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        淺析公路瀝青路面裂縫成因及防治措施

        2014-12-31 00:00:00楊鶴鳳
        文化產(chǎn)業(yè) 2014年11期

        摘 "要:本文從介紹公路瀝青路面裂縫種類入手,分析瀝青路面裂縫成因,提出相應(yīng)的防治措施。

        關(guān)鍵詞:瀝青路面;裂縫;原因;措施

        中圖分類號:U416.217 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A " " "文章編號:1674-3520(2014)-11-00-02

        一、公路瀝青路面裂縫的種類

        裂縫按照外觀可劃分為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂以及不規(guī)則裂縫。除此之外還有其他的劃分方法,如按成因可劃分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫,按擴(kuò)展過程又可分為又下而上的反射裂縫和又上又下的下延裂縫。

        (一)橫向裂縫,橫向裂縫一般與道路中線近于垂直,間伴少量支縫。最初多出現(xiàn)于道路的兩側(cè),逐漸向路中央發(fā)展形成貫通整幅路面的裂縫。

        (二)縱向裂縫,縱向裂縫一般表現(xiàn)為與道路中線大致平行的長直裂縫,有時(shí)伴有少量支縫。由于路基不均勻沉降引起的縱縫,通常斷斷續(xù)續(xù),綿延很長;由于施工搭接不良引起的縱縫,其形態(tài)特征是長且直;由結(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。

        (三)龜裂,表現(xiàn)為相互交錯的裂縫將路面分割成形似龜紋的多邊形小塊,隨著行車荷載重復(fù)作用次數(shù)的增加,平行的縱縫之間出現(xiàn)了橫向或斜向連接縫,形成了多邊的銳角的網(wǎng)狀裂縫。

        (四)不規(guī)則裂縫,一般表現(xiàn)為多條裂縫以不規(guī)定角度相互交叉,在行車荷載及自然條件作用下逐漸發(fā)展并相互連接貫通,一般塊度較大。

        二、造成公路瀝青面層裂縫的成因分析

        (一)瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

        瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因,瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素,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裂。

        (二)基層材料的性質(zhì)

        基層材料的收縮性愈小,面層裂縫愈少?;鶎由嫌型笇佑鸵约訌?qiáng)與面層的粘結(jié)對抗開裂是有好處的,基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

        (三)氣候條件

        極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。

        (四)行車荷載的作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

        在車輪荷載的作用下,當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),產(chǎn)生的開裂稱之荷載型裂縫。由于車輪荷載的壓力促使半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力,這種力量超出基層的抗拉強(qiáng)度時(shí),就導(dǎo)致了基層底部出現(xiàn)開裂。在長期的荷載作用力下,裂縫逐漸擴(kuò)展到瀝青面層,裂縫表現(xiàn)為稠密的網(wǎng)狀裂縫。

        (五)瀝青面層溫度變化產(chǎn)生溫度裂縫

        公路瀝青路面上的溫度裂縫主要是橫向裂縫,它從路基邊緣到路中心產(chǎn)生裂縫。這種溫度裂縫包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫。因公路瀝青面層面的抗拉強(qiáng)度不同,溫度下降導(dǎo)致瀝青面層收縮,瀝青面層面相對薄弱的斷面出現(xiàn)溫度收縮裂縫;溫度疲勞引起裂縫,這種疲勞裂縫引起反射裂縫,尤其出現(xiàn)在基層上較薄的公路的瀝青面。產(chǎn)生的對應(yīng)裂縫由于干縮和干縮應(yīng)力使基層表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,很容易產(chǎn)生干縮裂縫。

        (六)路基破壞導(dǎo)致裂縫

        公路的路基由于壓實(shí)不均勻、路基穩(wěn)定性差,并且在重載車的作用力下,使地基產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致了路基發(fā)生滑動,將路面拉裂,出現(xiàn)縱向裂縫。公路路面也會出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。這種龜裂是由于水泥穩(wěn)定砂礫基層的破壞,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)公路路面的形變和擠漿現(xiàn)象。

        (七)施工質(zhì)量造成路面裂縫

        公路施工的瀝青混合料質(zhì)量達(dá)不到要求,而導(dǎo)致路面裂縫。在路面上的瀝青的感溫性是重要的指標(biāo)。如果瀝青里含蠟量較高,則其延度小,粘結(jié)性和耐久性也差,就使得瀝青容易老化,更容易使公路產(chǎn)生裂縫。其次,瀝青混合料中的碎石質(zhì)量不合格,如碎石含風(fēng)化巖和硅質(zhì)巖較多,這樣的瀝青混合料的壓碎值就很低,石料的裹油力下降,使瀝青與碎石之間的粘結(jié)力下降,使瀝青路面裂縫更容易產(chǎn)生。

        另外,公路路面的水泥穩(wěn)定砂礫基層出現(xiàn)的問題。如砂礫的級配不合理,摻加的破碎礫石含量未及時(shí)加以調(diào)整,都會出現(xiàn)混合料級配低。而混合料的含水量受到原材料含水量的變化和天氣的影響產(chǎn)生了變化,在施工過程中加入的水量如不能夠合理的控制和調(diào)整,就會使合料含水量出現(xiàn)較大偏差,而使路面出現(xiàn)軟彈和翻漿現(xiàn)象。

        三、公路瀝青路面裂縫的預(yù)防治理措施

        (一)合理選材

        1、選擇抗裂性好的材料做基層。為減少收縮裂縫,應(yīng)增加粗骨料含量,降低施工含水量,提高基層壓實(shí)度,盡量避免采用干縮性較大的材料如水泥、石灰等做結(jié)合料,而應(yīng)選用級配碎(礫)石及工業(yè)礦渣等做基層材料。

        2、采用優(yōu)質(zhì)改性瀝青。改性瀝青在低溫粘度、耐老化等指標(biāo)上均優(yōu)于普通瀝青,目前普遍采用的改性瀝青有橡膠類、熱塑性橡膠彈性體和熱塑樹脂類。

        3、選擇合適的礦料。無論什么骨料,為使瀝青與礦料之間很好的粘結(jié)應(yīng)使用抗剝離劑,以延緩由于荷載和溫度的反復(fù)作用發(fā)生瀝青剝離而產(chǎn)生水毀現(xiàn)象,同時(shí)限制堿性骨料的使用。

        (二)合理設(shè)計(jì)

        1、面層厚度

        嚴(yán)格按照瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行,尤其要使路面結(jié)構(gòu)層厚度與瀝青混合料類型相一致,即瀝青面層厚度要滿足集料最大公稱尺寸3倍的經(jīng)驗(yàn)法則。

        2、基層厚度

        在面層厚度一定的條件下,路面結(jié)構(gòu)厚度越大,承載力越高。增加結(jié)構(gòu)層厚度是提高路面承載力的主要措施。

        3、做好排水設(shè)計(jì)

        降低地下水位是提高路基乃至路面強(qiáng)度的重要措施。當(dāng)開挖路基后發(fā)現(xiàn)有地下水滲出時(shí),不論流水量大小都要進(jìn)行處理。對分散水源要設(shè)置縱向、橫向網(wǎng)狀盲溝,對上邊坡滲水要設(shè)置腹式盲溝。

        4、做好瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

        瀝青的用量直接影響混合料的骨架嵌擠作用。瀝青在符合密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值等各項(xiàng)指標(biāo)的前提下,可適當(dāng)降低用量,油石比采用低限。

        (三)基層預(yù)開裂技術(shù)

        基層預(yù)開裂技術(shù)包括基層預(yù)鋸縫和基層預(yù)破碎。

        1、基層預(yù)開裂

        基層預(yù)開裂是指在半剛性基層上按一定間距一定深度設(shè)置預(yù)鋸縫,縫內(nèi)灌注瀝青等粘結(jié)材料,其上加鋪土工織物或格柵,再在其上鋪筑瀝青面層。起作用機(jī)理是通過鋸縫改善基層約束條件,從一定程度上釋放溫度應(yīng)力來達(dá)到防裂的目的,土工布即起到防滲作用,又緩解應(yīng)力集中,從而延緩或消除反射裂縫的產(chǎn)生。

        2、基層預(yù)破碎

        基層預(yù)破碎是指將舊水泥混凝土路面破碎成50mm~150mm的小塊,然后在這些相互嵌擠的水泥碎塊構(gòu)筑成的柔性基層材料上攤鋪熱拌瀝青混合料(HMA)罩面。這是一種針對舊水泥混凝土路面改造時(shí)預(yù)防反射裂縫的技術(shù)。

        (四)保證路基強(qiáng)度

        路基是路面的持力層,除了要承受自然因素的作用外,主要是承受路面所傳遞下來的荷載,因此,路基要具有足夠的強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性,否則會產(chǎn)生不均勻沉降,致使路面發(fā)生開裂。

        (五)正確施工,保證施工質(zhì)量

        施工質(zhì)量的好壞直接影響路面的各種性能,因此嚴(yán)格保證道路各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量,能有效防治路面裂縫?;鶎雍偷谆鶎拥酿B(yǎng)生要滿足要求,切勿為趕工期而提早鋪筑面層,以防基層損壞或收縮而導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。面層施工時(shí)保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青過分老化(控制瀝青的加熱溫度和加熱時(shí)間),加強(qiáng)運(yùn)料車的保溫工作,保證適宜的攤鋪、碾壓溫度,及時(shí)攤鋪,保證供料和攤鋪的連續(xù)性,減少由于混合料表面溫度降低影響溫度均勻性而產(chǎn)生的離析和裂縫,加強(qiáng)碾壓使瀝青混合料達(dá)到較高的密實(shí)度(98% 以上),做好施工接縫的聯(lián)結(jié)處理。

        (六)裂縫病害養(yǎng)護(hù)維修措施

        裂縫修補(bǔ)主要是進(jìn)行裂縫清理并放置填縫料,這樣的處理方法對延長路面的壽命非常有效。具體包括以下修補(bǔ)方法:

        1、清縫并灌縫:各種類型的裂縫均可以采用該方法,主要是使用熱空氣噴槍或壓縮空氣將裂縫中的碎屑吹出,然后灌入熱瀝青或者乳化瀝青進(jìn)行封填。

        2、擴(kuò)縫并灌縫:在橫向及縱向裂縫處理中采用。主要是使用路面鋸或開槽機(jī)在原有裂縫上設(shè)置填縫槽,然后放置填縫料或者灌縫進(jìn)行封填。

        3、壓縫帶封縫:橫向裂縫處理中采用。主要是用液化氣噴槍燒烤縫面,并用余溫?zé)緣嚎p帶使其軟化,然后粘貼于縫隙進(jìn)行封縫。

        裂縫作為瀝青路面常見病害之一,產(chǎn)生十分廣泛。對于瀝青路面的裂縫,只要能夠認(rèn)真分析產(chǎn)生原因,掌握預(yù)防和治理瀝青路面裂縫的有效措施,保證公路正常的使用性能和壽命。

        參考文獻(xiàn):

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