【摘 要】市政公路路面出現(xiàn)裂縫不但影響路容美觀(guān)和行車(chē)的舒適性,而且容易擴(kuò)展造成路面的結(jié)構(gòu)性破壞,縮短路面的使用壽命,瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行密封修補(bǔ),否則雨水及其他雜物就會(huì)沿裂縫進(jìn)入面層結(jié)構(gòu)及路基,導(dǎo)致路面承載能力下降,加速路面局部或成片損壞。本文將探討影響市政公路路面裂縫的因素及防治措施。
【關(guān)鍵詞】公路路面 裂縫 防治措施
市政公路路面裂縫產(chǎn)生的因素主要有疲勞、收縮、路基上的變形、結(jié)構(gòu)缺陷、老化和環(huán)境暴露等。由于引起裂縫的原因多種多樣,各種道路結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂類(lèi)型也就各不相同。
一、影響市政公路路面裂縫的因素分析
1.路基土變形引起的裂縫
路基承載力下降和路基沉降將導(dǎo)致剛性路面結(jié)構(gòu)中板的開(kāi)裂。這些裂縫可能是細(xì)微的或是中等寬度的,并且它們的邊緣可以沿著破裂面錯(cuò)動(dòng)。對(duì)于半剛性基層路面,這種現(xiàn)象可能導(dǎo)致同樣類(lèi)型的裂縫或者縱、橫向的決裂。對(duì)于柔性路面,受到影響的區(qū)域最終將會(huì)產(chǎn)生龜裂。粘性土的千縮將引起縱、橫向又深又寬的直線(xiàn)裂縫。
2.起始于瀝青磨耗層表面的裂縫
最初磨耗層中的疲勞裂縫比較細(xì)小,而且僅限于行車(chē)道,但隨著時(shí)間的推移,這些裂縫延伸至整個(gè)路面形成廣義上的龜裂。始發(fā)于磨耗層表面的裂縫可能是由于低溫和路面翹曲引起的。對(duì)貧混凝土上的瀝青面層結(jié)構(gòu),在低溫條件下,上層的溫度比下層的溫度低,結(jié)果不同深度處收縮量不同,引起混凝土板翹曲。這一影響加上瀝青表層溫縮產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力超過(guò)了材料的最大容許拉應(yīng)力,這樣就產(chǎn)生裂縫。表層瀝青的快速老化會(huì)使磨耗層變脆,并使它對(duì)溫度變化非常敏感,這樣就會(huì)產(chǎn)生微裂縫,并從表面擴(kuò)展至層底。這種類(lèi)型的開(kāi)裂可能最終發(fā)展為廣義龜裂。施工不當(dāng)時(shí),車(chē)道間的縱向接縫和橫向終點(diǎn)縫將暴露在行車(chē)荷載作用下和溫度變化中,這樣的構(gòu)造缺陷將導(dǎo)致直線(xiàn)裂縫,由于表面磨損和材料的損失,裂縫往往會(huì)加深。
3.拓展處裂縫
在道路拓寬處,如果原有結(jié)構(gòu)與加寬部分之間的施工連續(xù)性沒(méi)有得到保證,就會(huì)出現(xiàn)縱縫,這樣的裂縫通常是直線(xiàn)裂縫,而且往往相當(dāng)密集。以上三種開(kāi)裂類(lèi)型在前述三種里面結(jié)構(gòu)中都有可能產(chǎn)生。下列幾種是針對(duì)具體路面結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂類(lèi)型。
4.剛性路面結(jié)構(gòu)開(kāi)裂類(lèi)型
水泥混凝土路面的施工縫是不連續(xù)的,類(lèi)似于裂縫。縱向接縫和橫向接縫在表面部很寬,通常都會(huì)用填縫料填充,但在行車(chē)荷載和溫度應(yīng)力下作用下,這些接縫遲早都會(huì)發(fā)展。接縫的邊緣可能會(huì)剝落,使接縫喪失轉(zhuǎn)遞荷載的能力,使得在車(chē)輛通過(guò)時(shí)板邊緣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。沒(méi)有做接縫或者接縫做得太遲,混凝土板都將出現(xiàn)橫向縮縫。這些裂縫比較直,其間距和寬度可能變化很大混凝土板厚不足以承受行車(chē)荷載或路基承載力不足時(shí),板就可能在重型車(chē)輛作用下開(kāi)裂,這樣形成的裂縫是中等寬度的縱向或橫向直線(xiàn)裂縫,半剛性路面結(jié)構(gòu)開(kāi)裂類(lèi)型在半剛性路面結(jié)構(gòu)中,水泥處治基層通常沒(méi)有施工縫,因此,這些結(jié)構(gòu)層易于產(chǎn)生橫向縮縫、這些橫向裂縫貫穿磨耗層達(dá)到路表時(shí),通常是單一的直線(xiàn)裂縫,但在行車(chē)荷載作用下可發(fā)展為雙裂縫和分叉裂縫,當(dāng)水泥處治基層設(shè)計(jì)欠安全或已達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命時(shí)由于疲勞會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。
5.柔性瀝青路面結(jié)構(gòu)開(kāi)裂類(lèi)型
除在磨耗層中已介紹的裂縫類(lèi)型外,瀝青里面結(jié)構(gòu)可能由于基層的“過(guò)度疲勞”而產(chǎn)生殲裂,而且在行車(chē)荷載的作用下裂縫會(huì)擴(kuò)展至面層,雖然裂縫在出現(xiàn)的初期階段儀局限于車(chē)轍處,但通常會(huì)發(fā)展為快裂,在冬天非常寒冷的國(guó)家,瀝青層在低溫下會(huì)硬化,因此易于因溫度收縮而開(kāi)裂;當(dāng)使用硬質(zhì)瀝青和易老化的瀝青時(shí),這一現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。
二、市政公路施工中路面裂縫的控制措施
1.溫縮裂縫的防治
瀝青是一種對(duì)溫度變化比較敏感的黏彈性材料,溫度下降時(shí),瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形。當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),瀝青路面表面就會(huì)被拉裂,并逐步向下發(fā)展,形成上寬下窄的橫向裂縫。從根本上解決瀝青路面溫縮裂縫是不現(xiàn)實(shí)的,至今溫縮裂縫仍然在世界各國(guó)普遍存在。
(1)選擇合理的瀝青混合料和瀝青路面結(jié)構(gòu)。1)適當(dāng)增加瀝青面層厚度,可有效地防治瀝青路面低溫開(kāi)裂。2)采用柔性基層,或者在半剛性基層和瀝青層之間設(shè)置級(jí)配碎石過(guò)渡層,減少半剛性基層開(kāi)裂與溫縮裂縫的綜合作用。3)選擇空隙率小、不透水的密級(jí)配瀝青混凝土作為路面結(jié)構(gòu)層,設(shè)計(jì)空隙率宜降低采用2%-4%。盡可能采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)做面層。4)選用摩擦系數(shù)大、粗糙的基層對(duì)防治瀝青路面開(kāi)裂有利。5)土基為黏性土?xí)r,瀝青路面開(kāi)裂有減輕的趨勢(shì)。
(2)認(rèn)真施工。1)充分碾壓。在寒冷地區(qū)的瀝青路面,壓實(shí)度最好提高到98%以上,有效地降低施工結(jié)束時(shí)的殘余空隙率至小于6%。2)嚴(yán)防施工過(guò)程中的工序交叉干擾,杜絕施工污染。盡可能在同一年內(nèi)完成半剛性瀝青路面基層和瀝青層的施工,確保瀝青層成為一個(gè)整體。3)改善瀝青路面壓實(shí)度檢驗(yàn)方法,盡量減小取樣鉆孔的頻度,鉆孔處必須仔細(xì)回填,不致留下缺陷。鉆孔處經(jīng)常是溫縮裂縫的發(fā)源地。4)做好接縫,避免冷接縫,做好與排水井等人工構(gòu)造物的接頭。
2.降低和分散半剛性基層對(duì)瀝青層的影響
降低半剛性基層對(duì)瀝青層的影響就是使得荷載作用下半剛性基層裂縫的張開(kāi)幅度較小,以及重車(chē)通過(guò)的裂縫兩邊的相對(duì)沉降差較小,即裂縫處有著較好的荷載能力。在國(guó)外,通常有兩種措施用來(lái)降低和分散半剛性基層收縮開(kāi)裂對(duì)瀝青層造成的不好影響。
3.提高瀝青層的材料性能
瀝青混合料的性能也會(huì)影響瀝青面層裂縫的發(fā)展。為了阻止裂縫向上發(fā)展,瀝青層的底面層采用較高瀝青用量的密級(jí)配瀝青混合料是有利的。如果有條件,采用改性瀝青也是有利的,而且采用改性瀝青的同時(shí)勢(shì)必會(huì)增加瀝青用量,這會(huì)更有利于阻止裂縫的發(fā)展。
三、結(jié)論
由于瀝青路面下的半剛性基層自身的收縮,瀝青面層或多或少會(huì)出現(xiàn)反射裂縫??蓪⑼凉ず铣傻牟牧箱佋O(shè)在瀝青面層底部,減少或延緩反射裂縫的產(chǎn)生,一般采用玻纖網(wǎng)進(jìn)行路面加筋,由于玻纖網(wǎng)具有較大的抗拉強(qiáng)度及彈性模量,較低的延伸率和很高的熔點(diǎn),治理瀝青路面反射裂縫效果較好。
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