公路工程沥青混凝土路面裂缝的成因及对策刘安华

公路工程沥青混凝土路面裂缝的成因及对策刘安华

海城市交通工程建设质量监督站辽宁114200

摘要:沥青路面作为道路工程建设应用作为普遍的路面类型之一,具有操作简便、成本低、工期短、耐磨损等优势,因此,获得了更为广泛的关注。但在应用过程中,其同时具有不可忽视的问题,即裂缝,如果并未及时给予有效的措施,则会导致多重病害的发生,直接影响到道路工程运行与行车安全。因此,加强沥青路面裂缝产生原因及防治措施研究具有重要的意义。

关键词:道路;沥青路面;裂缝;防治

1裂缝的种类与相应成因

1.1载荷型裂缝

超过路面设计承受质量的重载荷,是导致沥青路面产生裂缝的主要原因。路面结构层本身具有一定的承载能力,小于路面承载能力的载荷一般不会对路面产生破坏作用,而超过路面承载能力的重载荷会使路面结构层产生弯拉应力,当弯拉应力的最大值超过沥青路面结构层的最大抗拉强度,就有可能导致路面结构层基层产生裂缝。因为结构层基层受到重载荷作用产生的弯拉应力会远远大于路面表层,因此,一般来讲,当路面表层出现了载荷型裂缝时,其结构层基层已经受到了严重的破坏,在车辆载荷的长期作用下,结构层底层出现的裂缝最终传导至表层,形成可见的载荷型裂缝。

1.2非载荷型裂缝

1.2.1低温收缩裂缝

沥青具有在高温条件下弹性高,具有良好的柔韧性,能够承受较高的变形应力的特点,因此,高温环境中的沥青路面在温度变化中承受温度应力的能力往往较强,出现非载荷型裂缝的可能性低。但在低温中,沥青材料受到热胀冷缩的特性的影响,往往会产生收缩,同时变硬,使得沥青路面结构层的柔韧性降低,沥青表层受到各结构层的约束其自由形变的范围缩小,同时,变硬的沥青路面抵抗形变的能力也随着下降,当沥青表层受到的收缩应力超过材料的抵抗应变极限时,加之沥青路面的底层与表层之间的粘合效果不好,基层无法分担表层的应变时,极其容易产生裂缝。

1.2.2温度疲劳裂缝

在温度变化频繁、昼夜温差大的条件下,短时间的温度应力可能不足以使沥青路面无法承受,产生裂缝,但长期的温度变化,会使得沥青路面产生变形疲劳,加速沥青路面的老化,造成沥青混合料的弹性模量降低,沥青固化程度增加,沥青的抵抗应变能力降低,久而久之,温度变化产生的应力或应变超出沥青路面的承受能力,就会造成路面出现裂缝。

1.3反射裂缝

当前,沥青道路的建设多选择半刚性材料作为路面基层,较之于其他材料,半刚性材料会使道路的最大承受载荷增加,并且可以减小面层的厚度,这样一来,在道路使用性能提高的同时,建设成本也得到了节约。但是应用半刚性材料存在一定的问题,由于半刚性材料是一种水硬性材料,其内部的强度与刚度不会随着基层施工的结束达到最大值,而是随着时间的推移,基层材料的强度与刚度慢慢达到最大值。半刚性材料的使用性质与养护周期,致使应用半刚性材料的道路基层受温度与湿度变化影响极大,前期的施工如果不到位,温度与湿度的变化及其容易使道路基层产生温缩现象,同时受到路基的变形抵抗,导致无法通过变形将应力释放,得到在基层内部产生拉应力,当拉应力超出基层的最大抗拉强度后,基层会产生破坏,形成裂缝。基层产生裂缝处,会与表层的路面形成一个应力集中点,表层受到载荷与温度应力的作用,极其容易将裂缝反射至表层,最终形成反射裂缝。

2沥青路面裂缝的处治措施及预防技术探究

2.1加强路基工作区的强度和稳定性

道路工程中路基由于承受的行车量较大,受到的荷载较多,所以一旦其稳定性和路基强度受到影响,直接产生的后果就是出现道路沉降从而导致裂缝产生,所以必须要把握好路面结构稳定性的特性。将会导致路面发生不均匀沉降,从而导致开裂。所以,针对影响路基工作区稳定性的因素,必须采取有效措施进行处理,这样在某种程度上对完工后的路基沉降量能够最大化的减少。①路基处理工作中最主要的施工工艺就是对路基的填筑,这是保障路基强度的根本。在填筑路基时,对于填筑材料的选择时至关重要的,填筑材料的性能直接关系着今后路基是否会出现沉降以及裂缝。②路基强度主要通过压实度来反应,提高路基压实度也是最有效的提高路基稳定性和强度的保障,在施工过程中必须要对这块严加控制。如果开挖时出现了土质比较差的地段,最好的处理方法就是对其换填,这样其路段的稳定性才会得到保证。

2.2基层厚度应当合理

基层的承载能力是随着其厚度的增加而增加的。有实验证明,当半刚性基层的厚度增加15cm时,它的承载力就会提高3倍左右。2.3材料要选择防裂性能好的防裂材料的选择要保证其温缩系数小、抗冲刷能力强的,骨料的选择应考虑其温度膨胀系数的高低,一般宜采用系数低者;面层选用优质沥青,其松弛性能要好,沥青的延度要达到指标,如果条件不允许,优质沥青缺少,可在其中添加一些聚合物或者添加剂,这些添加剂的主要作用就是提高抗裂性能。再者,为了延缓裂缝的继续扩张,混凝土最好选择密实型的。除此之外,沥青混合料的选用时必须要考虑到材料的性质,观察其材料表面是光滑还是粗糙、以及其耐磨性能是否较好。沥青混合料的配级上需要多考虑它的抗疲劳性和高温稳定性;目前在针对沥青路面防裂设计时,采用了一种新技术,即使用SMA混合料,这种不仅能够延长使用寿命、提高低温抗裂性能,还能很好地提高其抗车辙性能;路面表面层的抗温度裂缝能力的提高可通过采用橡胶沥青做混凝土表面封层。

2.4应力吸收层的设置

应力吸收层主要是在基层与面层中间,可铺设土工织物或者预制织物膜带条等,为缓解产生反射裂缝,可采用应力吸收薄膜,可以大大减少裂缝处产生的应力,应力的强度因子也会随之大大减少。防裂效果主要通过吸收薄膜的弹性来显示,弹性越低,其效果越好。应力薄膜的材料应选择大变形率、高韧性的。当前工程施工中,常见的沥青橡胶薄膜和土工织物的变形率都比较高、弹性模量也都较低。

2.5施工中控制发生裂缝

施工中,需要控制基层碾压的含水量,并在碾压完成之后进行及时的保湿处理,增加这一环节的施工工序主要是为了防止出现干晒,保湿养护的处理措施是必不可少的,不能为了减少工序就忽略这一环节的施工。一旦结束养护,可对其喷晒沥青乳液,做成粘层后铺设沥青面层;加热的温度和加热时间是制备沥青混合料时所必须要控制好的,这样可保持沥青老化程度缓慢、碾压度得以加强,沥青混合料压实度得到保证也能减少其反射裂缝的产生;所以,必须要加大投入力度和技术手段,采取有效措施缓解这一问题,减少沥青路面混凝土的产生。

3常见裂缝病害处理措施

3.1网裂与龟裂病害的处理措施

网裂、龟裂的出现一般伴有一定沉陷,若仅仅进行灌缝处理,则无法发预期的效果。所以,需将其挖除,并与裂缝具体状况相互结合,选取水稳性比较高的无机结合料进行铺筑。同时能够利用水泥和石灰完成注浆加固处理,从而等路基稳定后进行面层与基层铺筑,从而有效的处理此类裂缝,提升道路质量。

3.2反射裂缝病害的处理措施

因沥青混凝土路面在长时间使用过程中会产生不同程度的反射裂缝,如不均匀沉降、荷载过大、温度变化过大等导致的裂缝等。一旦出现裂缝,车辆运行和路表积水都会侵蚀沥青和集料,直到损害路基。为了避免病害扩展,需要先将裂缝中的积水用细管排出,并用相同配比的沥青填缝。稀浆封层作为近些年应用较为广泛的封层技术,可以有效用于治理沥青混凝土路面裂缝,提高沥青混凝土路面平整度和防水、防磨性能,同时能够改善、恢复沥青混凝土路面表面功能,特别适用于沥青路面。

结束语

沥青路面的裂缝问题,影响着道路使用体验,也影响着一个城市的市容市貌,因此,必须做到从前期设计施工到后期道路养护整治这一整个过程的严格控制,尽量保证在材料选择、材料贮存、路基压实、封路修养等一系列环节上的合理科学,为将来道路投入使用后的质量打好基础,延长道路使用寿命。

参考文献

[1]王小东,王宇鹏.道路沥青混凝土路面裂缝的产生与养护[J].低碳世界,2018(02):266-267.

[2]陈云.道路工程中沥青路面施工质量控制技术[J].江西建材,2017(19):162-163.

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