分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文
沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。
1 横向裂缝
横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。
反射裂缝
沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。
温缩裂缝
温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。
2 纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。
3 块状裂缝
一般认为裂缝间距在—3米、面积为—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。
基层强度低导致的块裂
荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。
面层强度低导致的块裂
有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。
龟裂
龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。
(1)基层强度太高导致的龟裂
基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。
(2)层间粘结不良导致的龟裂
有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。
(3)疲劳导致的龟裂
但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。
4 沥青路面裂缝的预防措施
采用合理的防裂性能好的材料
采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。
沥青面层应有足够的厚度
使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。
提高路基的强度和稳定性
路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。
严格施工工序,精心组织施工
路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
5 结语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。
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