沥青路面裂缝的成因及处理措施探讨

2023-02-28

1 路面裂缝产生的原因

裂缝的成因也是各种损坏形式中最复杂的一种。它往往是路基、路面、排水等多方面因素在设计、施工、运营中存在的问题的综合反映。

(1) 水损坏问题。有一些中小城市的部分街道, 常常会看到一些现象, 每当路面裂缝或存在空隙时, 一到阴天下雨, 路面会有积水出现。水随着这些缝隙流入, 在不能及时排出时, 在车辆车载的反复作用下, 形成的动水压力反复冲刷沥青混合料与基层的界面, 最终导致面层与基层的剥离, 从而将导致沥青面层底部产生较大的拉应力, 导致沥青混合料的自上而下的开裂。另一方面, 水还冲刷沥青混合料中集料与沥青膜, 导致沥青膜的逐渐脱落, 在汽车车轮动态荷载的反复作用下, 进入路面空隙裂缝中的水分不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环, 导致沥青膜从面料表面脱落, 沥青混合料掉料、松散、开成网状裂缝并且不断扩大。这些水损坏问题直接导致路面裂缝增大, 路面毁损严重, 是路面裂缝产生的原因之一。

(2) 气候原因。冬季气温下降, 沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩裂缝或干缩裂缝, 这种裂缝在重复荷载作用下, 导致沥青路面表面形成横向反射裂缝。这也是造成路面裂缝的原因之一。

(3) 路基的问题。首先, 我们先来了解一下什么是路基?路基是指路面以下的天然地层或是填筑起来的压实土层。 (1) 有些路基的设计与路段实际情况相差大, 设计结构不合理。沥青面层结构选用不当, 混合料类型不合理, 沥青混合料配比设计不准确。 (2) 路基的路面厚度设计不足导致路面强度明显不能满足行车要求, 这也是负荷不了的重要表现之一。 (3) 路基的路线设计未对路面排水系统详细考虑, 如路堑段纵坡宜大于等于3%, 路线纵坡宜小于等于2%, 凹曲线底部宜设计在涵洞处, 并在边坡上设急流槽, 超高段尽量避免设在路堑地段, 原则上要求考虑加深边沟等等都是路基线路设计需要考虑的问题。

(4) 养护问题。 (1) 养护不及时。沥青路面在行车作用下出现小面积松散, 个别坑槽后, 未及时进行养护。再好的马不经常照顾也会影响其速度, 一个道理, 好的路面养护已经成为路面施工管理最重要的环节。 (2) 养护方法不当, 有些养护人员在沥青混凝土路面上采取人工喷油, 人工洒料方法进行养护。所以在养护方面也要求专业养护员工去进行养护, 才会尽量避免养护方法不当。

(5) 施工问题。 (1) 填土含水量偏大, 在冻胀作用下使路面形成裂缝。路基碾压不均匀, 出现填土局部未压实或两侧密实度不够, 使路基产生不同程度的沉陷, 形成裂缝。旧路拓宽时, 新旧路基衔接处理不符合技术规范要求, 新路基压实度不够, 造成路基不均匀沉陷或滑坡, 形成裂缝。 (2) 施工监管不够, 工程承揽下来只管经济效益, 不管施工过程材料质量、施工工艺等影响工程质量因素是导致路面裂缝产生的最严重的因素。

(6) 超载原因。 (1) 由于超载车辆引起累计轴次的增大, 从而引起设计弯沉值满足不了实际的需求。 (2) 由于超载, 造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足, 使其提前在底层路面结构层产生裂缝。 (3) 由于超载, 加之车辆的振动冲击作用, 可将路面压坏, 即一次性破坏作用。 (4) 由于超载, 车辆在上下坡或刹车时将加速沥青路面的破坏。

2 裂缝的修补、养护措施

针对沥青路面裂缝产生的多种原因, 因地制宜, 查找原因, 采取切实可行的修补方法。

(1) 修补方法。裂缝的治理可分为骑缝法和填缝法两种。骑缝法是指采用特定的材料和统一的工艺覆盖或者填充处于活动状态的裂缝, 防止水和不可压缩废弃物进入裂缝。填缝法指采用普通材料填充处理非活动状态的裂缝, 从而减少或防止水的渗入并加强两侧路面。这两种方法适合于裂缝密度低、中的情况。

在材料的选择方面, 根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料, 对于水泥处治基层, 如果条件允许, 最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料, 使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙, 石质坚硬, 耐磨性强, 嵌挤作用好, 与沥青粘附性的材料, 尽可能使用人工砂代替圆形颗料的天然沙。而在路面结构设计方面, 显然, 所设计的道路必须能适应客观存在的交通荷载水平和温度条件。若道路随载力不足, 将加速路面疲劳开裂过程。这里重点阐述一下在设计中应该注意两方面。

路面排水与防水方面。

(1) 沥青混凝土配合比设计。沥青混合料级配也是一项重要因素, 在合理选择混合料级配时, 应兼顾其高温稳定性, 疲劳性能和低温抗裂性, 以及耐久性等各方面的要求。对受拉疲劳开裂的研究表明, 沥青用量从4.2%增加到6.2%, 可以使用25m板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命由10年延长到45年。

(2) 设计应力吸收层。设计应力吸收层, 对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果, 可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少, 可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性, 降低应力强度因子, 而吸收层的弹模越低, 防裂效果越好。就目前常用的材料而言, 土工织物与沥青橡胶薄膜的弹模较低, 变形率越大, 且不存在低温脆化问题, 效果最佳。

(3) 施工质量。铺筑路面材料时, 应该遵循正确的施工原则。

(2) 路面修补、养护技术。

(1) 裂缝切槽:采用切槽机械, 沿着裂缝的走向刻出合理的槽。 (2) 裂缝清冼和干燥:无论是否对裂缝进行切槽等处理, 都需要对裂缝进行清冼和干燥处理。 (3) 材料准备和灌缝:按照不同的要求准备好裂缝处理材料, 然后采用灌缝设备把沥青、硅树脂等裂缝处理材料灌人缝内。 (4) 材料后处理:采用U型的橡皮拖, 把溢出裂缝的材料刮走或处理成要求的形状。 (5) 覆盖:采用砂或卷筒纸等覆盖在裂缝上, 保护刚施工完的裂缝处理材料。 (6) 严格按碾压操作规程作业, 碾压的速度不宜快。压路机在对沥青路面进行碾压时, 车辆禁止在新压路面调头。 (7) 大风和降雨时停止摊铺和碾压。