摘要:瀝青路面在使用期開裂是世界各國普遍存在的問題,瀝青路面裂縫問題是公路工程質量通病之一。本文主要分析了瀝青路面裂縫的種類以及影響因素,最后提出了瀝青路面裂縫的預防措施,以供參考。
關鍵詞:公路,瀝青路面,裂縫,防治措施,核心論文發表
1.瀝青路面裂縫的種類
1.1 橫向裂縫。(1)溫度裂縫。瀝青混合材料是熱的不良導體,當外界溫度下降時,路面材料的外部溫度會很快降低,而內部溫度的降幅卻很小,路面材料在溫度應力的反復作用下,會使瀝青面層從表面開始產生溫度疲勞裂縫。所以,反復的溫度應力作用會導致橫向斷裂的產生,進而貫通整個路幅。(2)反射裂縫。半剛性基層是采用無機結合料穩定的各種集料和土類,并具有一定強度和厚度的路面基層結構。在車輛荷載的作用下,半剛性基層發生更多的斷裂,早期強度遭到破壞并反射到面層,引發面層產生橫向裂縫,而且路面裂縫的位置基本與基層裂縫的位置相吻合。
1.2 縱向裂縫。縱向裂縫主要是由于路基的填料不夠均勻,影響了路基的整體穩定性與強度,在超重荷載的作用下產生路面縱向開裂,而且隨著溫度的下降,在溫度應力的頻繁作用下裂縫會繼續發展。另外,在施工過程中,填料的不一致性、壓實度控制不嚴等,也容易出現較長的縱向裂縫。
1.3 龜裂與網裂。如果瀝青與瀝青混合料的流變性能差、延度低,其間夾雜著泥灰或者路面結構中存在著軟弱層,致使粒料產生松動、水分滲入、料問粘結性差,或者瀝青面層厚度不夠、基層強度或路面總體強度不足等,日后都會產生龜裂乃至網裂,加劇路面結構的破壞程度。
2.影響路面裂縫的因素
公路路面裂縫的產生主要受以下幾個因素的影響:路面材料的性能和路基的填料,施工工藝,氣候條件,車輛載荷等。
例如有些縱向裂縫路段所處地基并不是軟弱地基,但處于丘陵低洼、河谷處,地下期受水沖蝕,天然含水量較高,由于在設計時未發現或未做特別處理,在施工時也未做等載或超載預壓,在高填土后,地基出現不均勻沉降,造成路面縱向開裂,在有些河谷、水塘地段雖作了清淤處理,但處理不徹底或回填材料的壓實控制不好,也會因不均勻沉降造成路面縱向開裂。
橫向裂縫大多數不是由于荷載作用引起的。其成因主要有以下幾點:(1)基層材料收縮引起橫向裂縫。一方面在基層成型過程中,因為基層材料失水收縮而形成規則的橫向裂縫,含水量越大收縮越嚴重;另一方面基層材料因溫度驟降而發生低溫收縮開裂,碾壓后的混合料,在低溫季節施工產生溫縮裂縫。這兩種收縮變形使得面層底層承受拉力,當拉力超過瀝青面層抗拉強度時候就使瀝青面層底部拉裂,并隨著溫度的循環變化及行車荷載的反復作用而導致面層底面裂縫。(2)基層混合料施工引起的裂縫。混合料未充分壓實,強度不足或厚度不夠在外荷作用下產生裂縫;碾壓成型后未及時養護或未養護,任其在陽光下暴曬和風干,不能保持潮濕的養生狀態。(3)瀝青及混凝土的溫縮引起的裂縫。因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發生收縮變形。當收縮拉力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,瀝青路面表面就會被拉裂,并逐步向下發展,形成上寬下窄的橫向裂縫,這種溫縮裂縫在冬季時會變大,而到春季就又縮回。(4)差異沉降引起的橫向裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理辦法變化處或者構造物臺背與路段交接處,城市道路反開挖埋置的橫向雨水管道回填與相鄰路基沉降差異,因地基或路基與構造物差異沉降導致基層開裂,并反射到瀝青面層,形成橫向裂縫。
網裂主要是由于路面的整體強度不足而引起的。一個原因可能是路面結構設計不合理,路基路面壓實度不足,路面材料配合不當或未拌合均勻,瀝青與石料粘結性差,導致出現路面的網狀裂縫;另一個原因可能就是由于路面出現橫向或者縱向的裂縫后未能及時處理,使水分滲入下層,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到了表面產生唧漿,基層表面被逐步掏空,產生網裂。另外,瀝青老化和汽車嚴重超載,使基層產生疲勞破壞也是導致瀝青面層形成網裂的重要原因。
3.公路瀝青路面裂縫預防措施
3.1 橫向裂縫的預防措施。降低土基的含水量,使路槽0cm~80cm處于干燥狀態,并加設隔離層隔斷地下毛細水的上升;保證路面防凍層的厚度,避免路面發生凍脹,減少路面因凍脹產生裂縫;加強填土路基的壓實,減少或避免沉降裂縫的產生;加大半剛性基層材料的粒徑,提高粒料的含量,相對減少粉煤灰等細料用量;將面層與基層的透層作為連結層,減少基層及以下反射裂縫的傳遞。
3.2 縱向裂縫的預防措施。瀝青路面裂縫的產生重在預防,從路基、路面結構層設計和材料以及施工的各個環節都要重視。以施工環節為例:必須嚴格控制路基的填筑工藝,保證路基的強度。要保證瀝青混合料在拌和、運輸、攤鋪時的溫度,尤其是要控制好碾壓溫度。對于多幅攤鋪施工,盡量采用多臺攤鋪機呈階梯形攤鋪作業,并且采用熱接縫。碾壓時,盡可能采用初壓、復壓和終壓的步驟,以保證壓實度、表面穩定性以及表面平整度。在養生過程中,注意渠化交通和檢測表面彎沉值。此外,可以在面層與基層之間設置瀝青碎石中間層、低黏度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層(如圖4所示)。也可以在瀝青路面加土工格柵,改善瀝青路面的主要功能 ,以有效地控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫。
4.結論
瀝青路面的橫向裂縫和縱向裂縫是不可避免的,不管路面上產生的是什么類型的裂縫,只要有裂縫就應該及時封縫,防止表面雨水或雪水的侵入,從而導致其它路面病害的產生。其原因是多方面的,既有設計方面的原因,也有施工方面的原因,還有自然因素與車輛荷載的作用。
瀝青混凝土路面各種裂縫的產生很大程度上是由于不規范施工造成的,只有采取積極有效的措施,規范管理,合理組織施工工序,才能有效控制和延緩裂縫的產生。從而延長路面的使用壽命,提高路面的服務性能,減小后期養護強度。
對公路的養護要堅持高標準嚴要求,在養護工藝上要盡量采用新技術。新技術實質上是新材料、新設備、新理念的綜合運用,要不斷創新理念,探究路面病害的實質,提出科學的養護結構形式,運用新材料、新設備、新工藝對病害路面采取有效的防治措施。合理設計、選材、精心施工和加強養護是提高瀝青混凝土路面使用性能的唯一途徑。
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