所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2011-05-23 08:00 熱度:
摘要:瀝青路面在鋪筑使用后會產生各種各樣裂縫,由于路表水的浸入,裂縫兩側的路面結構層和土路基的含水量增大,致使路基和路面強度降低。隨著交通量迅速增加,特別是大噸位車輛行車荷載的作用,路基、路面承受不了超載車輛荷載的作用,加快路面的裂縫產生,大大縮短瀝青路面的使用壽命。本文對瀝青路面反射裂縫產生的原因級防治措施進行分析。
關鍵詞:瀝青路面;裂縫;原因;防治措施
0引言
瀝青路面以其行車舒適、噪音小、揚塵少、維修方便等優點被廣為應用,但裂縫是瀝青路面的常見病害,裂縫的出現不僅使瀝青路面的品質下降而且帶來路面病害的惡性循環。我國經過長期的實踐、探索和研究,隨著施工技術和機械化施工程度的提高,許多病害已逐年減少,開裂導致路面迅速損壞的現象雖有所改善,但瀝青路面裂縫這一病害至今未能根除。這既有地基的因素,也有設計、施工、材料、及環境等幾方面因素。
1反射裂縫的現象
反射裂縫現象為: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。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加罩的瀝青結構層,裂縫形式不一,主要取決于下臥層。
2反射裂縫產生的原因分析
2.1由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫
由于較高強度的半剛性基層可能會導致較大的干縮、溫度裂縫的產生,從而導致路面產生反射裂縫,同時雨水會從裂縫中下滲,并積聚在面層與基層中間,出現基層唧泥現象,降低了瀝青層與半剛性基層間的連接狀態,從而加速了路面結構的破壞。通常假設導致反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經開裂,并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車荷載引起的下臥路面結構在裂縫處的差動位移,水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。
2.2由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或對應裂縫
對于新鋪的半剛性基層,隨著混合料中水分的減少,要產生干縮和干縮應力;水分減少得愈多愈快,產生的干縮應力和干縮應變就愈大。在已經產生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層,在較薄瀝青面層的情況下,半剛性基層的裂縫會由于溫度應力而使面層底部先開裂,并較快形成反射裂縫。一旦行車產生的拉應力與溫度應力相結合,反射裂縫會形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下,由于溫度應力在表面最大,基層的裂縫將促使面層先從表面開裂,然后逐漸向下傳播形成對應裂縫。
3裂縫對瀝青路面的危害
瀝青路面反射裂縫是常見病害之一,如果瀝青路面裂縫得不到及時修補,將對路面的使用壽命和行車舒適性帶來影響。裂縫的初期(1~2年內)對路面的使用性能無明顯影響但隨著裂縫的增大,雨水或雪水的逐漸侵入,導致裂縫兩側的路面結構或土基含水量增加,甚至達到飽和狀態,其結果是結構層承載能力明顯下降,在大量行車荷載作用下,產生沖刷唧漿現象,加速路面破壞。
4瀝青路面反射裂縫的預防措施
4.1采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫。
4.1.1基層混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓,要防止碾壓時含水量過小,壓實度和強度不足造成強度裂縫。
4.1.2對分段施工的基層,在碾壓時嗎應預留3mm-5mm混合料暫緩碾壓,待下段混合料攤鋪后一起碾壓,,以利于銜接。對于分層碾壓的基層,上下層的接頭應錯開3mm-5mm,已減少出現裂縫的機會。
4.1.3合理選擇混合料的配比,控制細料數量;重視結構層的養護,并及早鋪筑上層或進行封層以利于減少裂縫。
4.1.4在舊路面加罩瀝青路面結構層前,可消路原面結后再加罩,或采用鋪設土工布、格扎柵后再加罩,以延緩反射裂縫的形成。
4.2合理設計
4.2.1在進行半剛性路面設計時,首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。
4.2.2路面厚度的確定:作為柔性路面,必須根據其道路等級、交通量、工程地質情況、道路基層情況和施工季節等綜合因素計算確定設計厚度。作為舊水泥路的改造,瀝青混凝土罩面層厚度的確定主要考慮結構強度因素,另外也要考慮道路沿線高程的控制、瀝青混凝土最小攤鋪厚度要求、罩面層與下層的結合問題以及工程費用控制等,根據有關經驗,罩面層厚度以10~15cm為宜。
4.2.3瀝青混合料級配設計:為了提高路面抗滑能力和抗車轍能力,國內高等級道路普遍采用較粗級配,用油量少,空隙率偏大,傳荷能力消弱,容易產生裂縫,耐疲勞能力降低。設計中應考慮其綜合作用,并根據設計厚度選擇適當的混合料類型。
4.2.4使用粘層油:粘層油是指在封層之間或是具有裂縫的路面層之間的涂刷層,它能有效地去除反射裂縫,如路面做在半剛性基層和舊水泥混凝土路面上時必須使用。
4.2.5選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層。在缺少優質瀝青的情況下,應采取改善瀝青性質的措施。
4.2.6在穩定度滿足要求的前提下,優先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
4.2.7瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。
4.2.8采用合適的瀝青面層厚度,確保半剛性基層在使用期間一般不會產生干縮
裂縫和溫縮裂縫。
4.2.9為進一步提高表面層抗溫度裂縫性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝
青混凝土表面做一封層。
4.3合理選材
4.3.1選擇抗裂性好的材料做基層。為減少收縮裂縫,應增加粗骨料含量、降低施工含水量、提高基層壓實度,盡量避免采用干縮性較大的材料如水泥、石灰等做結合料,而應選用級配碎(礫)石及工業礦渣等做基層材料。
4.3.2采用優質改性瀝青。改性瀝青在低溫粘度、耐老化等指標上均優于普通瀝青,目前普遍采用的改性瀝青有橡膠類、熱塑性橡膠彈性體和熱塑樹脂類。改性瀝青混凝土造價高,但長期經濟效益較好,因此一般用于新建道路。
4.3.3選擇合適的礦料。無論什么骨料,為使瀝青與礦料之間很好的粘結應使用抗剝離劑,以延緩由于荷載和溫度的反復作用發生瀝青剝離而產生水毀現象,同時限制堿性骨料的使用。
4.4正確施工
施工質量的好壞直接影響路面的各種性能,因此嚴格保證道路各結構層的施工質量,能有效防治路面裂縫。基層和底基層的養生要滿足要求,切勿為趕工期而提早鋪筑面層,以防基層損壞或收縮而導致瀝青面層產生反射裂縫。面層施工時保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青過分老化(控制瀝青的加熱溫度和加熱時間),加強運料車的保溫工作,保證適宜的攤鋪、碾壓溫度,及時攤鋪,保證供料和攤鋪的連續性,減少由于混合料表面溫度降低影響溫度均勻性而產生的離析和裂縫,加強碾壓使瀝青混合料達到較高的密實度(98%以上),做好施工接縫的聯結處理。
4.5加強養護
急時維修完善路基路面的排水設施,確保路面排水順暢,基層與面層之間不得形成集水槽。此外瀝青路面的早期損壞應及時處理,避免基層破壞進而加劇面層的破壞,延長路面大修時間,從而延長道路的使用壽命。
5反射裂縫治理措施
瀝青路面裂縫修補方法很多,一般可根據裂縫的實際情況(如寬度、深度等)確定具體的修補工藝。目前常用的方法主要有普通瀝青灌縫、專用灌縫料施工、壓漿法修補裂縫和進口密封膠灌縫。四種修補方法對照表見表1
表1四種裂縫修補方法對照表
縫寬小于2mm時可不做處理。縫寬大于2mm時,用改性乳化瀝青或改性瀝青(如BBS改性瀝青)灌縫。灌縫前,必須清除逢內、縫邊碎粒、垃圾。并使逢內干燥,灌縫后,表面撒上粗砂或3mm-5mm石屑。
6結語
瀝青路面產生反射裂縫的外部因素有交通荷載、環境溫度、突發的震災、水分及陽光、空氣的老化作用,內部因素有材料的受拉疲勞、受拉屈服、剪切屈服以及施工不當留下的潛在裂縫。反射裂縫的防治采取綜合治理的辦法,宜從防裂厚度、混合料配合比、應力吸收層、應用改性瀝青等方面綜合考慮。反射裂縫一旦出現應及早治理以防路況急劇惡化,維修方法采取灌油法、封層罩面法以及現場再生法等。總之,合理的設計、選材,精心的施工、養護和及時的維修是預防和控制瀝青路面反射裂縫的有效方法。
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文章標題:淺談瀝青路面產生反射裂縫的原因及防治措施
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