下降影響。因此,在路面實(shí)際調(diào)查中應(yīng)該充分分析各種可能的原因,全面綜合考慮各種原因的影響,找出其中主要的原因并釋以相應(yīng)的處理對策,有放矢,才是上策。
3 瀝青路面裂縫的預(yù)防措施
瀝青路面裂縫的預(yù)防主要有以下幾個(gè)方面:優(yōu)化筑路材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、以下將進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
3.1 優(yōu)化筑路材料
選擇瀝青面層材料時(shí),盡量選用對溫度不敏感,勁度模量低的密集配瀝青混凝土,有條件時(shí)可選用SBS、SBR改性瀝青,避免瀝青本身開裂造成的裂縫出現(xiàn);在瀝青和基層接觸面選擇表面粗糙,與瀝青粘附性好的石料,避免由于瀝青與石料粘附性不好而產(chǎn)生被拉裂現(xiàn)象出現(xiàn),基層采用干縮系數(shù)小,抗刷性好且抗拉能力大的半剛性材料,避免采用酸性材料。
3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
3.2.1 增加瀝青面層厚度
增加瀝青層厚度可以有效降防止受拉應(yīng)力產(chǎn)生的反射裂縫,可以有效的降低車輛荷載所帶來的影響,但是由于調(diào)整瀝青面層厚度將造成投資的大幅度增加,因而其性價(jià)比值得考慮。
3.2.2 配合比設(shè)計(jì)
優(yōu)化基層的配合比,采用偏粗的級配骨架,細(xì)集料一定要潔凈,碾壓盡量 用大噸位多遍壓實(shí);面層橫向裂縫主要為疲勞裂縫和低溫裂縫,這兩個(gè)裂縫的形成都與瀝青的品質(zhì)、瀝青用量、路面壓實(shí)度有關(guān),即采用指標(biāo)好的瀝青,瀝青用量不能太低,壓實(shí)度要足夠。
4 瀝青路面裂縫的修復(fù)措施
4.1 處理方法、工藝
路面裂縫一經(jīng)發(fā)現(xiàn),不論嚴(yán)重與否,都應(yīng)該馬上進(jìn)行相應(yīng)的處理措施,進(jìn)行修復(fù),修復(fù)越是及時(shí),對路面造成的影響越小,效果越好,成本也相應(yīng)月低,裂縫處理按照嚴(yán)重與否可分為:裂縫密度低和中,可以采用裂縫處治以及裂縫修補(bǔ);路面裂縫密度高,則采用路面表處和路面銑刨。
4.2 材料選擇
如果要求所使用的材料具有適度的柔韌性,和高的抗車轍性和耐磨性,并能快速施工,則可考慮選用橡膠瀝青。如果施工項(xiàng)目要求材料粘附性好、抗磨、施工快速、養(yǎng)生期短,則可考慮選用瀝青橡膠或橡膠瀝青。
選用材料時(shí),必須考慮材料在現(xiàn)場的實(shí)際使用性能。在填封充分,施工質(zhì)量符合要求的情況下,非活動(dòng)性裂縫的填縫材料一般能維持1~4年,活動(dòng)性裂縫的封縫材料,一般能維持2~6年。建議養(yǎng)護(hù)計(jì)劃人員及時(shí)掌握各類材料在現(xiàn)場的實(shí)際使用性能的信息。
結(jié)論
對于瀝青路面的裂縫,只要能夠認(rèn)真分析產(chǎn)生原因,了解其作用機(jī)理,采取有針對性的預(yù)防、治理措施,便能夠?qū)⒘芽p的危害降低到最小,保證公路正常的使用性能和壽命。
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