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【摘 要】随着我国路网结构不断改造升级,沥青路面以其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建设中得到了广泛的应用,并在公路建设中的重要作用越来越凸显。如何提高沥青路面的使用寿命,研究沥青路面的破坏形式,有针对性的进行预防,显得尤为重要,这也是我们公路养护的重要课题。根据历年来我段路况调查结果,新建沥青路面的早期病害表现形式主要是路面裂缝,路面裂缝出现后,如不及时处治,经行车碾压和雨水渗入路基会迅速形成翻浆、松散等结构性破坏,路况质量急剧下降,所以裂缝处治是路面早期养护和预防性养护的重要内容。
【关键词】沥青路面;裂缝;预防;治理
一、裂缝成因分析
裂缝是沥青路面的常见病害,对道路危害极大,特别在冬季和春季,因低温环境是路面裂缝更加趋于严重,最终导致破坏。了解和掌握裂缝产生的原因对我们有针对地进行预防和治理具有十分重要的意义。
一)、从路面裂缝形成的原理分析:
(一)路面裂缝形成首先取决于沥青路面的材质,沥青路面是柔性路面,具有无扬尘、噪音小、磨损小、行车舒适、造价相比其他路面低等优点,但也具有低温情况下和老化后抗变形能力差等缺点。正是这些缺点是形成沥青路面裂缝的内在因素。
(二)路面裂缝形成取决于作用在沥青路面上的外在影响,一方面下承层的刚度、稳定性是沥青路面破坏与否的基础,另一方面是路面裂缝的形成来自阳光、气温、水等自然条件的侵蚀和行车碾压。这些影响是路面裂缝形成的外在诱因。
二)、从沥青路面新建到产生裂缝的过程来看主要受以下环节因素的影响:
(一)设计因素
由于近年来公路基础设施,开工的项目很多,而建设资金又有限。因此在道路结构层设计、材料使用上强调经济适用原则,设计抗破坏富余量较小,对交通量变化,使用年限没有重点研究。公路路面设计交通量与实际交通流有一定的差异。在路面设计中以标准轴载为设计依据,没有考虑超载的问题。而实际上,由于受经济利益的驱使,载货车辆中80%存在超载现象,这些超载带来的荷载附加值,公路无法消化造成路面提前,引发裂缝等各类病害。
(二)施工因素
近年来,公路建设绝大数均采用公开招标方式进行,有设计、有业主、有施工、有监理,还有质量检查部门和社会力量监督检查,工程质量检查体系日趋完善。尽管如此,公路建设在局部、在个别环节还是存在一定的问题,正是这些问题为路面裂缝等病害形成埋下了隐患。
一是路基填筑不扎实。路基填挖结合部、桥涵台背处理不好,路基局部压实不足,软基等特殊路基处治不彻底等都会整个路面结构产生破坏;二是路基、路面排水系统建设不完善,不能完全将水排出路外,随时间推移产生水损害;三是路面施工质量控制和工艺控制问题。沥青的性能、标号、沥青用量,砂石材料的质量,配合比设计的质量和拌合工艺控制等稍不严格都将直接影响沥青混合料的质量。同时,沥青混合料成型各个时段的温度控制、摊铺工艺、碾压时机、工艺控制也会直接影响沥青路面的质量。此外,施工接缝设在什么地方,怎么设置?接缝如何处置、基层施工工艺、基层养生时间控制等一系列很细小、很具体的环节都将影响沥青路面的质量。所以修好一條质量过硬的好公路不容易,哪一个环节处理不好都将成为公路裂缝的元凶。
(三)通行和养护因素
一条质量合格的公路,在行车不超载的情况下,运行到设计年限是不成问题的。超限运输使这一时间大大提前。超限运输是诱发路面裂缝和其他路面的最重要原因。超载治理将影响路面产生裂缝的数量和破坏程度,从而影响公路的使用寿命。另一方面,在加强公路养护能有效减少裂缝进一步蔓延,对公路的造成进一步破坏,提高公路的使用寿命。
二、沥青路面裂缝的形式
沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝(龟裂)和不规则裂缝等四种形式。
1、纵向裂缝
损坏特征:与道路中线近于平行的长直裂缝,有时伴有少量支缝。这类裂缝通常由路基、基层沉降,或施工接缝质量或结构承载力不足而引发。路基、继承沉降引起的纵缝,通常断断续续,绵延很长;施工搭接引起的纵缝,其形态是场且直;而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。
2、横向裂缝
损坏特征:与道路中线近于垂直的裂缝,有时伴有少量支缝。横向裂缝多由路基、基层的翻身或路面低温收缩造成;最初多出现于路面两侧,逐渐发展形成贯通路副幅的横缝。
3、网状裂缝(龟裂)
损坏特征:相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块,块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝(龟裂)是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝,其最初形态是一条或几条平行的纵缝。随着荷载重复作用次数的增加,平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝,形成多边网状结构。
4、不规则裂缝
损坏特征:路面裂缝呈不规则形状,块得最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。
三、裂缝的预防和治理
(一)抓好设计、施工等建设阶段的公路质量,减少隐患,补足先天。
(一)更新理念,研究沥青路面设计新思路
沥青路面作为一种为行车服务的载体,具有持久性特征。要考量它的投资与服务的性价比,要从设计、建设、使用过程中养护维修资金总和与其服务年限两个方面综合考量。设计标准高一些,一次投资后公路使用的年限将大大提高,养护方面的资金也会大大减少,综合性价比将会大大提升,会更加划得来。标准高的路,早期破坏少这是显而易见的,早期用在治理路面裂缝等的人力和财力就会大大减少。此外,还可以探索研发一些防裂性能好的新型改性沥青材料,这样沥青路面裂缝就会进一步减少。
(二)抓好工程质量关
切实抓好工程建设的每一个环节。确保路基压实度,重点抓好路面基层面层的材料质量和施工工艺,妥善处理施工接缝。在施工质量上没有最好,只有更好,只有严格执行公路路基、路面施工技术规范,不断完善质量监督管理,严格贯彻设计意图,切实把公路建设成为放心路,经得起检验的路。 (三)做好治超工作
加大大型、重型载货车辆的治超力度,努力减低超载率是减少路面病害的有效手段之一。
(二)做好裂缝的处治治理工作,将危害降到最低
根据规范要求,在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。在高温季节不能愈合的轻微裂缝要及早进行处治。
根据养护实践,裂缝处治的时机宜选在初春季节,我段一般在3月份开始处治路面裂缝,这时的气温刚刚开始回升,路面裂缝开的最大,在这一时期灌注的裂缝不容易再次开裂,经过夏季高温下行车碾压会使裂缝粘接的更加牢固。
各类裂缝应根据不同的情况分别进行处治:
(一)对于裂缝宽度小于5mm的纵横向裂缝,可直接进行灌缝,按以下步骤处治:
1、用吹风机或气泵吹干净裂缝内灰尘杂物;
2、用稠度较小的热沥青或专用的改性沥青胶灌入缝中,灌入深度为缝深的2/3,表面的沥青带宽度控制在3-5cm厚度约2mm(缝内潮湿时应采用乳化沥青或用喷灯烤干后灌入热沥青)。
3、在沥青带表面撒布干净石屑或粗砂,用小型压路机进行碾压,待冷却至正常温度即可清除多余石屑、砂等,然后开放交通。
(二)对于裂缝宽度等于或大于5mm的纵横向裂缝,可开槽至裂缝底部根据病害发生的层位逐层按油路修补的方法处治:
1、沿裂缝两侧各10cm平稳地进行切割,然后沿裂缝凿出沥青面层,基层开裂的再凿除基层直至裂缝底部。
2、清除槽内杂物,用吹风机或气泵吹净尘土。
3、用不低于原结构层材料质量标准的材料分别补强基层和面层,用8-10T压路机碾压成型,彻底处治裂缝。
(三)对于因沥青性能不好、老化等原因形成的网状裂缝,如果基层强度尚好,可采用沥青封层或沥青表处的方法处治:比如:人工碎石封层、乳化沥青稀浆封层、改性沥青薄层罩面、沥青表处等。
无论是设计、施工建设阶段还是公路使用过程中的的养护阶段,坚持科学实践原则,认真搞好工程质量,这是减少沥青路面裂缝的根本途径。另外,抓好路基路面排水系统建设和维护是预防和治理路面裂缝的重要环节,减少水损害是减少路面裂缝的重要一环。只有用心,才会放心。只用我们做好了各项应做的事情,路面的裂缝就会越来越少,路况质量才会得到有效保障。
四、路面裂缝处治发展的新方向
1、越来越多的新型材料将用路面裂缝处治,路面冷补材料,冷法养护、低温养护材料将在今后越来越广泛的采用。
2、公路养护的机械化、养护管理科技化程度将不断提高,一方面会降低养护人员劳动强度,另一方面养护质量控制更加容易,更系统的收集病害数据,对病害进行动态监控,確保路况质量。
3、引进国外的先进技术对矛盾突出的综合病害和问题集中进行处治。
4、沥青路面裂缝处治工艺和方法将会越来越完善,形成完整的养护模式。
结束语
现在,沥青路面越来越被广泛采用,公路在我国经济社会发展中也发挥着越来越重要的作用。如何养好公路,改善公路通行条件,不断提高好路率,保障公路的服务职能,是我们公路建设的重中之重。
路面裂缝是沥青路面最常见的病害之一。减少路面裂缝会大大降低路面松散、坑槽、翻浆等病害的发生概率。减少路面裂缝是提高路况质量,保障行车安全,减少交通事故的重要途径。研究路面裂缝的形成原因,研究如何提高沥青混合料的防裂性能,如何利用现代科技寻求更直接更有效的路面裂缝处治方法,探索新的解决之道,是我们公路建设的新方向。愿各位同行共勉之,为我国公路建设事业做出自己的贡献。
参考文献
[1]公路沥青路面养护技术规范JTJ073.2-2001
[2]公路养护技术规范JTG H10-2009
[3]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004
[4]公路技术状况评定标准JTG H20-2007
【关键词】沥青路面;裂缝;预防;治理
一、裂缝成因分析
裂缝是沥青路面的常见病害,对道路危害极大,特别在冬季和春季,因低温环境是路面裂缝更加趋于严重,最终导致破坏。了解和掌握裂缝产生的原因对我们有针对地进行预防和治理具有十分重要的意义。
一)、从路面裂缝形成的原理分析:
(一)路面裂缝形成首先取决于沥青路面的材质,沥青路面是柔性路面,具有无扬尘、噪音小、磨损小、行车舒适、造价相比其他路面低等优点,但也具有低温情况下和老化后抗变形能力差等缺点。正是这些缺点是形成沥青路面裂缝的内在因素。
(二)路面裂缝形成取决于作用在沥青路面上的外在影响,一方面下承层的刚度、稳定性是沥青路面破坏与否的基础,另一方面是路面裂缝的形成来自阳光、气温、水等自然条件的侵蚀和行车碾压。这些影响是路面裂缝形成的外在诱因。
二)、从沥青路面新建到产生裂缝的过程来看主要受以下环节因素的影响:
(一)设计因素
由于近年来公路基础设施,开工的项目很多,而建设资金又有限。因此在道路结构层设计、材料使用上强调经济适用原则,设计抗破坏富余量较小,对交通量变化,使用年限没有重点研究。公路路面设计交通量与实际交通流有一定的差异。在路面设计中以标准轴载为设计依据,没有考虑超载的问题。而实际上,由于受经济利益的驱使,载货车辆中80%存在超载现象,这些超载带来的荷载附加值,公路无法消化造成路面提前,引发裂缝等各类病害。
(二)施工因素
近年来,公路建设绝大数均采用公开招标方式进行,有设计、有业主、有施工、有监理,还有质量检查部门和社会力量监督检查,工程质量检查体系日趋完善。尽管如此,公路建设在局部、在个别环节还是存在一定的问题,正是这些问题为路面裂缝等病害形成埋下了隐患。
一是路基填筑不扎实。路基填挖结合部、桥涵台背处理不好,路基局部压实不足,软基等特殊路基处治不彻底等都会整个路面结构产生破坏;二是路基、路面排水系统建设不完善,不能完全将水排出路外,随时间推移产生水损害;三是路面施工质量控制和工艺控制问题。沥青的性能、标号、沥青用量,砂石材料的质量,配合比设计的质量和拌合工艺控制等稍不严格都将直接影响沥青混合料的质量。同时,沥青混合料成型各个时段的温度控制、摊铺工艺、碾压时机、工艺控制也会直接影响沥青路面的质量。此外,施工接缝设在什么地方,怎么设置?接缝如何处置、基层施工工艺、基层养生时间控制等一系列很细小、很具体的环节都将影响沥青路面的质量。所以修好一條质量过硬的好公路不容易,哪一个环节处理不好都将成为公路裂缝的元凶。
(三)通行和养护因素
一条质量合格的公路,在行车不超载的情况下,运行到设计年限是不成问题的。超限运输使这一时间大大提前。超限运输是诱发路面裂缝和其他路面的最重要原因。超载治理将影响路面产生裂缝的数量和破坏程度,从而影响公路的使用寿命。另一方面,在加强公路养护能有效减少裂缝进一步蔓延,对公路的造成进一步破坏,提高公路的使用寿命。
二、沥青路面裂缝的形式
沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝(龟裂)和不规则裂缝等四种形式。
1、纵向裂缝
损坏特征:与道路中线近于平行的长直裂缝,有时伴有少量支缝。这类裂缝通常由路基、基层沉降,或施工接缝质量或结构承载力不足而引发。路基、继承沉降引起的纵缝,通常断断续续,绵延很长;施工搭接引起的纵缝,其形态是场且直;而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。
2、横向裂缝
损坏特征:与道路中线近于垂直的裂缝,有时伴有少量支缝。横向裂缝多由路基、基层的翻身或路面低温收缩造成;最初多出现于路面两侧,逐渐发展形成贯通路副幅的横缝。
3、网状裂缝(龟裂)
损坏特征:相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块,块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝(龟裂)是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝,其最初形态是一条或几条平行的纵缝。随着荷载重复作用次数的增加,平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝,形成多边网状结构。
4、不规则裂缝
损坏特征:路面裂缝呈不规则形状,块得最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。
三、裂缝的预防和治理
(一)抓好设计、施工等建设阶段的公路质量,减少隐患,补足先天。
(一)更新理念,研究沥青路面设计新思路
沥青路面作为一种为行车服务的载体,具有持久性特征。要考量它的投资与服务的性价比,要从设计、建设、使用过程中养护维修资金总和与其服务年限两个方面综合考量。设计标准高一些,一次投资后公路使用的年限将大大提高,养护方面的资金也会大大减少,综合性价比将会大大提升,会更加划得来。标准高的路,早期破坏少这是显而易见的,早期用在治理路面裂缝等的人力和财力就会大大减少。此外,还可以探索研发一些防裂性能好的新型改性沥青材料,这样沥青路面裂缝就会进一步减少。
(二)抓好工程质量关
切实抓好工程建设的每一个环节。确保路基压实度,重点抓好路面基层面层的材料质量和施工工艺,妥善处理施工接缝。在施工质量上没有最好,只有更好,只有严格执行公路路基、路面施工技术规范,不断完善质量监督管理,严格贯彻设计意图,切实把公路建设成为放心路,经得起检验的路。 (三)做好治超工作
加大大型、重型载货车辆的治超力度,努力减低超载率是减少路面病害的有效手段之一。
(二)做好裂缝的处治治理工作,将危害降到最低
根据规范要求,在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。在高温季节不能愈合的轻微裂缝要及早进行处治。
根据养护实践,裂缝处治的时机宜选在初春季节,我段一般在3月份开始处治路面裂缝,这时的气温刚刚开始回升,路面裂缝开的最大,在这一时期灌注的裂缝不容易再次开裂,经过夏季高温下行车碾压会使裂缝粘接的更加牢固。
各类裂缝应根据不同的情况分别进行处治:
(一)对于裂缝宽度小于5mm的纵横向裂缝,可直接进行灌缝,按以下步骤处治:
1、用吹风机或气泵吹干净裂缝内灰尘杂物;
2、用稠度较小的热沥青或专用的改性沥青胶灌入缝中,灌入深度为缝深的2/3,表面的沥青带宽度控制在3-5cm厚度约2mm(缝内潮湿时应采用乳化沥青或用喷灯烤干后灌入热沥青)。
3、在沥青带表面撒布干净石屑或粗砂,用小型压路机进行碾压,待冷却至正常温度即可清除多余石屑、砂等,然后开放交通。
(二)对于裂缝宽度等于或大于5mm的纵横向裂缝,可开槽至裂缝底部根据病害发生的层位逐层按油路修补的方法处治:
1、沿裂缝两侧各10cm平稳地进行切割,然后沿裂缝凿出沥青面层,基层开裂的再凿除基层直至裂缝底部。
2、清除槽内杂物,用吹风机或气泵吹净尘土。
3、用不低于原结构层材料质量标准的材料分别补强基层和面层,用8-10T压路机碾压成型,彻底处治裂缝。
(三)对于因沥青性能不好、老化等原因形成的网状裂缝,如果基层强度尚好,可采用沥青封层或沥青表处的方法处治:比如:人工碎石封层、乳化沥青稀浆封层、改性沥青薄层罩面、沥青表处等。
无论是设计、施工建设阶段还是公路使用过程中的的养护阶段,坚持科学实践原则,认真搞好工程质量,这是减少沥青路面裂缝的根本途径。另外,抓好路基路面排水系统建设和维护是预防和治理路面裂缝的重要环节,减少水损害是减少路面裂缝的重要一环。只有用心,才会放心。只用我们做好了各项应做的事情,路面的裂缝就会越来越少,路况质量才会得到有效保障。
四、路面裂缝处治发展的新方向
1、越来越多的新型材料将用路面裂缝处治,路面冷补材料,冷法养护、低温养护材料将在今后越来越广泛的采用。
2、公路养护的机械化、养护管理科技化程度将不断提高,一方面会降低养护人员劳动强度,另一方面养护质量控制更加容易,更系统的收集病害数据,对病害进行动态监控,確保路况质量。
3、引进国外的先进技术对矛盾突出的综合病害和问题集中进行处治。
4、沥青路面裂缝处治工艺和方法将会越来越完善,形成完整的养护模式。
结束语
现在,沥青路面越来越被广泛采用,公路在我国经济社会发展中也发挥着越来越重要的作用。如何养好公路,改善公路通行条件,不断提高好路率,保障公路的服务职能,是我们公路建设的重中之重。
路面裂缝是沥青路面最常见的病害之一。减少路面裂缝会大大降低路面松散、坑槽、翻浆等病害的发生概率。减少路面裂缝是提高路况质量,保障行车安全,减少交通事故的重要途径。研究路面裂缝的形成原因,研究如何提高沥青混合料的防裂性能,如何利用现代科技寻求更直接更有效的路面裂缝处治方法,探索新的解决之道,是我们公路建设的新方向。愿各位同行共勉之,为我国公路建设事业做出自己的贡献。
参考文献
[1]公路沥青路面养护技术规范JTJ073.2-2001
[2]公路养护技术规范JTG H10-2009
[3]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004
[4]公路技术状况评定标准JTG H20-2007