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【摘要】就目前沥青路面在使用过程中产生的裂缝现象,分析其原因及造成的危害,提出处理方法。
【关键词】沥青路面;裂缝;防治
1. 引言
最近几年,洛阳城市建设迅猛发展,洛南新城区建设及洛北老城区改造同时进行,城市要发展,基础设施中的公路建设必须先行,根据市场经济的需要,我院有幸承接了洛南新区多条道路的设计,洛北老城区建设路、联盟路、九都东路等多条道路的改造工程,在道路设计方面积累了一定的经验,而洛阳市道路的路面大部分都是沥青混凝土路面,随着城市的发展而带来的交通量增长、车辆大型化、超载严重等诸多因素,使沥青混凝土路面面临严重的考验。许多沥青路面在建成后不久就不能适应交通的需要,早期破坏的情况时有发生,其中路面出现的各种裂缝是路面损坏的主要形态,我在本文中主要叙述路面裂缝产生的原因及预防措施。
2. 沥青路面裂缝产生的原因
沥青路面裂缝主要分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝、块状裂缝等。
2.1由路基不均匀沉陷引起的裂缝由于路基湿软和压实度没有达到要求,尤其在检查井周围及压路机碾压不到的地方,在路面受车轮荷载作用下不能承受通过路面传给路基的轮载应力,便产生较大的竖直变形,在路表面产生较大的凹陷变形,有时凹陷两侧伴有隆起现象。当路面结构的变形能力不能适应这样的变形量时,便产生以纵向为主的裂缝,并逐渐发展为网状裂缝。
2.2由车辙引起的裂缝。车辙是路面在行车荷载多次重复作用下,路基和路面各层永久变形的逐步积累,沿着纵向产生的带状凹陷。随着带状凹陷的出现,路面常出现以纵向为主的裂缝,即使路基和路面具有足够的刚度,每一次行车荷载作用下产生的永久变形量极小,但地多次重复作用下累计而达到的变形量还是相当可观的,特别是在高温时沥青面层蠕变而累积的永久变形量极大,更易形成车辙。车辙出现后期伴随着纵向裂缝产生,而出现裂缝的路面将大大加快其车辙的形成速度。
2.3由疲劳引起的裂缝。疲劳开裂是指路面在正常使用情况下,在车轮荷载反复作用下路表无显著永久变形而出现的裂缝,此时沥青结构层地面产生的拉应力(或拉应变)超过材料的疲劳强度,底面便发生开裂,并由下向上逐渐扩展到表面,其特点是首先出现较短的纵向开裂,继而逐渐发展为网状开裂,开裂面积不断扩大。
2.4低温缩裂。在低温时,当气温下降较大,沥青路面材料因急剧收缩受阻而产生的较大拉应力,若拉应力超过路面材料的抗拉强度时,面层就会被拉裂。因路面纵向尺度远大于横向尺度,及纵向约束大于横向约束力,所以低温开裂的形态是间隔型裂缝。
2.5反射裂缝。当基层为石灰土等水硬性结合料时,因湿度变化而产生的收缩裂缝反映到面层上,使面层相隔一定距离出现横向裂缝:当在旧沥青路面或旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层时,其原有的接缝或裂缝会反映到沥青面层上来。
2.6因施工不当而造成的裂缝基层的施工缝相距太近、软基处理不当及压路机碾压不到的地方导致路基和基层压实度达不到质量要求而造成的薄弱环节,在车辆荷载的作用下路面易出现塌陷而造成裂缝。另外雨水工程中的进水支管常常在灰土基层成型后再施工,破坏了基层的整体性,导致在支管处出现横向裂缝。沥青路面铺铺装时的纵向施工缝及快慢车道接缝处,是结构整体性的薄弱处,经常出现纵向裂缝。
3. 裂缝对沥青路面的危害
路面出现裂缝后,破坏了路面结构的整体性,降低路面抵抗外界影响因素的作用,降低沥青路面的强度,增加路面强度的变化幅度,减少了沥青路面的稳定性。 路面出现裂缝会使雨水沿裂缝下渗到基层,导致基础软弱直至逐渐破坏,随着裂缝的扩展使裂缝乱边剥落,影响路面平整度,从而导致行车的速度、舒适性,安全性迅速降低,同时还缩短了道路的使用寿命,使道路的维修期提前和维修费用大幅度增加。
4. 沥青路面裂缝的防止措施
4.1采用改性沥青提高沥青路面的抗裂性能。 改性沥青混合料包括用改性沥青拌制沥青混合料和将改性剂或外掺剂直接拌入沥青混合料中两个途径,现在我公司采用将改性济或外掺剂直接拌入沥青混合料的办法,它能改善沥青混合料的热稳定性和低温抗裂性能,提高沥青路面的高温抗车辙性能,减少由车辙引起的裂缝发生,并延长疲劳寿命。
4.2土工合成材料的应用减少或防止半刚性基层开裂的反射缝 近期在洛阳道路施工过程中,尤其在旧路改造和软基较多的工程中,大量采用土工布或土工格栅来防治反射裂缝,土工布主要起隔离作用,土工格栅主要起加筋作用,土工合成材料应铺设于新建沥青面层或旧路沥青罩面层的底部、软弱地基的上面,可局部铺设于旧裂缝处,对旧裂缝较多、较集中的地方一般采取满铺,在道路拓宽改造工程中,在使用土工布段比不使用土工布段所产生的裂缝要少的多,也证明了土工合成材料防止裂缝的有效性。
4.3灰土基层的防裂措施 灰土拌和时可采用粘性较小的土,或在粘性土中掺入砂性土、粉煤灰等以降低干缩系数,有利于改善缩裂性质;在顶层灰土中掺加50%~80%的碎石(重量比)。这不仅可以减少裂纹的产生,还有利于节约石灰和改善碾压时的推拥现象;也可在灰土基层上铺筑一层水泥碎石或水泥粉煤灰稳定碎石后再铺沥青面层,可以比较有效的防止裂缝产生。
4.4保证基础的压实度,减少不均匀沉陷引起的裂缝 根据碾压机具、土壤最佳含水量、土壤压实度,确定碾压遍数和回填厚度,土壤应在最佳含水量和接近最佳含水量状态下进行夯实,宜先轻后重至表面无显著轮迹,达到要求压实度为止。凡在检查井周围和边角机械碾压不到的地方,一定要有机动夯和人力夯补夯措施,不得出现局部漏夯现象。
4.5合理安排各道工序施工,减少各种施工缝的产生以减少裂缝的产生 在施工中应严格遵循先地下后地上的施工顺序,严格在灰土基础成型后再开挖施工各种管道;沥青面层摊铺时摊铺带宜长不宜短,以减少横缝的产生,上下两层的纵缝应错开30cm,纵横缝一般采取直茬热接的方法,要求紧密、平整、无接缝痕迹,提高结构层的整体性。
5. 结束语
沥青路面裂缝产生的原因有各种各样,由于交通量的增大及重车数量的增加,加上个别道路设计荷载等级不高,导致道路结构承载力低,这些道路的裂缝产生就不能简单地在施工上进行预防,应结合道路的结构加固进行处理。
参考文献
[1]公路工程技术标准(JTGB01-2003).
[2]公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004).
[3]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).
[文章编号]1006-7619(2013)04-15-309
[作者简介] 任淑英(1973-),女,籍贯:河北衡水人,中共党员,职称:工程师,工作单位:洛阳一拖华建工程设计有限公司,现从事结构设计。
【关键词】沥青路面;裂缝;防治
1. 引言
最近几年,洛阳城市建设迅猛发展,洛南新城区建设及洛北老城区改造同时进行,城市要发展,基础设施中的公路建设必须先行,根据市场经济的需要,我院有幸承接了洛南新区多条道路的设计,洛北老城区建设路、联盟路、九都东路等多条道路的改造工程,在道路设计方面积累了一定的经验,而洛阳市道路的路面大部分都是沥青混凝土路面,随着城市的发展而带来的交通量增长、车辆大型化、超载严重等诸多因素,使沥青混凝土路面面临严重的考验。许多沥青路面在建成后不久就不能适应交通的需要,早期破坏的情况时有发生,其中路面出现的各种裂缝是路面损坏的主要形态,我在本文中主要叙述路面裂缝产生的原因及预防措施。
2. 沥青路面裂缝产生的原因
沥青路面裂缝主要分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝、块状裂缝等。
2.1由路基不均匀沉陷引起的裂缝由于路基湿软和压实度没有达到要求,尤其在检查井周围及压路机碾压不到的地方,在路面受车轮荷载作用下不能承受通过路面传给路基的轮载应力,便产生较大的竖直变形,在路表面产生较大的凹陷变形,有时凹陷两侧伴有隆起现象。当路面结构的变形能力不能适应这样的变形量时,便产生以纵向为主的裂缝,并逐渐发展为网状裂缝。
2.2由车辙引起的裂缝。车辙是路面在行车荷载多次重复作用下,路基和路面各层永久变形的逐步积累,沿着纵向产生的带状凹陷。随着带状凹陷的出现,路面常出现以纵向为主的裂缝,即使路基和路面具有足够的刚度,每一次行车荷载作用下产生的永久变形量极小,但地多次重复作用下累计而达到的变形量还是相当可观的,特别是在高温时沥青面层蠕变而累积的永久变形量极大,更易形成车辙。车辙出现后期伴随着纵向裂缝产生,而出现裂缝的路面将大大加快其车辙的形成速度。
2.3由疲劳引起的裂缝。疲劳开裂是指路面在正常使用情况下,在车轮荷载反复作用下路表无显著永久变形而出现的裂缝,此时沥青结构层地面产生的拉应力(或拉应变)超过材料的疲劳强度,底面便发生开裂,并由下向上逐渐扩展到表面,其特点是首先出现较短的纵向开裂,继而逐渐发展为网状开裂,开裂面积不断扩大。
2.4低温缩裂。在低温时,当气温下降较大,沥青路面材料因急剧收缩受阻而产生的较大拉应力,若拉应力超过路面材料的抗拉强度时,面层就会被拉裂。因路面纵向尺度远大于横向尺度,及纵向约束大于横向约束力,所以低温开裂的形态是间隔型裂缝。
2.5反射裂缝。当基层为石灰土等水硬性结合料时,因湿度变化而产生的收缩裂缝反映到面层上,使面层相隔一定距离出现横向裂缝:当在旧沥青路面或旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层时,其原有的接缝或裂缝会反映到沥青面层上来。
2.6因施工不当而造成的裂缝基层的施工缝相距太近、软基处理不当及压路机碾压不到的地方导致路基和基层压实度达不到质量要求而造成的薄弱环节,在车辆荷载的作用下路面易出现塌陷而造成裂缝。另外雨水工程中的进水支管常常在灰土基层成型后再施工,破坏了基层的整体性,导致在支管处出现横向裂缝。沥青路面铺铺装时的纵向施工缝及快慢车道接缝处,是结构整体性的薄弱处,经常出现纵向裂缝。
3. 裂缝对沥青路面的危害
路面出现裂缝后,破坏了路面结构的整体性,降低路面抵抗外界影响因素的作用,降低沥青路面的强度,增加路面强度的变化幅度,减少了沥青路面的稳定性。 路面出现裂缝会使雨水沿裂缝下渗到基层,导致基础软弱直至逐渐破坏,随着裂缝的扩展使裂缝乱边剥落,影响路面平整度,从而导致行车的速度、舒适性,安全性迅速降低,同时还缩短了道路的使用寿命,使道路的维修期提前和维修费用大幅度增加。
4. 沥青路面裂缝的防止措施
4.1采用改性沥青提高沥青路面的抗裂性能。 改性沥青混合料包括用改性沥青拌制沥青混合料和将改性剂或外掺剂直接拌入沥青混合料中两个途径,现在我公司采用将改性济或外掺剂直接拌入沥青混合料的办法,它能改善沥青混合料的热稳定性和低温抗裂性能,提高沥青路面的高温抗车辙性能,减少由车辙引起的裂缝发生,并延长疲劳寿命。
4.2土工合成材料的应用减少或防止半刚性基层开裂的反射缝 近期在洛阳道路施工过程中,尤其在旧路改造和软基较多的工程中,大量采用土工布或土工格栅来防治反射裂缝,土工布主要起隔离作用,土工格栅主要起加筋作用,土工合成材料应铺设于新建沥青面层或旧路沥青罩面层的底部、软弱地基的上面,可局部铺设于旧裂缝处,对旧裂缝较多、较集中的地方一般采取满铺,在道路拓宽改造工程中,在使用土工布段比不使用土工布段所产生的裂缝要少的多,也证明了土工合成材料防止裂缝的有效性。
4.3灰土基层的防裂措施 灰土拌和时可采用粘性较小的土,或在粘性土中掺入砂性土、粉煤灰等以降低干缩系数,有利于改善缩裂性质;在顶层灰土中掺加50%~80%的碎石(重量比)。这不仅可以减少裂纹的产生,还有利于节约石灰和改善碾压时的推拥现象;也可在灰土基层上铺筑一层水泥碎石或水泥粉煤灰稳定碎石后再铺沥青面层,可以比较有效的防止裂缝产生。
4.4保证基础的压实度,减少不均匀沉陷引起的裂缝 根据碾压机具、土壤最佳含水量、土壤压实度,确定碾压遍数和回填厚度,土壤应在最佳含水量和接近最佳含水量状态下进行夯实,宜先轻后重至表面无显著轮迹,达到要求压实度为止。凡在检查井周围和边角机械碾压不到的地方,一定要有机动夯和人力夯补夯措施,不得出现局部漏夯现象。
4.5合理安排各道工序施工,减少各种施工缝的产生以减少裂缝的产生 在施工中应严格遵循先地下后地上的施工顺序,严格在灰土基础成型后再开挖施工各种管道;沥青面层摊铺时摊铺带宜长不宜短,以减少横缝的产生,上下两层的纵缝应错开30cm,纵横缝一般采取直茬热接的方法,要求紧密、平整、无接缝痕迹,提高结构层的整体性。
5. 结束语
沥青路面裂缝产生的原因有各种各样,由于交通量的增大及重车数量的增加,加上个别道路设计荷载等级不高,导致道路结构承载力低,这些道路的裂缝产生就不能简单地在施工上进行预防,应结合道路的结构加固进行处理。
参考文献
[1]公路工程技术标准(JTGB01-2003).
[2]公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004).
[3]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).
[文章编号]1006-7619(2013)04-15-309
[作者简介] 任淑英(1973-),女,籍贯:河北衡水人,中共党员,职称:工程师,工作单位:洛阳一拖华建工程设计有限公司,现从事结构设计。