第一篇:瀝青路面的裂縫及預防[范文]
長安大學公路監理??飘厴I論文
瀝青路面的裂縫及預防
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二〇一六年四月 摘要 :分析公路瀝青路面裂縫的危害、裂縫的形式、瀝青路面裂縫的應力分析、瀝青路面產生裂縫的原因、提出對裂縫的預防和治理措施。隨著高等級公路的大量修建,半剛性類材料以其優良的工程性能和顯著的經濟效益在我國公路建設中得到了廣泛的應用,并在公路建設中越來越占有特殊的重要地位。然而,半剛性材料的缺點在于抗變形能力低,在溫度、濕度變化時易產生裂縫,當瀝青面層較薄時易形成反射裂縫,瀝青路面本身也易產生低溫裂縫,瀝青路面一旦出現裂縫,有可能導致路面結構性破壞,影響路面的使用性能。路面危害在于從裂縫中不斷進入水分,使基層甚至路基軟化,導致路面承載力下降,產生唧漿、臺階、網裂等病害,從而加速路面破壞。現在就公路發生的一些裂縫的病害成因、危害以及防治情況做一探討。
關鍵詞:瀝青路面;裂縫;成因;預防措施;治理方法
前言
由于瀝青路面具有造價低、噪音小、行車舒適、施工快捷、維修方便等優越性,因而瀝青路面得到了廣泛的推廣和應用。裂縫是瀝青路面常見的病害,對道路的危害極大,特別在冬季和春季,因時有雨、雪水滲入,在行車荷載的作用下,使本來就處于裂縫狀態的路面病害更加趨于嚴重,最終導致破壞。因此,為了提高路面質量,減少路面病害,必須加強對瀝青路面早期裂縫的認識及防治工作。
1.瀝青路面裂縫的危害
危害在于從裂縫中不斷地進入水分,導致路基軟化,使路面破損,影響其使用功能,如果不及時進行維修和處理,這些破壞將進一步擴大,最終對路面造成嚴重破壞,從而影響公路的運行。在松散、開裂、變形、坑槽等病害當中,裂縫是瀝青路面損壞的主要表現,因為它會縮短路面的使用壽命和影響行車的舒適性和安全性。
2.瀝青路面裂縫的形式
瀝青路面裂縫的形式按形狀分:橫向裂縫、縱向裂縫、龜狀裂縫和網狀裂縫;按有無荷載可分:荷載裂縫和非荷載裂縫;按路面有無沉陷分為:沉陷性、疲勞性裂縫和非沉陷性早期裂縫。
3.瀝青路面裂縫的應力分析
3.1 結構性破壞裂縫
①瀝青路面的結構性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下,大于半剛性基層材料的抗拉強度時,半剛性基層的底部就會很快開裂。在行車荷載的反復作用下,底部的裂縫會逐漸擴展到上部,并使瀝青面層也產生開裂破壞。影響拉應力主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。選取不同的瀝青面層厚度和半剛性基層厚度,通過試驗得出半剛性基層底部的拉應力與半剛性材料回彈模量間的關系曲線。
②在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層,可使基層底面由行車荷載產生的拉應力明顯減小,甚至還小于半剛性底基層底面產生的拉應力,這對半剛性基層承受行車荷載的反復作用是十分有利的。
3.2 溫度裂縫
瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種,一種是低溫收縮裂縫或簡稱低溫裂縫,另一種是溫度疲勞裂縫。
3.2.1低溫裂縫
瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應力松馳性能,溫度升降產生的變形不致于產生過大的溫度應力,但當氣溫大幅度下降時,瀝青材料逐漸發硬并開始收縮。此時半剛性基層的底部將產生拉應力,當拉應力瀝青混合料的應力松馳趕不上溫度應力增長,混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的,面層中產生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度,瀝青面層就會開裂。這種情況在瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時,裂縫就更容易發生。由于瀝青路面寬度有限,收縮受路面結構的相互約束較小,所以低溫裂縫主要是橫向的。
3.2.2溫度疲勞裂縫
這種裂縫主要發生在日溫差大的地區。由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞,使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小,加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應力松馳性能降低,最終達到極限抗拉強度使路面產生裂縫。
3.3 光彈試驗
在面層和基層均無裂縫的情況下,表面降溫30℃,在瀝青面層中產生的溫度應力分布。在面層已有裂縫時,光彈試驗得到的溫度應力分布狀況。
一方面溫度向瀝青面層底部傳遞需要一定的時間,不是瞬時完成的,而且瀝青面層內部和底部的溫度不可能與其暴露表面的溫度相同,始終有溫度差,即瀝青面層中會產生較大的溫度梯度。瀝青面層愈厚,表面溫度與底部溫度差愈大,層間溫度梯度也愈大。
另一方面瀝青面層表面的溫度應力隨著面層的增厚而增加,面層內的應力隨深度而很快減小,同時面層表面的溫度應力隨降溫幅度變小而減小。瀝青面層的表面一旦開裂,隨著持續低溫或另一次降溫,在裂縫尖端會產生較大的應力集中,使裂縫向下延伸并逐漸穿透整個瀝青面層;由于面層底部與基層表面的粘結作用,裂縫呈現上寬下窄現象。
4.瀝青路面產生裂縫的原因
4.1設計原因
①路面結構設計不合理或厚度不足,路面強度無法滿足行車要求或者對路面設計年限內交通量年均增長率估計偏小,以至瀝青路面產生裂縫。
②地下管道設計深度不夠,導致基層壓實不平引起瀝青路面的橫向裂縫。
4.2材料因素
①瀝青混合材料過細,其結合料過少(即石油必過低);炒過火。②瀝青混合料中集料級配不佳,石料偏少。③瀝青材料配合比不正確。
④瀝青原材料低溫延性差或瀝青混合料粘結力低,造成路面早期裂縫。
4.3氣候因素
①路基或基層結構強度不足,路基局部下沉路面掰裂。
②半剛性基層在鋪建時隨著混合料水分的減少產生干縮應力,形成干縮裂縫。
③基層混合料的離析或輾壓不密實及機械組合不合理,造成基層上部細粒料上浮,形成強度較弱的薄層,在行車荷載作用下,易產生龜狀裂縫。
④半剛性基層養生不當直接影響干縮裂縫的產生。
⑤半剛性基層養生結束后,如果不及時灑鋪封層或透層油,隨著暴曬時間的增長產生干縮裂縫。
⑥施工填土未壓實,路基產生不均勻沉陷,接縫處壓實未達到要求,在行車作用下形成縱向裂縫。
⑦瀝青混合料攤鋪時間過長,其表面溫度低,內部較熱,用重型壓路機碾壓易引起路面表面切斷。
⑧施工接縫處理不當、碾壓方式不正確易產生橫向裂縫。
4.4超載因素
①由于超載車輛引起累計軸次的增大,從而引起設計彎沉值減小。②由于超載造成正常設計的路面基層或低基層抗拉強度不足,使其提前在層底產生拉裂。
③由于超載,加之車輛的振動沖擊作用,可將路面壓壞,即一次性破壞作用。④由于超載,車輛在上下坡、剎車時將加速瀝青路面層的剪切破壞。
5.瀝青路面裂縫的預防措施 5.1設計措施
①在設計中,充分估計和預測遠景交通量,適當考慮超載車輛的比列,適當提高路面結構層的標準。在設計半剛性路面結構時,優先選用抗壓性能好,干縮系數和溫縮系數小及抗拉強度高的半剛性材料做基層。
②設計地下管線的埋深不能高于路面以下30cm。
5.2材料措施
①選擇適合的道路材料和面層材料,進行合理的結構組織設計,確定瀝青路面厚度。
②在瀝青混合料中添加石棉或木質纖維料或采用較厚的瀝青面層減少或延緩由半剛性基層產生的反射裂縫。
③面層瀝青盡量選擇低稠度、髙延度、低含臘量的優質瀝青,在滿足穩定度要求的前提下,選擇針入度較大的瀝青,必要時可選用干性瀝青。
5.3施工措施
填土中不得含有淤泥、腐殖土及有機物等,壓實度達到規定值;嚴把瀝青混合料質量關,使瀝青混合料級配最佳,礦料拌合粗細均勻一致,嚴格按配合比控制油石比;控制瀝青混合料所用瀝青的延度,拌制瀝青混合料時防止瀝青混合料加熱過度“燒焦”;混合料自加工廠運到現場氣溫較低時,應覆蓋油布保溫;嚴格控制瀝青混合料施工溫度;攤鋪瀝青混合料后緊接著碾壓,縮短碾壓長度;嚴格按碾壓操作規程作業,壓路機在對瀝青路面進行碾壓時,車輛禁止在新壓路面調頭,碾壓的速度不宜快;在半剛性基層施工中,控制壓實的含水量;大風和降雨時停止攤鋪和碾壓;宜采用全路寬整幅攤鋪,避免縱向分幅接茬;半剛性基層碾壓后,應及時覆蓋灑水養生,潮濕養護5—14d;剛性基層施工后,養生期內嚴禁車輛通行,并在養生期結束后及時澆面層。
5.4超載措施
①適當增加路面厚度,使用更優質材料提高路面整體強度。
②增加車輛的后軸,改善車輛對路面的作用發展雙后軸及對后軸大型載貨車輛,避免道路的早期破壞。
③執法從嚴,限制車輛超載運輸,避免道路的早期破壞。
6.瀝青路面裂縫的治理
①一經發現裂縫后應立即修補以免水通過縫滲透到基層,造成基層破壞而影響面層。對于較小的橫向裂縫和縱向裂縫,縫寬在6mm以內,宜將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹去塵土后,可用灌入熱瀝青或乳化瀝青材料加以封閉處理;縫寬大于6mm的,將裂縫內雜質處理干凈后,用瀝青砂或細粒式瀝青混凝土填充、搗實,并用烙鐵封口,撒砂,掃勻;也可以采用乳化瀝青混合料填封。
②輕微龜裂可采用刷油法處治,或進行小面層噴油封面,防止滲水擴大裂縫;大面積龜裂、網裂采用加封層或瀝青表面處理。嚴重龜裂、網裂應對基層進行補強。
③碾壓中出現微裂縫,可在終碾前,用輪胎碾進行復壓,消除裂縫。④因土基、路面基層的病害或強度不足引起的破損,應處理路基或基層,然后在修復路面。
7.結束語
瀝青路面出現裂縫是很普遍的,在各級公路中都是最常見的問題,也是不可避免的,所以只能分析產生裂縫的原因,從中找出方法更好的預防路面出現的裂縫。另外,在養護上也應該加大力度,隨著經濟的日益發展,汽車的通行量也大大的增加了,提高路面的使用性能不僅有助于經濟發展也能減少交通事故的發生。在養護上也要不斷改進技術,新型的養護技術會更好的減少瀝青路面裂縫的產生。還有的承包商只以盈利為目的,在施工時偷工減料,各項技術指標也達不到標準,導致了路面的使用年限大大下降。修路時要以“經濟,實用,美觀,”出發,這樣才能保證路面的質量。
參考文獻:
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第二篇:公路瀝青路面裂縫的預防和處理
公路瀝青路面裂縫的預防和處理
(內蒙古交通建設監理咨詢有限責任公司,內蒙古 呼倫貝爾 021008)
摘 要:文章針對瀝青路面裂縫的形成、危害及裂縫的種
中圖分類號:U418.6 文獻標識碼:A 文章編號:1007—6921(XX)07—0215—0
2瀝青路面開裂是瀝青路面使用中遇到的主要病害之一。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式多 種多樣,但就瀝青路面開裂的主要原因而論,裂縫可分為荷載型裂縫和非荷載型
荷載型裂縫主要是由于交通荷載作用下產生的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設計合理、施工質量良好的條件下,單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。非荷載型裂縫主要為 溫縮型裂縫,瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂。對于瀝青路面基層存 在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,又可以分為反射裂縫與對應
由于環境溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面初期 產生的裂縫對瀝青路面使用性能常無 明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產生的拉應力超過半剛性基層自身的 極限抗拉強度,使其從強度薄弱處產生斷裂,隨著路面使用時間的延長。已有的裂縫逐漸向 上擴展到路表,橫向裂縫不斷增加??p寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫,最終形 成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大,甚至飽和。其 結果是路面強度明顯降低,在大量行車荷載反復作用下,產生沖刷、唧漿和沉陷等現象,最 終導致路面很快產生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。認識瀝青路面開裂機理、阻止或延緩裂縫的發展,對于延長瀝青路面的使用壽
延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫.可采用兩大類方法: ①在施工期間就采用相應的預防裂縫或處理措施;②在維修養護時選用合適的加鋪層體 系。本文僅從半剛性基層瀝青路面裂縫的預防或處
2.1
路基是路面的基礎,路基工作區又是路基經受行車荷載影響較大的深度區域,該深度區域必 須具有足夠的強度和整體穩定性,否則將產生不均勻沉降而導致路面發生開裂。因此,必須 采取有效措施處理好影響路基工作區的穩定性和強度的關鍵環節,最大限度地減小路基完工 后沉降量。
2.1.1 路基工作區的強度主要是在填筑過程中形成的。必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限黏土,再次選用低
2.1.2 壓實度是反映路基強度的重要指標,也是提高路基強度和穩定性的最經濟、最有 效的技術措施,施工中必
2.1.3 降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關鍵部 位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩定性。當開挖后發現底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質差的地段要進行換填處理,確保其強度和
2.2
當基層厚度增加時,其承載能力也迅速增加,試驗證明,半剛性基層厚度由10cm增加到25c m時,其承載力提高為原來的32.3
研究表明,面層反射裂縫明顯受瀝青面層厚度的影響,厚度超過15.0cm的面層可以有效地防 止受拉疲勞所產生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應力。國外資料介紹。在貧混凝土 上鋪筑100cm的瀝青面層時,在形成反射裂縫前可累積通過標準軸載10×10次。如果瀝青面 層加厚到10cm,則可通過20×10次。如瀝青面層加厚到175 cm則可
2.4
選用抗沖刷能力好,干縮、溫縮系數小、抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫 度膨脹系數低的骨料。
選用松弛性能好的優質瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優質瀝青 的情況下。應采用某些添加劑或聚合物。以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩定性能。
在穩定度滿足要求的前提下。選用針人度較大的瀝青作兩層。在瀝青混凝土中使用針人 度較大的瀝青可以阻止低溫收縮及高溫疲勞作用兩種機理引起的裂縫擴展。
采用密實型瀝青混凝土面層孔隙率對面層的疲勞壽命有很大影響,密實型瀝青混合料在 使用中瀝青硬化緩慢,同時也延緩了裂縫的擴展。
瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性 好的材料。如果集料呈酸性,則應添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉,確保混合料的 抗剝落 性能,同時應盡量降低集料的含水量,盡可能使用機制砂代替圓形顆粒的天然砂。
瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選配混合料級配時,應兼顧其高溫穩定性,疲勞性能和低溫抗裂性能以及路表特性和耐久性等各方面的要求。
在條件允許的情況,可以采用間斷級配、大空隙、密實型的瀝青瑪蹄脂碎石(sMA)混合料 和采用改性瀝青。sMA混合料具有良好的高溫穩定性、低溫抗裂性能,抗車轍性能好、使用 壽命長,是防裂路面設計時應選用的一項新技術。
采用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青在瀝青混凝土表面作封層,可進一步提高表面層的抗溫
2.5
在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層。預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低黏度瀝青混凝土層等
采用應力吸收薄膜(如土工格柵加筋瀝青路面、橡膠瀝青吸收膜),對減緩反射裂縫的產生與 擴展有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產生的應力傳到面層時大為減少,明顯降低應力強
2.6
在半剛性基層上鋸縫,即在結構層碾壓前切割一條縫直到層底??p寬為0.5cm,內填瀝青砂 或瀝青乳液隨即;降切 縫快速封閉,然后以正常方式碾壓該層。這樣可預先制造更直、更多 規則間距的裂縫(通常間距為2.3in)。這樣它比自然裂縫更細、裂縫位移更小,從而避免裂 縫邊緣的快速惡
在施工方面,控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍,壓實度達到規范要求,碾壓完成后要及時保濕養護,防止基層干曬,養護結束后,立即噴灑瀝青乳液,做成透層 或粘層,然后盡快鋪瀝青面層。
制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度不使瀝青老化,加強碾壓,使瀝青混合料達到 規定的壓實度,也
盡可能采取有效措施來減少半剛性基層本身的收縮裂
公路鋪設瀝青面層前,針對裂縫產生的不同因素,采取有效的裂縫預防措施和處理技術,可 以大大減少路面裂縫的出現提高路面使用性能,延長路面使用壽命。
第三篇:瀝青路面裂縫及其預防措施
瀝青路面裂縫及其預防措施
摘要:綜述瀝青路面裂縫類型,產生裂縫的原因及其防治措施。提出合理設計、選材得當、精心施工、及時養護和維修是提高瀝青混凝土路面使用性能,減少路面裂縫的根本保證。
關鍵詞:瀝青混凝土路面 裂縫 防治措施常見裂縫類型及成因
1.1 表面龜裂、網裂
龜裂是指縫寬3mm以上,且多數縫距在10cm以內,面積為1 m。以上的塊狀不規則裂縫。網裂是指縫寬1 mm以上,縫距在40 cm以下,面積為1 m。以上的網狀裂縫。表面龜裂、網裂的產生,通常是由于路面整體強度不足,基層局部軟化、穩定性不良等原因引起的。因超荷載使用,養護不及時,造成瀝青面層老化變脆,也會發展成網狀裂縫。
1.2 縱向裂縫
產生縱向裂縫的原因大致有兩種情況,一種是由于路基施工時壓實度不均勻,在使用過程中,路面產生了不均勻沉降而引起,常見于半填半挖路段或為趕工期而快速施工的道路;另一種是在瀝青面層施工中,用瀝青攤鋪機分幅攤鋪時,兩幅接茬未處理好,在行車荷載作用下,也易形成縱向裂縫。另外,急剎車產生的車轍邊緣往往也會有縱向裂縫。
1.3 橫向裂縫
橫向裂縫可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
產生荷載型裂縫的主要原因是:
(1)路面結構設計不當,未充分考慮到各種不利的綜合因素,加上施工質量低劣而影響瀝青面層的正常使用壽命,或由于開放交通后,反復受到嚴重超載車輛的荷載作用,致使瀝青面層或半剛性三渣基層內產生的拉應力超過其疲勞強度而產生裂縫。
(2)橫斷面設計失誤或施工時質量控制不當,造成路拱度不足,形成雨天不能及時排除路面積水的隱患,當高速運轉的車輪接觸路面積水的瞬間,巨大的壓力迫使受壓水將壓力迅速傳遞到路面,造成瀝青路面因強度不足而產生裂縫。
非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要表現形式,它的產生主要有兩種情況:
(1)瀝青面層溫度收縮性裂縫;
(2)基層反射性裂縫。
裂縫的危害
裂縫的出現會使路面開裂,破壞道路結構的完整性;同時還會帶來其他類型的路面損壞。如:在行車荷載的作用下形成啃邊、坑槽;水分通過裂縫滲入,會降低路面結構的強度,與交通荷載、氣候共同作用,會導致剝落、松散、唧泥、坑槽,產生新的裂縫和使原有裂縫更加嚴重,甚至導致基層或路基產生凍脹、翻漿等,嚴重影響路面的使用壽命和結構的穩定性。裂縫的出現會使車輛通過時產生跳車,造成行車不舒適,影響車速;同時會對司機和乘客心理造成壓力,影響道路的使用信譽等。對罩面層最直接的危害就是產生反射裂縫,影響罩面層的效果。產生裂縫的原因分析
3.1 瀝青混合料
瀝青混合料的性質是個重要影響因子。
(1)瀝青:一方面瀝青混合料低溫勁度指標是決定是否開裂的根本因素,瀝青勁度又決定瀝青混合料勁度的關鍵。瀝青老化越嚴重,勁度越大,裂縫就越容易出現;另一方面瀝青的溫度敏感性也對裂縫的產生造成直接的影響,溫度敏感性大的瀝青易開裂。通常,瀝青的含蠟量越高,其拉伸應變就越小,瀝青的脆性越大,溫度敏感性也越大,溫度稍有變化,就容易產生裂縫。
(2)碎石級配:骨料組成級配也與開裂有一定關系,一般情況下,瀝青含量偏低、石粉石屑含量偏高易產生裂縫。
3.2 基層
半剛性基層(粉煤灰三渣)較之級配碎石、瀝青穩定碎石等柔性基層,熱容量小,與瀝青表面層的附著粘結性能差,尤其是本身收縮的附加影響,使面層的橫向裂縫要多一些。特別是由于現在的城市道路大多不按定額工期進行施工,施工周期縮短,有相當部分的三渣基層養生不足,直接造成攤鋪不久后就產生了裂縫,這些裂縫在荷載和溫度的作用下,由基層逐漸反射到表面,引發瀝青面層產生裂縫。
3.3 路面面層厚度
瀝青面層厚度增加,裂縫就減少。這是指用同一種瀝青混合料時,厚度大的比薄的裂縫率要小。但采用質量好的瀝青即使鋪筑較薄的路面其橫向裂縫也可能少于瀝青質量差但厚度大的路面。
3.4 施工因素
優化施工方案,進一步提高施工技術,確保優質的施工質量,特別是采取必要的措施,確保各結構層的壓實度達到規范要求,提高基層的穩定性和排水透水性,提高和完善面層接縫處理等,這些是保證不出現裂縫特別是縱向裂縫和表面龜裂、網裂的前提。
3.5 氣候與交通條件
氣溫的升降是溫度收縮性裂縫出現的先決條件,溫差越大,就越容易形成裂縫;雨水入侵是直接導致裂縫的形成或加速原有裂縫的形成,甚至破壞路面。當然,不論何種裂縫,一旦產生,即使在正常行車荷載的作用下,都會加速路面破壞。
防治措施
4.1 合理設計
合理的路面結構設計是保持瀝青路面具有良好使用性能的基礎,也是避免出現早期裂縫的保證。
(1)采用半剛性基層與底基層:半剛性基層具有較高的強度和較高的承載模量,可有效避免瀝青路面荷載性裂縫的產生。施工時最好在合適位置預先留出有規則的微小裂縫,引導化解回彈應力,以防止基層裂縫反射到瀝青面層,造成面層的裂縫;為了使半剛性基層保持良好的工作狀態,還應注意土路基對基層的作用,因為土路基的承載模量對減少基層底面的拉應力和拉應變有很大影響。
(2)合理確定路面厚度:作為柔性路面,應根據其道路等級、交通量、自然地基地質情況、道路基層情況和施工季節等綜合因素,獨立計算其設計厚度。作為舊水泥路面的改造,瀝青面層厚度的確定主要應考慮結構強度因素;與非結構強度因素有關的加罩層厚度的確定,主要應考慮道路沿線高程的控制、瀝青面層的最小攤鋪厚度要求、加罩層與原路面板塊的結構性能等問題。
(3)重視瀝青混合料的級配設計:采用優質含蠟量低的進口瀝青密級配瀝青混合料,以提高瀝青混合料的抗裂縫性能。
(4)采取有效措施吸收應力:在路面結構層中設置各種類型的應力吸收層和設置某些土工織物,以消除應力集中,降低裂縫產生的幾率。
(5)使用粘層油:粘層油是指在封層之問或具有裂縫的路面層之間的涂刷層,它能有效地祛除反射裂縫,在半剛性基層和需改建的舊水泥混凝土路面上攤鋪時必須使用。
(6)設置獨立隔水層:它設置在面層與半剛性基層之間,以減少路面水下滲。
4.2 選材得當
使用溫度和干燥收縮較低的基層材料;選擇抗裂性好的材料做基層;使用抗裂性好的瀝青;選擇級配合適的骨料。無論什么骨料,為使瀝青與骨料產生很好的吸附作用,應使用抗剝落劑,以延緩因荷載和溫度的反復作用使瀝青剝落而產生的水毀現象;嚴格控制骨料的酸堿度,限制堿性骨料的使用。
4.3 精心施工
精心施工以確保施工質量的優良,方案合理以確保攤鋪質量、碾壓強度,減少由于混合料表面溫度降低影響溫度均勻性而生的離析和表面毛細裂縫;基層、底基層養護及時合理,養生期應滿足正常工期要求,切勿為搶工期而提前鋪筑面層,造成基層損壞而導致面層產生反射裂縫;加強運料車的保溫作用,保證適宜的攤鋪、碾壓溫度,及時攤鋪,保證供料和施工的連續性,以避免面層產生施工表面裂縫;做好施工接縫的連接。另外,三渣基層的表面平整度也是關鍵的因素,基層越平整,瀝青混凝土攤鋪厚度就越均勻,產生表面裂縫的幾率也會大大降低。
4.4 加強養護和維修
完善路基、路面的排水設施,保證路面排水順暢,避免基層與面層之間形成蓄水槽,可有效防止面層裂縫的產生。
結束語
綜上所述,合理設計、選材得當、精心施工、及時養護和維修是提高瀝青混凝土路面使用性能、減少瀝青混凝土路面裂縫產生的根本保證。
第四篇:瀝青路面裂縫病害原因及治理措施
瀝青路面裂縫病害原因及治理措施
2010-10-13 15:28 來源于網絡 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
1、裂縫的表現形式
瀝青路面的開裂原因是多種多樣的,主要有橫向、縱向、網狀和反射裂縫等。
1.1橫向裂縫表現
裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,有時伴有少量支縫,縫長有的貫穿整個路幅,有的貫穿部分路幅,裂縫彎彎曲曲、有枝有叉。
1.2縱向裂縫表現
裂縫走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一。一般都發生在高填方的路基上??v向裂縫容易形成沿行車方向呈臺階狀,影響行車舒適性。
1.3網狀裂縫表現
裂縫縱橫交錯,將面層分隔成若干多邊形的小塊,一般縫寬1mm以上,縫距40cm以下。是行車荷載的重復作用而引起的疲勞裂縫。
1.4反射裂縫表現
基層產生裂縫后,在溫度和行車荷載作用下,裂縫逐漸反射到瀝青表面,路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加罩的瀝青結構層,裂縫形式不一,主要取決于下臥層。
2、裂縫產生的原因分析
引起瀝青路面開裂的原因很多,大體可分為三種:(1)由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下,當路面結構層底部產生的拉應力大于其材料的抗拉強度時,產生的開裂稱之荷載型裂縫。(2)由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫。(3)經常出現在橋涵兩端的橫向裂縫,或在路段上出現較長的縱縫,主要是由填土固結沉陷或地基沉陷引起,稱為沉降裂縫,盡管瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但其中的行車荷載作用、瀝青面層溫度變化是產生裂縫的主要原因。
2.1橫向裂縫
(1)瀝青面層的自身溫縮開裂;(2)半剛性基層的開裂反射到瀝青面層;(3)某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區路基凍裂導致路面的橫裂;(4)面層施工時,施工縫未處理好,接縫不緊密,結合不良;(5)橋梁、涵洞或通道兩側的填土產生固結或地基沉降等。
2.2縱向裂縫
(1)填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實度達不到設計要求。經過一段時間的自然沉降,特別是經過雨水浸泡后,路基強度有所下降,沿邊坡部分路基承載力也下降,就會出現縱向裂縫;(2)施工時,前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關規范要求認真處理,結合不緊密而脫開;(3)縱向溝槽回填土壓實質量差而發生沉陷;(4)拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底,沉降不均勻引起縱向開裂;(5)邊坡值小于設計值,邊坡壓實不夠和邊溝過深使實際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開裂。
2.3網狀裂縫
(1)路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體,使路面的承載能力下降形成的裂縫;(2)瀝青與瀝青混合料質量差。瀝青延度低,抗裂性差。瀝青混合料拌和時間過長,拌和溫度過高或在儲料倉倉儲時間過長,使瀝青變硬,對拉應變敏感而產生的裂縫;(3)瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,形成的裂縫;(4)行車荷載重復作用下引起的疲勞裂縫;(5)外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網裂。
2.4反射裂縫
基層反射裂縫是由溫度收縮和干燥收縮變形引發所致。曝露時間、失水率、級配和水泥劑量對干縮性能有影響,降溫時間、溫度、級配和水泥劑量對溫縮性能有影響。
3、預防措施
3.1橫向裂縫
(1)對基層進行處治。采取防裂措施,及時對基層進行養生以減少前期開裂,及時鋪筑瀝青面層或澆灑透油層以減少裸露時間,減少基層橫向干縮性開裂。(2)橋涵兩側填土充分壓實或進行加固處理。沉降嚴重地段,事前應按軟土地基處理。(3)按本地區氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型,以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。優先考慮采用優質瀝青。(4)合理組織施工,攤鋪作業連續進行,減少冷接縫。冷接縫的處理,應先將已攤鋪壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊、清除碎料,然后用熱混合料敷貼接縫處,使其預熱軟化;鏟除敷貼料,對縫壁涂刷粘層瀝青,再鋪筑新混合料。(5)充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機在已壓實的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15~20cm,直到壓路機全部在新鋪層為止,再改為縱向碾壓。
3.2縱向裂縫
(1)路基填筑時,使用合格的填料,并進行分層壓實,同時正確放坡,高填方段放緩邊坡,減少邊坡深度。(2)面層施工時,盡量采用全路幅一次攤鋪,如分幅攤鋪時,前后幅應緊跟,避免前攤鋪幅混合料冷卻后才攤鋪后半幅,確保熱接縫。如無條件全路幅攤鋪時,上、下層的施工縱縫應錯開15cm以上。前后幅相接處為冷接縫時,應先將已施工壓實完的邊緣坍斜部分切除,切線須順直,側壁要垂直,清除碎料后,宜用熱混合料敷貼接縫處,使其預熱軟化,然后鏟除敷貼料,并對側壁涂刷粘層瀝青,再攤鋪相臨路幅。攤鋪時控制好松鋪系數,使壓實后的接縫結合緊密、平整。(3)溝槽回填土應分層填筑、壓實,壓實度需達到要求,宜采用T型搭接。(4)拓寬路段的基層厚度和材料須與老路面一致或稍厚。土路基應密實、穩定。鋪筑瀝青面層前,老路面側壁需涂刷粘層瀝青。瀝青面層應充分壓實。新老路面接縫宜用熱烙鐵燙密。
3.3網狀裂縫
(1)瀝青原材料質量和混合料質量嚴格按《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)的要求進行選定、拌制和施工。盡量采用低溫變形能力高的優質瀝青。(2)控制好半剛性基層的施工質量,有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層,以緩解網裂的程度。(3)瀝青路面攤鋪前,對下臥層需認真檢查,及時清除泥灰,噴灑好透層油。(4)瀝青面層各層應滿足最小施工厚度的要求,保證上下的良好連接;并從設計施工養護上采取措施有效地排除雨后結構層內積水。(5)路面結構設計應做好交通量調查和預測工作,使路面結構組合與總體強度滿足設計使用期限內交通荷載要求。上基層必須選用水穩定性良好的有粗粒料的水泥穩定類材料。
3.4反射裂縫
(1)采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫。(2)基層混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓,要防止碾壓時含水量過小,壓實度和強度不足,造成強度裂縫。(3)對分段施工的基層,在碾壓時,應預留3~5m混合料暫緩碾壓,待下段混合料攤鋪后一起碾壓,以利于銜接。對于分層碾壓的基層,上下層的接頭應錯開3~5m,以減少出現裂縫的機會。(4)合理選擇混合料的配比,控制細料數量;重視結構層的養護,并及早鋪筑上層或下封層以利于減少干縮裂縫。(5)在舊路面加罩瀝青路面結構層前,可銑削原路面后再加罩,或采用鋪設土工布、土工隔柵后再加罩,以延緩反射裂縫的形成。
4、治理措施
瀝青路面裂縫修補方法很多,一般可根據裂縫的實際情況(如寬度、深度等)確定具體的修補工藝。目前常用的方法主要有普通瀝青灌縫、專用灌縫料施工、壓漿法修補裂縫和進口密封膠灌縫,乳化瀝青稀漿封層,路面再生技術等,如在高溫季節全部或大部分可愈合的輕微裂縫,可不加處理。在高溫季節不能愈合的裂縫,一般采用灌縫修補法進行處理,用灌縫機,采用改性乳化瀝青較好,根據實際情況選用不同的方法,考慮經濟和適用性。
第五篇:瀝青路面裂縫產生的原因及控制措施
瀝青路面產生裂縫的原因及控制措施
? 裂縫主要形式及現象
公路瀝青路面的開裂表現形式是多種多樣的,主要有橫向、縱向、網狀和反射裂縫。
橫向裂縫現象為:裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,縫長有的貫穿整個路幅,有的貫穿部分路幅,裂縫彎彎曲曲、有枝有叉。橫向裂縫中的唧漿導致裂縫兩側凹陷,橋頭跳車處的路面橫向裂縫,在路面積水的作用下加速跳車發展的速度,同時會對路基造成沖刷。
縱向裂縫現象為:裂縫走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一。一般都發生在高填方的路基上??v向裂縫容易形成沿行車方向呈臺階狀,影響行車舒適性。
網狀裂縫現象為:裂縫縱橫交錯,將面層分隔成若干多邊形的小塊,一般縫寬1mm以上,縫距40cm以下。網狀裂縫導致公路瀝青路面松散或坑槽,嚴重影響公路瀝青路面的綜合服務水平。
反射裂縫現象為:基層產生裂縫后,在溫度和行車荷載作用下,裂縫將逐漸反射到瀝青表面,路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加罩的瀝青結構層,裂縫形式不一,主要取決于下臥層
? 裂縫產生的原因分析
1.引起公路瀝青路面開裂的原因很多,大體可分為三大類: 1)由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下,當路面結構層底部產生的拉應力大于其材料的抗拉強度時,產生的開裂稱之荷載型裂縫。
2)由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫
3)是經常出現在橋涵兩端的橫向裂縫,或在路段上出現較長的縱縫,主要是由填土固結沉陷或地基沉陷引起,稱為沉降裂縫。
2.盡管公路瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但其中的行車荷載作用、瀝青面層溫度變化是產生裂縫的主要原因。
2.1橫向裂縫
⑴瀝青面層的自身溫縮開裂;
⑵半剛性基層特別是水泥穩定碎石的開裂反射到瀝青面層;
⑶某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區路基凍裂導致路面的橫裂;
⑷面層施工時,施工縫未處理好,接縫不緊密,結合不良。
⑸橋梁、涵洞或通道兩側的填土產生固結或地基沉降等。
2.2 縱向裂縫
⑴填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實度達不到設計要求。經過一段時間的自然沉降,特別是經過雨水浸泡后,路基強度有所下降,沿邊坡部分路基承載力也下降,就會出現縱向裂縫。
⑵施工時,前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關規范要求認真處理,結合不緊密而脫開;
⑶縱向溝槽回填土壓實質量差而發生沉陷;
⑷拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底,沉降不均勻引起縱向開裂;
⑸邊坡值小于設計值,邊坡壓實不夠和邊溝過深使實際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開裂。
2.3 網狀裂縫
⑴路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體,使路面的承載能力下降形成的裂縫;
⑵瀝青與瀝青混合料質量差。瀝青延度低,抗裂性差。瀝青混合料拌和時間過長,拌和溫度過高或在儲料倉倉儲時間過長,使瀝青變硬,對拉應變敏感而產生的裂縫;
⑶瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,形成的裂縫;
⑷行車荷載重復作用下引起的疲勞裂縫。
⑸外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網裂
2.4 反射裂縫
⑴在已開裂的舊瀝青、舊水泥混凝土路面層上加罩瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續擴展,給也處于溫度收縮的新瀝青面層一個附加應力,使新鋪層在舊裂縫處斷開。
⑵半剛性基層溫縮和干縮開裂引起的反射裂縫等。
? 裂縫形成后對道路的危害
由于環境溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面初期產生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產生的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度,使其從強度薄弱處產生斷裂,隨著路面使用時間的延長。已有的裂縫逐漸向上擴展到路表,橫向裂縫不斷增加??p寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫,最終形成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大,甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低,在大量行車荷載反復作用下,產生沖刷、唧漿和沉陷等現象,聚終導致路面很快產生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。這些病害,如得不到及時治理,對社會車輛形成一種潛在的危害,也極大地縮短道路的服務壽命,給國家造成極大的經濟損失。
? 瀝青路面裂縫的預防和處理措施
延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫,可采用兩大類方法:一是在施工期間就采用相應的預防裂縫或處理措施;二是在維修養護時選用合適的加鋪 層體系。通常在有條件時,為獲得最佳效果,可綜合運用這兩類方法。
1.1提高路基工作區的強度和穩定性
路基是路面的基礎,路基工作區又是路基經受行車荷載影響較大的深度區域,該深度區域具有足夠的強度和整體穩定性對保證路面結構的強度和穩定性極為重要,否則將產生不均勻沉降使路面發生開裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區的穩定性和強度的關鍵環節,最大限度地減小路基完工后沉降量。
(1)路基工作區的強度主要是在填筑過程中形成的。必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。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。粉質土和有機土不能用于填筑路基。
(2)壓實度是反映路基強度的重要指標,也是提高路基強度和穩定性的最經濟、最有效的技術措施,施工中必須嚴格檢測控制,使其達到規定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響,施工中要插桿掛線,每層的松鋪厚度不應大于30cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測結果達不到規定值的要加壓處理,或推除重填。
(3)降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩定性。當開挖后發現底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質差的地段要進行換填處理,確保其強度和穩定性.1.2基層應有合理厚度
當基層厚度增加時,其承載能力也迅速增加,試驗證明,半剛性基層厚度由10cm增加
到25cm時,其承載力提高為原來的3倍。
1.3修筑防裂路面
研究表明,面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響,厚度超過15cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應力。
1.4選擇防裂性能好的材料
(1)選用抗沖刷能力好,干縮、溫縮系數小、抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫度膨脹系數低的骨料。
(2)選用松弛性能好的優質瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優質瀝青的情況下,應采用某些添加劑或聚合物,以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩定性能。
(3)在穩定度滿足要求的前提下,選用針入度較大的瀝青作面層。
(4)采用密實型瀝青混凝土面層??障堵蕦γ鎸拥钠趬勖泻艽笥绊?,密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢,同時也延緩了裂縫的擴展。
(5)瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,則應填加一定數量的抗剝落劑或石灰粉,確?;旌狭系目箘兟湫阅?,同時應盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。
1.5設置應力吸收層
1.5.1在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層。
1.5.2采用應力吸收薄膜,對減緩反射裂縫的產生與擴展有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產生的應力傳到面層時大為減少,明顯降低應力強度因子。而吸收薄膜的彈性模量越低,防裂效果越好??梢姂Ρ∧x用低模量高韌性、大變形率的材料為好。
1.5.3用土工格柵加筋瀝青路面的主要功能是控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫,不同類型的格柵性能顯著不同。
1.5.4橡膠瀝青吸收膜,是使用廢橡膠磨細的粉與熱瀝青攪拌后,施于面層中間,形成一薄膜或與砂石成一薄層。有試驗結果表明,此應力吸收層在面層中間效果最佳。
1.6施工時控制裂縫發生的措施
1.6.1在施工方面,控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍,壓實度達到規范要求,碾壓完成后要及時保濕養護,防止基層干曬,養護結束后,立即噴灑瀝青乳液,做成透層或粘層,然后盡快鋪瀝青面層。
1.6.2制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度,不使瀝青老化、加強碾壓,使瀝青混合料達到規定的壓實度,也可減少反射裂縫。
1.6.3為了減少瀝青面層由于半剛性基層的收縮裂縫而產生反射裂縫或對應裂縫,應盡可能采取有效措施來減少半剛性基層本身的收縮裂縫。