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沥青路面裂缝原因分析及防治措施

沥青路面裂缝原因分析及防治措施摘要:裂缝形成初期对沥青路面使用功能不会造成很大影响,但只要发生裂缝就说明结构产生了破坏,随着时间推移,裂缝扩展将会逐步减弱结构承载力,水从裂缝渗下使各结构层出现稳定问题,进而使路面出现各种病害,降低路面服务水平。

关键词:裂缝;沥青路面;措施abstract: cracks in the asphalt pavement early use function won’t cause a great influence, but once it happens that produces the structure crack damage, as time goes on, the crack extension will gradually abate structure bearing capacity, water from the crack the permeability each layer appeared stability problem, and the road surface appear all sorts of diseases, reduce the pavement service level.keywords: crack; the asphalt pavement; measures中图分类号:u416.217文献标识码:a文章编号:1裂缝产生的原因1.1结构缺陷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。

1.2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。

1.3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。

1.5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。

2预防和减少裂缝的措施2.1设计方面措施(1)厚度组合设计结构厚度是防止开裂的基本保障,荷载通过面层逐次向下传递,在各结构层内产生相应内力,设计的目的就是使不同深度的各结构层在使用年限内满足强度要求,不出现结构破坏。

前面分析原因时已经提到路面基层设计厚度不足问题,基于对行车环境高标准的要求,设计路面结构厚度时,除按现行规范进行设计外,还应综合考虑环境因素造成结构强度随时间衰减、突发单次重载车辆破坏以及发展要求等多方面因素。

同时各结构层承载能力预留量要均衡,以便整体结构最大效能发挥。

(2)强度组合设计防止结构开裂破坏,各结构层不但要有很好的自身强度,同时还要进行合理的强度组合。

强度组合设计和厚度组合设计同时进行,结构自身强度决定其抗裂性能。

半刚性基层结构不能满足抗裂要求,认为面层开裂病害是由半刚性结构引起的,主张道路采用柔性结构。

我国国情决定路面基层结构还是以半刚性结构作为设计首选,为克服半刚性基层抗弯拉能力差的缺陷,设计时加入土工纤维提高结构抗弯拉能力,减少收缩和温度裂缝的发生。

现在国内有部分道路用水泥混凝土做上基层,也出现开裂断板、行车舒适度差的问题。

由于钢筋混凝土自身强度高整体性能好,钢筋混凝土结构开裂后竖向位移小,开裂部位短时间内不会折断破损,应尝试做道路做上基层。

总之在选择各结构层结构类型的同时,要充分考虑整体结构强度组合,除强度由下至上逐渐提高并满足承载要求外,还要考虑外界因素影响。

如不能把强度随然很高,但集料较细的结构层放在面层下面;不能将含有石灰材料的结构用在水位高的路段和面层下面等。

(3)功能组合设计功能组合设计要以优面、强基、稳定土的结构设计总原则为基础,使各结构层充分发挥作用,保证整体结构经济、实用、高效。

土基设计时应尽可能选择有效方式提高路基的承载能力。

使土基在环境和荷载作用下产生尽可能小的变形,从而为其上面结构层提供稳定均匀的支承。

面层选择抗裂、抗疲劳、温度稳定性好的结构,满足安全行车的需要。

基层与面层之间设置应力吸收层,采用橡胶沥青、土工织物或土工格栅等材料做成应力吸收层,防止和减轻反射裂缝和疲劳裂缝发生。

垫层在有隔水和保温要求时采用松散粒料结构,如砂、砾石、炉渣等组成的透水或隔温性垫层,有提高强度和整体稳定性要求时用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。

基层要选用强度高、整体性好、抗变形能力强的结构。

结构设计时,对各结构层的原材料选择,要充分考虑抗裂要求。

2.2施工方面措施(1)土基施工施工中严格控制路基填筑工艺,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。

对压实度严格检测控制,检测压实度试坑要打到下一填筑层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或重新填压,使其达到规定值。

填土层的厚度根据压实功能合理确定,施工中严格按确定的厚度填筑。

施工中时刻注意水的影响,隔断和减轻水对路基的危害,降低地下水位,排导地表水至路基以外。

由于土基环境复杂,施工现状不可能与设计状态相符,要及时把情况按规定上报,不能隐瞒不报或私下处理,以便采取适当措施。

其他方面的要求不再叙述。

(2)半刚性基层施工①材料选择。

基层材料用量大,且大都是地方采购材料,质量标准控制尤为重要。

对于水泥要选择大厂水泥,提前订购,保证供应,要保证水泥堆放时间。

标号不求高,水泥标号越高干缩量越大。

品种选择上,不选择灰水泥,尽量不用矿渣水泥,硅酸盐水泥相对前两种收缩量小。

集料选择方面,如果在山区,集料应充分利用开山、修隧废料,提前自己加工。

没有这种条件,应提前选择1~2家能保证施工进度的厂家供料,使材料质量、级配处于受控状态。

②严格配比。

好的配比才能有高强度的产品,不能靠增加水泥用量来提高强度,水泥用量最好控制在6%以下。

有时靠增加水泥用量不能解决的强度问题,由于选择好的配比可以达到满意的效果。

严格控制集料中细料的含量,减少集料中的粘性成分含量,通过0.075mm筛孔的颗粒含量控制5%以下,细土的塑性指数不宜大于4。

另外,配比不能只依靠于设计、施工方案、实验段的配比,施工中配比实验不但要满足规范频率要求,还要真正反应施工实际。

③降低铺料温度。

料温高,结构收缩量大,要想方设法降低铺料温度。

存料最好背阴遮阳,必要时对集料洒水降温。

另外降低拌和料的延迟时间,不但使成型强度增加,还减少摊铺后温度升高,降低收缩量。

④控制含水量。

含水量控制要根据气候调整,一般时大于最佳含水量的1%。

对于运输距离较远,宜用土工布等覆盖,一天施工中应根据日照强度和风力大小多次调整含水量。

试验人员应在拌和站和摊铺现场快速烧测含水量,前后现场要及时联系,当摊铺现场的含水量与最佳含水量相差大时,要及时通知后场调整含水量。

⑤做好层间联系。

下基层强度符合要求进行上基层铺筑时,要对层面进行认真清理,涂刷水泥浆或撒适量水泥。

以加强层间联系,保证结构的整体性。

⑥养生及交通控制。

半刚性基层成型后,及时进行养生,下基层可以采用用薄膜及其他材料覆盖养护,在基层表面的毛细水蒸发后可直接撒布透层油养生保护。

上基层成型后,铺筑沥青面层之前尽量封闭交通,以减少车辆荷载的影响。

在铺筑面层前要重视基层表面的清扫工作。

对破损的粘结层及时修补,防止基层与面层之间结合不好,产生薄弱点。

(3)面层、粘结层及其他功能层施工面层、粘结层及其他功能层的施工质量对防止和减少裂缝同样重要,施工中要严把材料关、工艺关、检测关。

重点做好施工组织计划、配合比设计、各环节油石温度控制、拌和、摊铺、碾压、实验、检测等各环节工作,保证施工质量。

3总结沥青路面裂缝的产生直接造成路面结构的破坏,从而降低了路面的服务功能,缩短了使用寿命。

在路面建设快速发展的今天,防止和减轻裂缝对路面的破坏十分重要。

虽然产生裂缝的因素很多,但只要认真加以分析,找出关键因素所在,然后采取行之有效的办法,裂缝对路面结构带来的危害还是可以有效控制。

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