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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期: 熱度:
摘要:分析公路瀝青路面裂縫的形成、危害及裂縫的種類、產生原因,提出對裂縫的處理措施。
關鍵詞:瀝青面層,低溫裂縫,反射裂縫,處理
引言:
由于瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養護維修簡便等優點,在我國高速公路修建中得以廣泛應用。但許多新建高速公路瀝青路面在建成早期便出現路面開裂情況,極大的影響了瀝青路面的使用年限。我國新建高速公路早期路面開裂主要,主要為非荷載裂縫,應該給予極大的重視。
1、裂縫類型
瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型:一種是荷載型裂縫,即主要由于行車荷載作用下產生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層底部產生拉應力,如果拉應力大于基層材料的抗拉強度,則基層底部很快開裂,直至影響到瀝青面層;另一種是非荷載型裂縫,以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;由于施工工藝不當或用了不合格材料產生的裂縫。兩種類型的裂縫按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫和反射裂縫四種。
1.1橫向裂縫,裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,縫長貫穿部分路幅或整個路幅。其產生的原因主要是瀝青質量沒有達到本地區施工氣候要求或者沒有達到相關技術標準,致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應力大于瀝青混凝土的抗拉強度,產生橫向裂縫;施工縫處理不當,接縫不緊密,造成不同部位結合不良,從而產生橫向裂縫;半剛性基層由于水泥劑量、施工質量等綜合因素產生的路面收縮裂縫,通過橫向裂縫形式表現出來;橋梁、涵洞等結構物回填部位沒有按照要求進行施工,或處理不得當,從而產生不均勻沉降,導致路面產生橫向裂縫。
1.2縱向裂縫,裂縫走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一。產生的原因主要是縱向加寬沒有按照要求進行施工,或者碾壓沒有達到要求,從而造成加寬部位沉降,產生縱向裂縫;路基邊坡坡度小于設計值,路基邊坡壓實度不足產生滑坡;面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒有按照相關要求進行處理,結合不緊密而相互脫離,產生縱向裂縫。
1.3網狀裂縫,裂縫縱橫交錯,其產生的主要原因是縱橫裂縫出現后繼續擴展;瀝青的性能差,尤其是低溫抗變形能力過低;路面結構中含有軟弱夾層,粒料層松動,水穩定性差,從而形成網狀裂縫。
1.4反射裂縫 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。其產生的主要原因是在已經開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續拉開,從而使新鋪層在舊裂縫處斷開;由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫;新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產生干縮和干縮應力,從而產生開裂,反射到瀝青面層。
2、瀝青路面開裂原因
2.1瀝青路面開裂的主要原因可分為兩大類:一種是由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫,一般稱之為荷載型裂縫。另一種主要是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疲勞裂縫,一般稱之為非荷載型裂縫。
2.2由于我國現行瀝青路面設計規范中規定或推薦瀝青路面采用半剛性基層。所以還存在著因為半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產生的反射裂縫或對應裂縫。此類裂縫主要是非荷載型的,在某些情況下也可能是由溫度和荷載共同完成的。
3、瀝青混凝土路面裂縫處理
3.1瀝青路面低溫裂縫的處理
位于路面面層的瀝青結構層,直接受到氣溫變化的影響,當溫度下降時,瀝青面層就會產生收縮變形,由于瀝青路面沒有收縮縫,于是這種變形會受到基層對路面的摩阻力和路面無限連續板體對收縮變形的約束作用,使瀝青面層內部產生拉應力,當溫度驟降造成此種拉應力超過瀝青混凝土具有的極限抗拉強度時,路面就將出現裂縫,以釋放應力才能達到路面裂縫處理。
3.2瀝青面層溫度裂縫的處理:
3.2.1 瀝青性質
3.2.2 瀝青混合料的組成
3.2.3 施工裂縫,各種縱橫向施工由于接縫處理不好,該部位抵抗溫縮應力的能力較低,造成溫縮應力集中在此處釋放,造成開裂。碾壓和攤鋪溫度過低,機械設備對瀝青面層拉應力造成新鋪層表面產生的微裂縫,以后可能在這些地方開裂。 針對低溫裂縫產生的各種因素,應采取以下各項措施,盡量提高瀝青混凝土的抗裂性能,減少裂縫的產生。
3.3瀝青路面反射裂縫的處理
在我國現階段修建的高速公路瀝青路面中,絕大多數采用水泥穩定碎石等半剛性類材料修筑路面基層,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,裂縫處的應力集中現象使交通荷載產生在面層下部的拉應力比沒有裂縫的部位大,當該處集中的拉應力大于瀝青混凝土的極限強度時,瀝青面層也將在此處開裂。瀝青路面一旦出現裂縫就很容易導致水的下滲,當外荷載作用時在結構層內部產生沖刷,從而導致裂縫發展加快,而半剛性類基層水穩定性較差,極易產生水損害,造成基層松散破壞,最后導致路面結構性破壞,影響路面的使用功能。
要減少反射裂縫的產生應該從以下幾方面進行控制
3.3.1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;對采用水泥作為無機結合料的半剛性基層,在保證強度的同時盡量降低水泥劑量;從而降低基層本身的收縮裂縫的產生機率。
3.3.2在基層和面層之間設置土工織物、土工格柵中間層或在基層上加鋪一層稀漿封層作為應力吸收層,使基層裂縫處的應力集中通過中間層的吸收擴散,從而均勻的傳遞到瀝青面層。
3.3.3優化半剛性基層配合比,盡量降低細集料的摻配比例,從而降低干縮裂縫的產生。
3.3.4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。對分層攤鋪的基層,應該使上下層之間接縫位置錯開3~4m。
3.3.5在我國現階段瀝青面層高速公路中,基層一般分三層攤鋪,因此在攤鋪上一層基層時必須對下承層出現的裂縫進行處理,應該將裂縫鑿成1cm寬2cm深的槽,灌入改性乳化瀝青,然后在裂縫上覆蓋土工布或土工格柵;施工時應準確記錄裂縫位置,以后攤鋪更上一層結構層時都必須在此位置鋪設土工布或土工格柵進行補強。
4、結語
造成瀝青路面出現裂縫的原因是多方面的,只要加強對設計、施工的管理,嚴格控制原材料質量,優化配合比設計,提高施工質量,瀝青面層裂縫是可以得到有效的控制的。
文章標題:瀝青混凝土路面裂縫產生的原因及處理
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