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预防沥青混凝土路面裂缝及控制措施
随着我国公路建设的发展,沥青混凝土路面由于具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音小、施工周期短、养护维修简便等特点,而被越来越多地应用到高等级公路建设中,但是沥青混凝土路面的裂缝问题一至困扰着施工单位。现就沥表混凝土路面最常见的横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、反射裂缝产生的原因进行分析并对它们的防治措施提出参考意见。
1.横向裂缝
1.1现象;
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的,也有的贯穿部分路幅的。
1.2原因分析;
1.2.1施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。
1.2.2沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。
1.2.3半刚性基层收缩裂缝的反射缝。
1.2.4桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。
1.3预防措施;
1.3.1合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,然后用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化;铲除敷贴料,对缝壁涂刷#url#粘层沥青,再铺筑新混合料。
1.3.2充分压实横向接缝。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。
1.3.3根据《沥青路面施工及验收规范》(gb50092)要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。
1.3.4桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
1.3.5反射裂缝预防详见4.3。
1.4治理措施;
为防止雨水由裂缝渗透至路面结构,对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如sbs改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
2.纵向裂缝
2.1现象;
裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。
2.2原因分析;
2.2.1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。
2.2.2纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。
2.2.3拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。
2.3预防措施;
2.3.1采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅,确保热接缝。
2.3.2如无条件全路幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。前后幅相接处为冷接缝时,应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除碎料后,宜用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化,然后铲除敷贴料,并对侧壁涂刷#url#粘层沥青,再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。
2.3.3沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理,如采用黄砂、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热焖钢渣等。
2.3.4拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁需涂刷#url#粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。
2.4治理措施;
2-5mm的裂缝可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的裂缝可用改性沥青(如sbs改性沥青)灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎垃圾、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
3.网状裂缝
3.1现象;
裂缝纵横交错,缝宽1 mm以上,缝距40cm以下,1m2以上。
3.2原因分析;
3.2.1路面结构中夹有软弱层或泥灰层;粒料层松动,水稳性差。
3.2.2沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。
3.2.3沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。
3.3.4路面总体强度不足,在损坏初期形成网裂,日后裂缝逐步扩展,缝距缩小。
3.3预防措施;
3.3.1沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒#url#粘层沥青。
3.3.2原材料质量和混合料质量严格按《沥青路面施工及验收规范》(gb50092)的要求进行选定、拌制和施工。
3.3.3沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下的良好连接;并从设计施工养护上采取措施有效地排除雨后结构层内积水。
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3.3.4路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的石灰、水泥稳定类材料。
3.4治理措施;
3.4.1如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。然后再铺筑新混合料。
3.4.2如强度满足要求,网状裂出自沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定;如在路面上加罩,为减轻反射裂缝,可采取各种“防反”措施进行处理。(详见4.3)
3.3.3由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20-40cm。消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待土路基处理稳定后,再重做基层、面层。
3.3.4由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。
4.反射裂缝
4.1现象;
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,取决于下卧层。
4.2原因分析;
4.2.1半刚性基层收缩的反射裂缝。
4.2.2在旧路面上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝的反射。
4.3预防措施;
4.3.1采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。
4.3.1.1基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,要防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝。
4.3.1.2对分段施工的基层,在碾压时,应预留3-5米混合料暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3-5米,以减少出现裂缝的机会。
4.3.1.3合理选择混合料的配比,控制细料数量;重视结构层的养护,并及早铺筑上层或进封层以利于减少干缩缝。
4.3.2在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后再加罩,或采用铺设土工布、搁栅后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。
4.4治理措施;
4.4.1缝宽小于2mm时,可不作处理。
4.4.2缝宽大于2mm时,可采用改性乳化沥青或改性沥青(如sbs改性沥青)灌缝。灌缝前须先清除缝内垃圾,缝加碎粒,并保持缝内干燥。灌缝后撒粗砂或3-5mm石屑。
5.路束语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取积极有效的措施,杜绝以上各种不利因素发生,严格规范施工,才能彻底解决混凝土路面的裂缝问题,提高混凝土路面的工程质量。
预防沥青混凝土路面裂缝及控制措施 [篇2]
1 前言
当今,我国公路的主要问题就是集中于沥青混凝土路面的裂缝,尽管我们的工作人员在此方面已经有相关的应对措施,但是究其产生的原因,我们依然在很多方面需要解决和改善。本文通过解析裂缝产生的原因,从而提出一些措施来起到预防作用,希望对我国沥青混凝土路面质量起到一定的帮助作用。
2 沥青混凝土路面产生裂缝的原因
一般来说,在实际的施工过程中沥青混凝土路面裂缝大体可以分为两种类型:第一种是荷载型裂缝,主要由于在行车过程中荷载作用中产生的裂缝。第二种是由于非荷载型裂缝,主要四因为温度变化,例如当温度大幅度的升温会造成裂缝。这两种类型在沥青混凝路面中主要是以横向裂缝、纵向裂缝、等形式具体的表现出来。
(1)在道路施工的过程中,由于路基和路面在施工的过程中强度不足的情况下会导致裂缝的出现,通常在最具体的表现就是弯沉值非常大,容易引起沉陷。而在沥青的混合料的中,强度由两方面组合而成,第一种就是嵌挤力和内摩阻力,还有一种就是沥青 本身的凝聚力和粘合力。
(2)当沥青的表面弯拉不足,这种情况基本上由于材料的选用不当而造成的,在车辆严重超载作用f而产生的裂缝。在车轮的强大符合作用下,路面会产生弯拉疲劳裂缝,路基的底部要承受非常大的压力,当拉力如果达到一定的限度,超过基层的抗压强度,就会导致出现沉陷,裂缝就会出现。
(3)当沥青使用过一段时间以后,由于在太阳的长时间的照射下,沥青很容易出现老化。龟裂是沥青路面的一种结构性损坏。这种情况硬性到沥青老化的因素是非常多的,例如阳光温度,以及车辆的类型还有施工过程中沥青材质的优劣会对对其产生巨大的影响。
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(4)基层反射裂缝。这种情况主要是由于路面基层结构设计不当、拌和不均、施工质量差、当遇到车辆的载重比较大的时候,由于车辆荷载反复作用下,使沥青以存在于基部的拉应力超过了最大的承受限度,这种情况的裂缝是从下向上产生的。当然,随着温度的变化,这种裂缝会快速的进行扩散,因此沥青的时候会大大的减少。
(5)温度的变化和承载力基本上没有关系,但也是导致裂缝产生的重要原因。温度裂缝一般在沥青路面存在的形式是横向裂缝,这种裂缝基本上对整个路面都有一定的影响。温度裂缝的主要特点是从路基开始慢慢延生到路的中央,且边缘裂缝宽,道路中间的裂缝较窄。温度变化裂缝分为两种,一种是度收缩,另外一种是温温度疲劳裂缝:当温度下降的时候,会产生收缩,及第一种裂缝方式。当拉应力大于沥青本身存在的拉应力强度的时候,就开始出现了第二中温度裂缝。
(6)由于路基受到长时间的冷冻,在冬天温度较低的天气,由于排水措施不当,因此导致了冻胀也是沥青道路产生裂缝的主要原因。在道路雪和冰融化的时候,在强度已大大降底的路段上,当在路面上行驶载重比较大的车辆,极易产生裂缝和翻浆。
(7)降水量对于裂缝的影响:降水次数多和降水量大,当降水时间比较长的时候,就会导致降水在沥青路面存在的时间比较长,自由水会渗透进人沥青的两层之内或者是之间,车辆通过面层沥青混凝上的孔隙中或者在这两层中含有丰富的自由水的时候,均会产生相当大的水压力以及抽吸力,车轮在行驶的时候会产生非常大的抽吸力,这两种作用力的结合,逐渐使沥青混凝土强度大幅度下降直至路面局部松散并形成坑洞、唧浆、深度不等的网状裂缝。
3 预防沥青混凝土路面产生裂缝的措施
在沥青混凝土路面的施工设计中要注意以下几点:在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层;沥青面层采用密实型沥青混凝土;采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝;为进一步提高表面层抗温度裂缝性能,可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层;设置应力消减(应力吸收)中间层。
(1)选择合适类型的沥青混凝土原料:推荐在沥青混凝土路面施工中应用密实式沥青混凝土,一般可选用ac-16Ⅰ、ac-20Ⅰ、ac-25Ⅰ作为沥青混凝土路面的主要原料,这些类型的沥青混凝土具有良好的避水性,又有对抗高温变形的能力,还有较高的抗滑性。
(2)用优质的沥青:优质的沥青可以确保混凝土的连续性和粘附性,当沥青混凝土中酸性石料较多时应该添加一定的抗抗剥落剂以确保沥青和石料的粘结。
(3)制集料的质量:严格控制沥青混合料中细集料的含泥量,选用优质的天然河沙以便提高沥青与碎石的粘附性。
(4)高沥青混凝土路面施工的技术水平:首先,沥青混凝土路面施工前应该对原材料进行技术检验,对原材料的规格、均匀、配合比重点检查。其次,拌和时既要保证混合料的拌和温度和强度,又要保证拌合物的均质性,避免粗细集料的相互分离。其三,规范地使用沥青混凝土路面施工机械,根据水损破坏的原因 分析,在施工中应该确保碾压次数与强度,切实降低沥青混凝土路面的空隙率。最后,沥青混凝土路面施工结束后,不应过早负载,应该让新铺设的沥青混凝土路面温度下降后再开放行车。
(5)倡在沥青混凝土路面应用新技术:科学技术是第一生产力,沥青混凝土路面施工中应该针对水损破坏使用新型的防水材料和防水工艺,使沥青混凝土路面水分不能下渗和停留,降低水分对沥青混凝土路面的侵入,进而达到减少沥青混凝土路面水损破坏的目的。
(6)青混凝土路面的养护:沥青混凝土路面铺设后就进入了使用时期,这一时期的管理重点应该放在沥青混凝土路面的养护上,应该按照《沥青公路养护技术规范》的具体要求做好养护工作,做到将沥青混凝土路面的水损破坏消灭于萌芽和初始状态,在确保沥青混凝土路面通行的同时,延长沥青混凝土路面的使用寿命。
4 修补沥青混凝土路面裂缝的方法
当沥青路面出现裂缝的时候,当然需要对路面进行维护,这样能够延长路面的寿命。一般是对细裂缝(2mm~5mm)采用的是灌注处理,材料使用乳清沥青;对当出现大于5mm的粗裂缝,可采用改性沥青进行灌缝处理;灌缝前,必须对裂缝进行改造以及进行卫生处理,清理出杂质和垃圾;灌缝后,表面应该铺洒粗砂或者较小直径的石屑。
5 结束语
本文通过对裂缝产生原因的分析更加明确了它对沥青混凝土路面的危害性,因此在我们以后沥青混凝土道路的施工过程中不但要提高施工质量同时对于施工的选材以及工艺都有相应的要求。所以在如何预防沥青混凝土产生裂缝是我们需要继续研究的工作,只有通过不断研究才能使得我国的沥青混凝土的路面质量以及寿命都得以提高。
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