沥青路面块状裂缝原因

2023-01-15

第一篇:沥青路面块状裂缝原因

沥青路面出现裂缝的原因

路面结构是一个整体,它依附在土基之上,由沥青面层、基层、垫层几部分组成,任何一个结构层次存在缺陷或者各层间联结不当都可能使路面出现裂缝。垫层虽然作为一个独立层,但所用材料一般分为两类,一类是由松散粒料,如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层,为减少分析层次,在下面按结构层分析原因时把这类垫层同土基一同分析;另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层,在下面按结构层分析原因时把这类垫层同基层一同分析。

1 土基原因

土基是路面的基础,承受路面结构传递下来的全部动载和静载,要求具有足够的强度和整体稳定性。当土基存在质量缺陷,如设计工作区深度偏小、软土地区土基处理不当、换填或淤泥处理不彻底、填筑密实度不足、填料的液限偏高、填料差异造成不均匀沉降等都会导致结构破坏,致使路面发生开裂。

2基层原因

基层分刚性基层、半刚性基层和柔性基层。基于我国国情,只谈半刚性基层产生裂缝的原因。

半刚性基层结构缺陷主要是干燥收缩。新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩变形,形变积累产生裂缝。对基层干燥收缩影响较大的因素很多,集料级配不好、细料过多、水泥用量大、水泥标号高、集料含水量大、施工温度高都会增大基层干燥收缩。

3面层原因

集料规格、质量、级配以及沥青的路用性能对抵抗沥青面层裂缝的发生起着很关键作用。由面层自身因素引发裂缝的情形为:沥青材料低温稳定性能差使面层在低温情况下出现开裂;集料含土或天然砂比例高,碾压时出现“呲牙”,甚至推移;沥青加温时间长及温度过高造成沥青老化、摊铺温度低、油料离析等使油料间粘结力下降,碾压和使用后出现开裂。

4层间结合原因

我国公路沥青路面结构设计理论为双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论。即假设在车辆荷载作用下,各结构层是一个联系紧密共同受力的整体。结构没有破坏时最大弯拉应力出现在基层底面,破坏顺序由下而上。然而由于种种原因,各层间联结没有实现连续的理论状态。如下基层表面有浮土杂物、路拌基层出现素夹层、基层和面层之间粘结油不匀等因素都会影响体系的连续性。基层间连续不好会导致承载力不够引发裂缝。外观特征是先发生纵向裂缝再逐步发展成纵向网裂、龟裂,直至破坏。基层与面层之间连接不好,会导致面层推移开裂。

5结构组合原因

由于行车荷载和自然因素对路面的影响,路面的使用功能随深度的增加而逐渐减弱。为了适应这一特点,路面结构通常是分层铺筑的。按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同,进行不同结构组合。即由上而下强度递减、差距均衡的强度组合;功能互补的功能组合;厚度适当、满足要求的厚度组合。每种组合不好都可能使结构功能弱化甚至破裂。对于厚度方面,本人以为我国高等级公路沥青路面基层总厚度不足。由于种种原因,运输市场管理缺乏严厉手段,超限车辆不能根除,结构设计时要给予考虑。基层结构本身来说,由于受外界环境特别是水的影响,半刚性基层随时间推移自身强度逐渐衰减,受荷载频繁作用抗疲劳变形能力下降。又由于半刚性基层破坏的不可恢复性,决定了这种结构要采取相当大的安全系数,同时,基于长寿路面的理念和交通长远发展的要求,对高等级公路基层厚度确定主张保守做法。现在高速公路采用的60-80cm结构总厚度太冒险。

温度变化 半刚性基层、沥青面层乃至土基都会随温度变化在结构内部产生温度应力,当应力聚集足够大时,结构出现开裂。

1基层温度变化

半刚性基层大都在高温季节施工,随着昼夜温差和季节温差的变化,结构将产生收缩,收缩应力大于结构承受能力时发生裂缝。裂缝的发生破坏了结构的整体性,材料在水平方向发生位移,随着车载的作用,横向位移加大,竖向也产生位移。基层材料的位移变化必然在面层结构引发应力,超过自身强度时,结构被拉裂。当基层和面层连接很好时,即出现由基层引起的同位置反射裂缝,当基层和面层连接不好时,在不一定和基层同位置的薄弱部位出现反射裂缝。由于材料温度系数和抗变形能力不同,基层裂缝不一定对应反射到面层。

2面层温度变化

主要是季节低温使面层产生的应力超过结构抵抗能力引发裂缝和温差变化造成结构疲劳累积,使终极应力超限引发结构裂缝。

超限荷载

路面本身功能就是为行车服务,理论上讲正常行驶的车辆不会造成路面结构的破坏。只有当超过设计的最大轴载和有限时间通过累积轴次超量时,结构才发生开裂破坏。

1超重荷载

在超限重荷载作用下,按连续理论设计的结构,理论上最下面结构层底部首先开裂。依次向上发展,直至面层开裂破坏。按光滑或半光滑理论设计的结构,理论上承载能力相对低的结构层底部首先开裂,按承载能力从低到高依次破坏,直至面层开裂破坏。超重荷载造成路面开裂和破坏是瞬时的、快速的、严重的、危险的。

2超量次荷载

没有理想的弹性材料,路面结构每承受一次荷载作用都会产生残余变形,短时间大流量的荷载势必加速路面结构残余变形的累积,变形达到极限时,结构随之出现开裂甚至破坏。 施工方式或工艺缺陷

施工方式和工艺选择对路面结构质量有很大影响,对直接引发路面裂缝的因素有以下情况。

(1)路拌基层施工方法造成层间素夹层; (2)基层分幅施工,间隔时间长造成联接部位薄弱; (3)边施工边通车使各结构层间及分幅连接部位薄弱; (4)压实功能不匹配造成面层过压; 构造因素

构造裂缝一是说桥涵构造物两侧裂缝。由于压实不够或处理措施不当,在桥涵两端出现开裂,开裂严重时,出现跳车或其他病害。二是指施工工作缝。构造因素引发的裂缝虽然难以避免,但在施工过程中要尽量采取有效措施减轻危害。

总之,造成沥青路面裂缝因素很多,除上述几项引发沥青路面裂缝因素外,还有如日照老化、冻胀春融、漏油污染、机械损坏等等,不再赘述。

第二篇:沥青路面产生裂缝的原因及控制措施

 裂缝主要形式及现象

公路沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。

横向裂缝现象为:裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整个路幅,有的贯穿部分路幅,裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷,桥头跳车处的路面横向裂缝,在路面积水的作用下加速跳车发展的速度,同时会对路基造成冲刷。

纵向裂缝现象为:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状,影响行车舒适性。

网状裂缝现象为:裂缝纵横交错,将面层分隔成若干多边形的小块,一般缝宽1mm以上,缝距40cm以下。网状裂缝导致公路沥青路面松散或坑槽,严重影响公路沥青路面的综合服务水平。

反射裂缝现象为:基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决于下卧层

 裂缝产生的原因分析

1. 引起公路沥青路面开裂的原因很多,大体可分为三大类: 1) 由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时,产生的开裂称之荷载型裂缝。

2) 由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝

3) 是经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起,称为沉降裂缝。

2. 尽管公路沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。

2.1横向裂缝

⑴沥青面层的自身温缩开裂;

⑵半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层;

⑶某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;

⑷面层施工时,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。

⑸桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。

2.2 纵向裂缝

⑴填方材料和填方的不均匀性,以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降,特别是经过雨水浸泡后,路基强度有所下降,沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝。

⑵施工时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开;

⑶纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;

⑷拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂;

⑸边坡值小于设计值,边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。

2.3 网状裂缝

⑴路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,使路面的承载能力下降形成的裂缝;

⑵沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低,抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长,拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长,使沥青变硬,对拉应变敏感而产生的裂缝;

⑶沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的裂缝;

⑷行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝。

⑸外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂

2.4 反射裂缝

⑴在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续扩展,给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力,使新铺层在旧裂缝处断开。

⑵半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等。

 裂缝形成后对道路的危害

由于环境温度、交通荷载等因素的影响,沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂,随着路面使用时间的延长。已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,横向裂缝不断增加。缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象,聚终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。这些病害,如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短道路的服务寿命,给国家造成极大的经济损失。

 沥青路面裂缝的预防和处理措施

延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝,可采用两大类方法:一是在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施;二是在维修养护时选用合适的加铺 层体系。通常在有条件时,为获得最佳效果,可综合运用这两类方法。

1.1提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节,最大限度地减小路基完工后沉降量。

(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。

(2)压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推除重填。

(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部位,它直接承受和吸收路面的扩散应力,要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水,不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑,土质差的地段要进行换填处理,确保其强度和稳定性. 1.2基层应有合理厚度

当基层厚度增加时,其承载能力也迅速增加,试验证明,半刚性基层厚度由10cm增加

到25cm时,其承载力提高为原来的3倍。

1.3修筑防裂路面

研究表明,面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响,厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。

1.4选择防裂性能好的材料

(1)选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料。

(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下,应采用某些添加剂或聚合物,以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。

(3)在稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青作面层。

(4)采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢,同时也延缓了裂缝的扩展。

(5)沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。

1.5设置应力吸收层

1.5.1在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。

1.5.2采用应力吸收薄膜,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,明显降低应力强度因子。而吸收薄膜的弹性模量越低,防裂效果越好。可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好。

1.5.3用土工格栅加筋沥青路面的主要功能是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝,不同类型的格栅性能显著不同。

1.5.4橡胶沥青吸收膜,是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,施于面层中间,形成一薄膜或与砂石成一薄层。有试验结果表明,此应力吸收层在面层中间效果最佳。

1.6施工时控制裂缝发生的措施

1.6.1在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。

1.6.2制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化、加强碾压,使沥青混合料达到规定的压实度,也可减少反射裂缝。

1.6.3为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝,应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。

第三篇:沥青路面裂缝产生的原因及防治方法

陈洪林

摘要: 介绍了沥青路面裂缝的种类,分析了沥青路面由于施工原因以及非施工原因产生的裂缝,并针对裂缝产生的不同原因提出了沥青路面裂缝的预防与处治方法,从而最大限度地提高沥青路面的使用寿命。

关键词: 沥青路面; 裂缝原因;防治方法;使用寿命

1概述

随着我国公路建设的发展,沥青路面在高等级公路建设当中成为了首选路面类型, 但是不容忽视的一个问题是,由于汽车数量的增多,加之超载现象突出,沥青路面的早期破坏越来越严重。众所周知,高速公路沥青路面的设计基准期是 15年,而很多沥青路面为何在早期就必须小修甚至是大中修呢?通过调查发现,沥青路面早期损害中,有很大一部分病害属于沥青路面的裂缝或者由于裂缝没有及时修补而产生的次生病害。由于沥青路面裂缝对行车安全、行车舒适性以及沥青路面的使用寿命有很大的关联性,因此,研究沥青路面的裂缝具有很重大的意义。

很多研究人员对于沥青路面裂缝都进行了广泛而又深入的研究,对裂缝的分类、产生的原因以及治理措施提出了很好的建议,大部分裂缝分类是基于沥青路面裂缝的表面损坏情况来进行分类,把沥青路面裂缝分为横向裂缝,纵向裂缝以及龟裂等。把沥青路面裂缝产生的原因归为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。从而针对这些分类和原因提出了沥青路面的处治方法。可以说这些成果都为后来的研究奠定了坚实的基础。

但是,不仅要研究路面接缝的处治方法,更要研究路面接缝的预防措施,从源头上根治沥青路面裂缝。本文通过对沥青路面裂缝产生的根本原因来对裂缝进行分类,提出沥青路面裂缝的预防措施和处治方法。

2 沥青路面裂缝的分类

高等级公路建成通车后,沥青路面不可避免会产生各种类型的裂缝,引起沥青路面开裂的原因和裂缝的形式也是多种多样的,影响裂缝轻重程度的主要因素包括: 沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件(特别是冬季气温及其变化量 )、交通流量、车辆类型和施工因素等。按照开裂的最根本的原因,把沥青路面裂缝分为两大类[ 1], 即施工型裂缝和非施工型裂缝。 2.1 施工型裂缝

施工型裂缝,顾名思义,是在整条沥青路面在路基路面施工期间,由于施工的不合理或者是由于不可避免的施工工序产生的裂缝。再把这些裂缝细分为:路基施工不当引起的裂缝、沥青路面施工横向裂缝、沥青路面施工纵向裂缝。 2.2 非施工型裂缝

非施工型裂缝,是在整条沥青路面建成通车后,由于气候以及行车荷载等原因产生的裂缝。把这些裂缝细分为: 低温收缩裂缝、疲劳开裂 (包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝)、基层反射裂缝。

3 沥青路面裂缝产生的原因

3.1 路基施工不当引起的裂缝

(1)

路基填挖结合部,由于填方和挖方的压实程度不一样,容易造成其不均匀沉降,最终反映到路面的不均匀沉降,引起路面裂缝。

(2)

新路与老路拼接处,道路的拓宽与改造时,老路基与新路基交界处, 由于老路基的沉降基本稳定,新路基还处于沉降期,施工控制不好就容易在新路与老路路基拼接处产生不均匀沉降,这种不均匀沉降也容易反映沥青路面上,引起路面裂缝。

(3) 路基压实不均匀处,高速公路路基施工中,有些地方缺少优良填筑的土方, 有些施工单位用大粒径的石块、片石进行填筑,这些填筑大粒径土石方处压实比较困难,并且后期的沉降量以及沉降速度会比一般的土方填筑要大、要快。这样就会造成路基路面的不均匀沉降,引起路面裂缝。

(4) 在软土地基与非软土地基交接处、地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物之间的路基衔接处引起的差异沉降导致基层开裂,并反射到面层,形成路面裂缝[ 2]。 3.2 路面施工横向裂缝

沥青路面要求连续施工,正常条件下不得停工,但是由于天气、机械以及人员的休整等各方面原因,横向的路面接缝不可避免,如果冷热接缝处理不好,道路通车运营后,很容易发展成路面的横向施工裂缝。从而进一步产出次生病害。 3.3 路面施工纵向裂缝

(1) 沥青路面全幅摊铺容易发生离析,并且沥青混合料随着布料器往两侧送料时,温度下降过快,从而导致两侧的沥青混合料不易压实。基于这些原因, 有些施工单位摊铺时采用梯队作业,如果热接缝处理不好,后期容易造成纵向裂缝。

(2) 沥青路面摊铺时,采用半幅摊铺或者由于其他不可避免的原因形成纵向冷接缝,如果处理方式不得当,也容易形成纵向裂缝。 3.4 低温收缩裂缝

(1) 沥青混合料在温度较高时具有良好的应力松弛能力,当沥青路面温度下降幅度较大时,沥青路面的拉应力来不及松弛,从而导致路面的温度应力超过沥青混合料的极限拉应力,最终导致沥青路面的横向裂缝。

(2) 沥青混合料具有热胀冷缩的性能,在低温条件下,沥青路面具有收缩的趋势,但由于沥青路面与基层是一个整体,这样沥青路面的这种趋势受到了约束,从而产生了沥青路面的拉应力,如果这种拉应力超过了沥青混合料极限拉应力,就会产生沥青路面裂缝。 3.5 疲劳开裂

疲劳开裂的特点就是沥青混合料的极限抗拉应力变小,弹性模量变小。其中疲劳开裂包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝。疲劳裂缝是由于沥青路面在温度升降以及行车荷载的反复作用下, 沥青混合料的极限拉应力变小,沥青路面产生疲劳,导致沥青路面的拉应力超过沥青混合料的极限拉应力,从而引起路面开裂。

3.6

基层反射裂缝

沥青路面采用半刚性基层时,水泥稳定碎石容易产生温缩和干缩,在已经产生温缩和干缩的基层上铺筑沥青面层时,沥青面层在基层的温缩和干缩处引起应力集中,导致此处的沥青面层拉应力超过沥青混合料的极限拉应力。从而半刚性基层的裂缝会反射到沥青面层上。这种裂缝一般都是贯穿于整个路面,对路面结构的影响比较大,没有及时处理,水分很容易沿着裂缝侵入路基,造成路基软化,路面唧泥,最终导致路面的坑槽,影响行车安全。

4 沥青路面裂缝的预防措施

4.1 在设计期间

(1) 应根据当地的气候条件选择沥青的标号,在冬季寒冷的气候条件, 应该选用软质沥青,但是由于我国大部分地区不仅冬季寒冷,而且夏季炎热,所以沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性是一个很难调和的矛盾,无法二项路用性能都满足要求,只能兼顾。因此,在条件允许的情况下,尽量采用抗裂性能更好的沥青玛蹄脂碎石路面(SMA)和改性沥青。

(2) 基质沥青的含蜡量一定要控制在规范规定的极限范围之内,含蜡量是导致沥青混合料低温抗裂性不好的一大因素。

(3) 基层材料优先选用强度高、收缩性小和抗冲刷能力强的水泥稳定粒料或二灰稳定粒料,以减少低温收缩裂缝的发生[ 3]。 4.2 在施工期间

(1) 在路基填挖结合部、新路与老路拼接处、软土基地与非软土地基交接处、地基处理方法变化处以及三背填土的地方,压实度一定要控制好,变化处压实度要均匀,切不可出现压实度较大的突变。

(2) 在铺筑沥青层之前,应仔细检查半刚性基层,如果半刚性基层已经产生了温缩和干缩,应使用防裂卷材进行处理。

(3) 合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝,当半幅施工或因特殊原因而产生冷接缝时,宜加设挡板或加设切刀切齐,也可以在混合料尚未完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式,但不宜在冷却后采用切割机作切缝。加铺另半幅或者接着上一段沥青路面施工前应涂洒少量沥青。

(4) 当摊铺采用梯队作业时产生的纵向热接缝,应将已铺部分留100mm~200mm宽暂不碾压,作为后续部分的基准面,然后作跨缝碾压以消除缝迹。

5 沥青路面裂缝的处治方法

对于已建成的沥青路面,应采取早发现,早处治!的原则,切不可听之任之, 以免小病害发展成大病害。最终影响路面的行车安全以及路面的使用寿命。 5.1 灌缝

灌缝是最常用的裂缝治理措施之一。对于缝宽在2mm以内的裂缝,可接沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青;对于缝宽在2mm~5mm的裂缝,将稠度较低的热沥青灌入缝内,灌入深度需大于缝深的2/3,填入干净石屑或粗砂,捣实并清除缝外的沥青与石屑;对于缝宽在5 mm以上的裂缝, 应清除已松动的裂缝边缘, 然后用热拌沥青混合料填入缝中,捣实,缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料。 5.2 铺筑封层

对于较细、较密的裂缝,可使用上封层进行处治,铺设上封层之前,必须彻底清扫干净下卧层,对裂缝进行处理。下卧层处理好后,对二级及二级以下公路的旧沥青路面可以采用普通的乳化沥青稀浆封层,也可在喷洒道路石油沥青后撒布石屑(砂)后碾压作封层; 对高速公路、一级公路裂缝处宜铺筑微表处。这种方法对于裂缝的初发阶段可以延缓裂缝的发展,不能很有效的解决沥青路面裂缝的问题。

5.3 加铺罩面

只有当旧沥青路面出现翻浆、坑槽、大面积网裂、龟裂、沉陷、拥抱、松散以及车辙等综合病害时,影响路面的行车安全,才考虑使用罩面,加铺罩面绝对成本大、造价高,同时由于加铺,路面的高程升高,因此对于加铺罩面必须综合各方面的因素。 5.4 洗刨重铺

对于大面积的网裂、龟裂,将原有的路面材料洗刨、破碎、添加新骨料、沥青和再生剂、搅拌、摊铺等施工工艺重新形成路面结构层。这种工艺实现了废料的再生利用,降低造价、节省资源。

6 结语

总而言之,沥青路面裂缝产生的原因贯穿于路面的设计、施工和养护。解决路面裂缝问题应从源头抓起,路面设计时合理选择路面材料和结构形式,路基路面施工时合理组织,精心施工,养护时做到预防为主,防治结合,只有这样才能尽可能地减少路面裂缝,提高路面的行车安全和延长路面的使用寿命。

参考文献:

[1] 韩长新,段妹,赵恒伟. 高速公路沥青路面裂缝病害原因及处治[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,2006,3 ( 1) : 32. [ 2] 张连强. 高速公路沥青路面裂缝病害成因分析[J]. 交通世界,2005,8:71. [3] 吴小平,张朝者,吴志永 高等级公路沥青路面裂缝的成因及防 治[ J]公路与汽运,2007,9 ( 5 ):61. [4] 沈金安沥青及沥青混合料路用性能 [M]. 北京: 人民交通出版社,2001. [5] JTG F40-2004. 公路沥青路面施工规范[S]. 北京: 人民交通出版社,2004. [6] JTJ 073- 2-2001公路沥青路面养护技术规范 [S]. 北京: 人民交通出版社,2001.

第四篇:沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

一、 沥青混凝土路面裂缝类型

一般来说,沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下,半刚性基层底部产生拉应力,如果拉应力大于基层材料的抗拉强度,则基层底部很快开裂,直至影响到沥青面层;另一种是非荷载型裂缝,以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。

二、裂缝形式产生原因分析及预防措施

1 横向裂缝

1.1 表现形式

裂缝与路中心线基本垂直,线宽不一,缝长有的贯穿整幅路面,有的路面部分开裂。

1.2 产生原因

(1)沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度,产生横向裂缝。

(2)施工缝处理不当,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而产生横向裂缝。

(3)半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝,通过横向裂缝形式表

现出来。

(4)桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工,或处理不得当,从而产生不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。

1.3 预防措施

(1)按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求,结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要求的沥青种类,以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机构进行试验检测,验证其是否符合相关技术标准。

(2)合理组织施工。摊铺作业尽可能连续,尽量避免冷接缝。如不能避免,冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐,清除浮料,用新的热混合料敷贴到接缝部位,使冷料部位预热软化,清除敷贴料,向接缝壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘层沥青,再摊铺新的沥青混合料。

(3)充分压实横向接缝。碾压时,压路机先在横向接缝已压实的路幅上,钢轮伸入新摊铺部位15cm左右,然后每压一遍向新铺层移动15~20cm,直到压路机完全进入新摊铺层,然后再转入纵向碾压。

(4)半刚性基层所用的水泥宜为质量稳定旋转窑生产,水泥剂量应符合设计及施工要求,并且水泥与其他混合料要充分拌和,使之均匀。路用水泥应该按照要求频率到相关部门进行试验检测。

(5)桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料,并按照要求填筑充分碾压;沉降严重地段,应先进行软土基处理,并合理组织施工,以减少回填部位的不均匀沉降。

2 纵向裂缝

2.1 表现形式

裂缝走向基本与路线走向平行,裂缝长度和宽度不一。

2.2 产生原因

(1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨胀引起路面开裂。

(2)纵向加宽没有按照要求进行施工,或者碾压没有达到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝。

(3)路基边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡。

(4)边沟过深,使实际填土高度加大从而产生滑坡,造成路面开裂。

(5)面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。

2.3 预防措施

(1)使用合格材料填筑路基或对填料进行处理后再进行填筑。

(2)旧路加宽或半填半挖路段,路基填筑应先将边坡松土清除,并按照填土厚度要求逐级进行台

阶处理并充分碾压。

(3)路基施工分层填筑,边坡充分压实,采用重型压实标准;正确放坡,高填方路段放缓边坡,减少边沟深度。

(4)面层施工尽可能采用全幅摊铺,如果不具备全幅摊铺条件,可2台摊铺机前后紧跟摊铺,尽可能避免前幅混合料已冷却再进行后半幅摊铺,确保混合料热接;分幅摊铺时,上、下面层施工缝应该至少错开15era以上。如果产生冷接缝,应按照本文

3 网状裂缝

3.1 表现形式

裂缝纵横交错,缝宽在lmm以上,缝间距离在40mm以下,裂缝面积在lm 以上。

3.2 产生原因

(1)纵横裂缝出现后,继续扩展,尤其是在北方地区,经过冰冻水的侵入发展而成。

(2)沥青混合料质量差,拌和时间过长,拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长,沥青本身老化,导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。

(3)沥青的性能差,尤其是低温抗变形能力过低。

(4)路面结构中含有软弱夹层,粒料层松动,水稳定性差,从而形成网状裂缝。

(5)沥青层的厚度不足,水分侵入。导致层间结合较差,加速了网状裂缝的形成。

(6)沥青总体强度不足,在损坏初期形成网裂,151后裂缝逐步扩展,缝间距变小。

3.3 预防措施

(1)采用低温变形能力高的优质沥青,并按照要求控制好沥青混合料的拌和质量。

(2)沥青面层摊铺前,认真检查下承层的施工质量,及时清除泥灰等杂物,处理好软弱层,保证下承层稳定,并喷洒0.7—1.1l/m 的透层油,必要时可以按照要求洒石屑或砂,保证层间结合。

(3)沥青各层要满足最小施工厚度的要求,保证上下之间有良好的连接,并从设计、施工、养护上采取相应的措施及时排除雨后结构层内的积水。

(4)路面结构设计中应该做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合和路面总体强度满足设计年限内交通荷载的要求。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层,以缓解网状裂缝程度。

4 反射裂缝

4.1 表现形式

基层产生裂缝以后,在温度和行车荷载的作用下,裂缝逐渐反射到沥青混凝土面层,路面的裂缝形式与基层裂缝形式基本一致。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加盖的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决下承层。

4.2 产生原因

(1)在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开。

(2)由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。

(3)新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力,从而产生开裂,反射到沥青面层。

4.3 预防措施

(1)在旧有路面上加铺沥青面层,最好先铣除原有路面后再进行加铺;或者铺设土工布或土工格栅,以减少反射裂缝。

(2)适当控制基层材料中粉料的含量及塑性指数,小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%。

(3)基层施工尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压,并且碾压充分,保证基层强度;同时要加强对已完基层的养生,要尽早铺筑上层,或进行封层,以减少干缩缝。

三、裂缝的处理措施

沥青路面裂缝产生后,应及时予以处理,防止水等有害物质侵入,影响道路使用寿命。对于细裂缝(2~5mm)可用乳化沥青进行灌缝处理;对于大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)进行灌缝处理;灌缝前,必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等,并保证缝内干燥;灌缝后,表面应洒布粗砂或3~ 5mm的石屑。 素混凝土路面

在公路、城市道路及机场道面中,目前我国采用得最广泛的是现场浇筑的普通混凝土路面,这类混凝土路面除接缝区和局部范围(边缘或角隅)外,不配置钢筋,亦称素混凝土路面。

图2

用素混凝土或仅在路面板边缘和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面结构,施工方便,造价低廉。素混凝土路面应沿纵向每隔5~6米设一缩缝,满足冬季缩裂要求;每隔20~40米设一胀缝,防止夏季热胀,板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎;沿横向每隔3~4.5米设一纵缝(图1)。由于横胀缝易引起路面板的破坏,增加施工和养护的麻烦,20世纪60年代中期以来,对夏季施工的混凝土路面,除在桥头、隧道口、道路交叉口小半径曲线或纵坡变换处,必须设置胀缝外,其他路段可少设或不设。纵横缝一般做成垂直相交,但也有把横缝做成与纵缝交成70°~80°斜角,并按

4、4.5、

5、5.5和6米的不等间距顺序布置。

胀缝间隙宽1.8~2.5厘米,为防止渗水,上部5~6厘米深度内应灌以填缝料,下部则设置用沥青浸制的软木嵌条。为传递荷载,混凝土板厚中央处设钢传力杆,杆径20~32毫米,长40~60厘米,间距30厘米。杆的半段涂沥青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(图2a)。如不设传力杆,可在混凝土板下设置垫枕(图2b)。

图3

缩缝一般做成裂口深4~6厘米的假缝形式(图3a),上部亦灌以填缝料,可不设传力杆。但在路基软弱或交通繁忙路段以及邻近长间距胀缝的二三个缩缝上,也应设置传力杆(图3b)。纵缝可做成假缝、平头缝或企口缝形式(图4),上部也灌以填缝料。为防止板块向两侧滑移,板厚中央可设置钢拉杆,杆径14~20毫米,长40~60厘米,间距80~100厘米。

素混凝土路面板大多做成等厚断面,厚约20~25厘米。由于板的边缘和角隅最易遭到破坏,可设置边缘钢筋和角隅钢筋(图1)予以加固,或做成厚边式断面,从靠路肩1米处开始厚度逐渐增加,至板边缘厚度较中间大25%。在高速公路和一级公路上,可做成由内侧向外侧边缘逐渐加厚的梯形断面。路面板大多做成单层式;当板较厚时也可做成双层式,上层厚度不小于6~7厘米。下层使用品质稍差的材料做成低强度混凝土;为使上下层结合牢固,下层表面应清洁、粗糙并设凹槽。

混凝土路面切缝要注意:

1、要注意切缝的时间,时间隔太长了会出现裂缝,太短了,会出现毛边;

2、要注意切的深度,浅了起不到效果,还是会出现裂缝,太深了,又耗时耗力,浪费资源;

3、间距要合适,一般控制在4-6米之间,间隔太长了,中间会出现裂缝,起不到作用了,太短了,也是浪费;

4、注意线形的顺直美观,特别是在弯道上,注意不要斜了;

5、切完后及时进行灌缝。

第五篇:沥青路面裂缝分析与防治

裂缝是沥青路面的主要病害之一。根据沥青路面开裂的主要原因,裂缝可以分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝,即主要由于交通荷载作用下产生的疲劳裂缝。研究表明,荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型。非荷载型裂缝,即不是由交通荷载引起的裂缝,主要为温度型裂缝。沥青路面的温度型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂,均表现为张开型裂缝。对于沥青路面基层存在裂缝情形,按沥青面层(沥青加铺层)裂缝开裂部位,又可以分为反射裂缝与对应裂缝。 1 路面裂缝的不利影响

当沥青路面出现裂缝后将会使道路使用质量恶化。由于裂缝局部过大的应力会引起裂缝周围路面结构逐步破坏,随着水的侵入,路基土承载力降低会加剧路面结构的破坏。这将使得舒适性和安全性降低。沥青路表出现裂缝是路况恶化的征兆,会对路面性能和耐久性产生不利的影响。这些不利影响包括:

第一,影响路面使用功能和品质。裂缝的存在,会影响行车舒适和安全,也影响路面美观。

第二,降低路面防水性,影响路面使用寿命。路表出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,甚至进入对湿度敏感的路基土中,从而引起路面早期破坏。

第三,引起路基过大压应力,易造成路面下沉。由于存在裂缝,造成路面板体不连续,在行车荷载作用下将加大板体边缘的变形,从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面,造成路基沉陷,从而引起路面下沉。 第四,增大路面应力和变形,造成结构层提前破坏。上述的路面结构板体边缘变形,会在路面结构内(尤其基层)产生很大的应力和变形,在行车荷载作用下将缩短这些结构层的寿命。

第五,磨耗层沿裂缝的破坏。在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。 2 沥青路面裂缝的成因

沥青路面开裂一般与路面材料的特性、结构组成及形式以及交通荷载和各类环境因素的作用有关。为解决沥青路面开裂问题,必须对其成因有一正确的认识。归纳起来,引起沥青路面开裂主要有下述几方面原因: 2.1 路面疲劳

由于沥青路面所承受的累积交通量超过其设计极限,将导致路面疲劳开裂裂缝。这种疲劳作用对面层甚至整个路面结构(底基层、基层和面层)均会造成影响。对于沥青表面层(磨耗层),其疲劳裂缝很细小,且限于行车道,随着时间会延伸至整个路面,形成龟裂。用水泥处治的半刚性基层,当设计欠安全或已达到设计使用年限时,由于疲劳会产生开裂。并依材料的残余力学特性(强度、模量),大面积的块裂可能发展为小面积的块裂甚至成为龟裂。除磨耗层外,沥青面层中其他结构层也可能由于基层的过度疲劳而易于开裂,在交通荷载的作用下裂缝将延伸至磨耗层。虽然在裂缝出现的初期仅限于车辙处,但这些疲劳裂 缝通常会发展为块裂。 2.2 路面结构的收缩变形

当无限长的路面结构收缩时,一旦面层与下层表面间的摩擦约束力在面层内引起的拉伸应力超过其抗拉强度,就会引起面层的收缩开裂。收缩的原因,对于采用水泥材料的结构层可能是水泥的凝固变性或干缩,或者是因季节、早晚天气变化造成的温度收缩。通常收缩裂缝主要产生在至少有一层使用了水泥结合剂的结构中,但在非常恶劣的气候条件下,这种现象也影响到沥青面层。始发于磨耗层表面的裂缝,可能因在冬天严寒条件下的温度收缩和路面结构层翘曲引起。在贫水泥混凝土基层路面上大量的观测到这种现象。在寒冷天气中,上层的温度比下层的温度低,结果因深度不同而收缩量不同,会引起路面板 的翘曲。这一影响加上沥青表层所产生的拉伸应力,当超过材料的抗拉强度时,就产生了这种裂缝。在冬天极度严寒的国家,沥青材料在极低温度下会硬化,这就使得它们易于因温度收缩而开裂。当使用硬沥青和易老化的沥青时,这一现象更为常见。这时它们一般形成等距横向收缩裂缝。对于半刚性路面,水泥稳定类基层通常没有施工缝,因此,这些结构层易于产生天然横向缩缝。这些横向裂缝贯穿磨耗层达到路表时,它们往往间距为5~15m,且宽度随温度变化而变化,在零点几毫米到几毫米之间。缩缝在路表成为

可见缝时通常为单一的直线型裂缝,但在交通荷载作用下可发展为双线型裂缝和分叉裂缝。 2.3 路基土的变形

路基的变形或局部承载力的下降,也可以引起路面开裂,裂缝会贯穿路面各结构层。引起这种裂缝的原因各异:由于路基排水不畅使其内部含水量增加而引起承载力下降;有压缩性强的土类填筑的路基或者未经充分压实的路基,在交通荷载和路面自重作用下而缓慢下沉;路基土体滑动,尤其是沿线半挖半填路段;在旱季,粘性土由于过度失水而引起收缩,特别是道路沿线存在的树木根系会使裂缝出现的更频繁;当路面结构层形成的温度隔离效应,不足以阻止霜冻影响波及敏感土时引起路基冻胀。 2.4 设计或施工不当

路面开裂也可能因路面设计的某些缺陷,或某层或多层路面结构的施工不当而引起:

第一,当老路拓宽时,由于基础承载力的横向变化,经常在老路边缘处出现纵向裂缝,尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。 第二,纵缝出现在道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地方,这样的裂缝通常是直线裂缝且往往相当密 第三,相邻车道铺筑时使用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节,如果施工不当且不能连续施工,这些缺陷将暴露在交通荷载作用下和温度变化中,将导致直线性裂缝,由于表面磨耗和材料的损失,裂缝往往加深。

2.5 老化和环境因素

在严冬,沥青材料最易破碎,其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力,可能由于路面的温缩和翘曲在路表出现微裂缝。它可以从表面扩展至层底。这种类型的开裂可能最终发展为龟裂。但单个裂缝会一直很细小。沥青材料的老化变硬以及路表直接暴露于大气环境中,会使这种影响随时间加剧。 3 沥青路面裂缝扩展的影响因素

沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起。与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例子就是龟裂,它由车轮碾压引起。与环境有关的沥青路面开裂的典型例子是达到整个道路宽度或部分宽度的横向裂缝,这种类型裂缝是由于温度下降或干缩变形时沥青路面结构层收缩引起的。区别裂缝类型和各种类型裂缝(环境的和交通的)间的相互作用非常重要。这些方面会因路面结构层属性(柔性、半刚性和刚性)的变化而 变化。

3.1 交通荷载诱发裂缝

根据经典的疲劳强度理论,交通荷载引发的沥青路面裂缝产生于受约束层底部,然后向上扩展到路表。这些裂缝应出现在车轮轮迹处,而且根据理论计算,应为横向裂缝。然而,在车轮轮迹处观测到大量的纵向表面裂缝,它们产生于顶面,然后扩展到路面内大约40~50mm 深处。尽管这种类型裂缝的起因不完全清楚,但人们相信它们可能是由于在轮胎与路面接触处的垂直接触压力分布不均,以及出现了位于行车方向侧面的剪力作用的结果。

Dauzats 等人报道了法国许多较厚的柔性路面上所观察到的裂缝类型。得出的结论认为:大多数裂缝起源于路面表层。Numm 也得到类似的结论。Van Dommelen 作了类似的阐述。所有这些都表明:与交通荷载相关的沥青路面开裂不一定形成于约束层的底部,它们也可以产生于路表。 3.2 环境因素诱发裂缝

事实上,由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝,这是因为温度下降或干湿变化而收缩产生的应力一般在纵向最大。在特殊条件下,如高摩擦力和温度或含水量急剧下降,就可能产生横向裂缝。在这种情况下,也可能产生典型的块裂。通常,环境因素诱发的裂缝与存在水泥处治层或高塑性指数的重粘土路基有关。这两者都对温度和湿度变化非常敏感。而且,沥青层内也可以产生很大的温度应力,尤其是在低温地区。在这些地区,温度可以降低至使沥青材料具有玻璃特性,这意味着更可能发生破碎。然而,在温和的气候下也可能发生开裂,尽管此时沥青材料中的应力可以迅速松弛。3.3 交通荷载与环境因素对沥青路面开裂的综合影响与交通荷载和环境因素相关的应力不是彼此孤立的。而且,在许多气候条件下,沥青路面裂缝在白天主要受交通影响,而夜晚主要受环境因素影响。Goacolou 等人和De Bondt研究了交通荷载与环境温度的联合影响,表明:这类裂缝在开始阶段发展缓慢,而在最后阶段发展非常快。适用于含水泥处治基层的沥青路面。温度引起的开裂能够以完全不同的方式发展。在早期阶段发展快,而在第二阶段扩展速度减缓。存在软弱地基或路基施工后沉降过大的路段,路面开裂往往由非均匀沉降引起。De Bondt 指出,在这种情况下,应用综合方法来分析这些影响。同时指出,交通荷载加速了非均匀沉降引起的路面开裂,反之亦然。 4 沥青路面裂缝的防治

应注意限制施工初期裂缝的形成和采用合适的预开裂措施。路面设计时应限制施工初期裂缝的形成,包括正确的选择基层材料,合理的设计道路结构和控制施工质量。如果知道裂缝的起因,有些情况下,可以在加铺前采取避免现有裂缝向上扩展的方法。①因路基含水量过高而使其承载力减弱引起的的裂缝,此时,可以通过排水降低土体中含水量和通过路表防渗阻止水分的进一步渗入;②因通常的结构疲劳引起的裂缝,可以妥善的设计结构材料强度,解决这一问题;③因层间滑动引起磨耗层的疲劳开裂,此时,可以有计划的挖除磨耗层,再铺筑与下层粘结良好的新磨耗层。对于新铺水泥处治基层等半刚性基层沥青路面,其收缩裂缝难以避免,为防止裂缝对沥青面层造成不利影响,可采取预开裂技术(目前常用五种不同的预开裂技术,结构层顶部且槽、沥青乳液接缝、嵌入硬质波浪形夹片、嵌入柔性塑料带、结构层底部预开裂),在缝处铺设土工织物防止基层开裂,并确保基层的压实度达到规范的要求等。 4.1 新建沥青路面裂缝的预防 4.1.1 材料的选择

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、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然沙。 4.1.2 路面结构设计

显然,所设计的道路必须能适应所承受的的交通荷载水平和温度条件。若道路承载力不足(如结构层太薄),将加速路面疲劳开裂过程。对于水泥处治基层,应尽量减少反射裂缝。反射裂缝明显的受沥青面层的影响,厚度超过15cm 的面层可以有效的防止受拉疲劳产生的裂缝。在设计中应特别注意路面排水与防水措施。 4.1.3 沥青混凝土配合比设计

沥青混合料的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,以及路表特性和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%,可以使以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。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,当空隙率从11%降到3%时,针入度为100 的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命会增加4 倍。开级配沥青混合料具有较高的空隙率,因而抗拉能力比较低,试验表明,其疲劳寿命比密级配混合料要缩短2.5 倍。SMA 被证明具有良好的高温稳定性和低温抗裂性能,使用寿命长,是防裂路面设计沥青混合料的一项新技术。在条件允许的情况下,注意改善集料级配(如SMA)和采用改性沥青。 4.1.4 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,变形率较大,且不存在低温脆化问题,效果最佳。 4.1.5 施工质量

铺筑路面材料时,应该遵循正确的施工原则。结构层之间粘结不良和施工不良的纵缝和施工缝会产生本可以轻易避免的裂缝。 4.2 半刚性基层反射裂缝的预防 4.2.1 结构层顶部切槽

这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口。深度大约为层厚的1/3~1/4 。 4.2.2 沥青乳液接缝

这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底,并在缝壁内注入速破沥青乳液。随即将切缝封闭,然后以正常方式碾压该层。 4.2.3 嵌入硬质波浪形夹片

这种技术形成所谓的“活性接缝”。在结构层摊铺和初压后,制作深到层底的切口,然后将波浪形塑料材料插入,封槽后再以通常方式碾压。

4.2.4 嵌入柔性塑料带

这种技术是在刚处理的摊铺材料中埋入柔性塑料带,以形成裂缝,其厚度大约为结构层厚度的1/3 。保证了裂缝处有效的传递荷载能力。 4.2.5 结构层底部预开裂 与①类似,通过在结构层底放置三角形木板或木块,减少水硬性结合料结构层横断面,使首先在该处产生裂缝。 4.3 复合式沥青路面裂缝的预防

复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上,反射裂缝的预防如前所述,采取的措施还包括:①铺筑20cm 全厚式沥青混凝土;②在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力吸收层;③采用裂缝固定技术后,再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层;④在原水泥混凝土路面加铺一层3cm 厚的钢纤维混凝土,再铺沥青混凝土;⑤锯开水泥混凝土面板;⑥用1~2mm 厚,10~20cm 宽的弹性沥青层覆盖裂缝;⑦用水泥砂

浆或环氧树脂填充来限制混泥土板的移动和填充水泥混泥土板下脱空;⑧用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止水渗入到下部结构;⑨在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。 4.4 沥青路面裂缝的维修

沥青路面裂缝产生后,及时进行维修以控制裂缝进一步发展,可以防止路面早期破坏。选用适宜、经济可行的维修方法,严格工艺操作是维修裂缝的关键。常用的方法包括:①灌油修补法,将纵横裂缝处清扫干净,直接用油壶灌入加热的沥青油或乳化沥青;②乳化沥青稀浆封层,使用乳化沥青混合料封层时,一般厚度在1.5cm 以内,可采用层铺法或拌和法施工;③沥青混合料罩面法,常用标准的中粒式或细粒式

沥青混凝土作罩面材料,厚度在1.5~4.0cm 之间;④裂缝现场再生维修法,对于裂缝多的路段,用加热车对旧油面实施两次加热,使表面裂缝深处全部融化变软,喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量骨料实施就地拌和或用再生机械、铣刨机、人工,然后再进行碾压成型。 5 结束语

沥青路面产生裂缝的外部因素有交通荷载、环境温度、突发的震灾、水分及阳光、空气的老化作用,内部因素有材料的受拉疲劳、受拉屈服、剪切屈服以及施工不当留下的潜在裂缝。裂缝的防治采取综合治理的办法,宜从防裂厚度、混合料配合比、应力吸收层、应用改性沥青等方面综合考虑。裂缝一旦出现应及早治理以防路况急剧恶化,维修方法采取灌油法、封层罩面法以及现场再生法等。总之,合理的设计、选材,精心的施工、养护和及时的维修是预防和控制沥青路面裂缝的有效方法。----复制自天工网

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