沥青路面裂缝及预防

2022-06-29 版权声明 我要投稿

第1篇:沥青路面裂缝及预防

公路沥青路面预防性养护材料试验及应用研究

摘要:本文首先分析了公路养护中沥青路面出现的病害形式和成因,接着分析了公路沥青路面预防性养护技术的应用实践。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词:公路;沥青路面;预防性养护;材料试验;应用

引言:

近年来,随着我国社会经济的高速发展,交通运输事业取得了不错的成绩,其中公路工程项目数量增多,规模扩大,逐步形成完善的公路交通系统,给人们的出行和运输带来了极大地便利,也拉动了城市经济发展。但在长期的使用过程中,公路沥青路面会受诸多因素的影响而出现破损,需要进行有效的养护工作,否则会影响公路沥青路面质量,不利于车辆的通行。

1公路养护中沥青路面出现的病害形式和成因

公路养护中沥青路面出现的病害形式主要有以下几种:一是出现龟裂。这是较为常见的病害形式之一,造成这一病害的原因在于沥青路面在使用过程中,其强度不均匀,车辆行驶带来的压力使之出现裂缝,受雨水侵蚀后便会出现龟裂状况;二是块裂病害。导致沥青路面出现块状裂缝的原因在于所使用的施工材料质量不合格,是一种低温状态下的路面老化现象,影响范围比较大;三是纵向裂缝问题。沥青路面出现纵向裂缝的原因有两点,可能是因为路基的受力不均,也可能是因为在摊铺沥青的时候,未对纵向裂缝进行处理;四是横向裂缝,其主要出现原因在于路基沉降等。沥青路面常见病害产生的原因是:一是沥青路面出现坑槽是因为当其已经出现了小的病害问题后,并未对其进行针对性处理,久而久之随着所受压力不断增加,以及外部雨水的因素的影响,使之坑槽情况愈发严重;二是沥青路面的松散问题在于沥青材料与路面之间缺乏黏合性,沥青材料出现老化现象;三是沥青路面出现沉陷问题,是因为在处理路基的时候不到位,土质致使路面老化,受力不均匀出现横纵向裂缝,容易发生塌陷;四是沥青路面车辙病害的出现,主要是因为沥青材料配比不合格,导致沥青材料变形。

2公路沥青路面预防性养护技术的应用实践

为了能够给沥青路面的养护创造良好的环境,在开展养护工作前期,应该对公路沥青路面的病害类别、交通情况、材料供应以及路面龄期等因素相结合,对科学合理的养护技术进行应用。

2.1稀浆封层

稀浆封层技术的应用,需要满足常温条件,在此基础上对混合料进行配制,在机械或者是人工方式的基础上来对路面的摊铺作业进行开展,形成厚度大致在3-10mm范围内的一个薄层,这对于一些微小裂缝的密封来说有着良好的效果,并且还能够对路面的老化现象进行控制。

2.2微表处养护技术

微表处材料主要涉及到水、矿物填料、其他添加剂等,将这些材料根据一定的比例配制成混合材料,同时与改性乳化沥青相结合,在公路沥青路面上对其进行摊铺,使其能够与原路面紧密贴合在一起。在对微表处进行施工期间,应该对专门的摊铺设备进行应用,使其能够一次性完成。假如路面存在较为严重的损害,可以对摊铺的层数进行适当增加。通常来说,在摊铺作业完成之后2h便能够正常通行。从某种意义上来说,微表处养护技术在沥青路面开裂、松散以及磨光等方面是比较适用的,其除了能够使路面的耐磨性得以提升,而且施工相对简便,在成本上也相对比较低。

2.3雾封层预防性养护技术

随着公路使用时间的延长,对于其路面来说会发生一系列的病害,这是在所难免的,沥青路面病害问题的产生会使得路面渗水问题加剧。在雨季,路面积水会持续渗入到路基,严重影响到公路的质量。而雾封层预防性养护技术能够很好地处理此类问题,其合理应用能够使公路病害处理效果得以有效提升,而且对于工程费用的节省也是十分有利的。

2.4防渗膜贴缝养护技术

从某种意义上来说,该项养护技术的抗拉强度及韧性是比较好的,并且其表面粘度比较良好。在公路沥青路面预防性养护中应用该项技术,能够将路面积水進行有效地隔绝,避免其进入到裂缝中,之后在对压实措施进行采取。防渗膜贴缝养护技术一般在宽度低于2mm的裂缝处理中比较适用,在一定情况下还能够处理温缩裂缝。但是,防渗膜的价格由于产商不同,也存在一定差异。在防渗膜贴缝作业完成之后,超出路面的问题是比较常见。假如公路养护工作人员能够对施工质量进行严格控制,该项技术则将有着良好的处理效果。

2.5局部修补预防性养护技术

在长时间的运行之后,假如沥青路面出现了小面积的坍塌问题,则对局部修补预防性养护技术进行应用是比较合适的。通过应用切割机,能够切除掉存在病害的部分,清理好路面中存在的各类杂质,在基层结构上对乳化沥青进行刷涂,从而达到路面的平整。假如待处理部分的厚度大于10cm,在进行修补期间应该采取分层的方式,再加上新旧混合料配合施工,使路面平整度得以切实改善。

2.6就地热再生养护技术

该项技术主要是对就地热再生设备进行应用,对沥青路面进行加热和铣刨,然后将新沥青及混合料、再生剂等加入到其中并进行热态拌和,之后对摊铺与碾压作业进行开展,从而形成沥青混凝土路面。一般来说,该技术主要能够分为两种类型,即加铺再生与复拌再生。前者,主要是在对原沥青路面加热与铣刨之后,将新沥青与再生剂等添加至其中,在拌和后促使再生混合料得以形成,之后通过对再生复拌机第一熨平板进行利用合理摊铺再生混合料,再通过第二熨平板将新沥青混合梁摊铺至上面,最后进行压实成型。

结束语:

公路沥青路面在经过长期的使用之后会产生一些病害,而对传统的养护技术进行应用存在着很多方面的问题,此时加强预防性养护技术的应用则显得十分重要。对于预防性养护技术来说,其能够使现阶段公路养护的要求得以满足,不仅能够使养护效果得以改善,而且对于工期及成本的缩短有着十分重要的作用,能够切实延长公路沥青路面的使用寿命。鉴于此,对科学合理的预防性养护技术进行应用,具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]刍议公路沥青路面预防性养护的技术[J].丁美琴.中国战略新兴产业.2018(28)

[2]试析公路沥青路面预防性养护路径[J].任亚莉.人民交通.2019(03)

[3]公路沥青路面预防性养护解决对策[J].唐光海.低碳世界.2018(05)

西安市市政建设(集团)有限公司 陕西 西安 710054

作者:杨莎 王皓

第2篇:刍议公路沥青路面裂缝防治对策

摘要:公路沥青路面裂缝不但影响着公路路面的美观,还会对车辆的正常行驶产生不良影响。沥青路面出现裂缝问题会导致路面出现翻浆、坑槽、松散等病害问题,从而提升了沥青路面结构破坏程度,使得路用性能急剧下降。为了保障沥青路面的施工质量,使其在使用过程中能够更好地发挥作用,需要做好沥青路面的质量控制工作,提前做好裂缝预防措施。在本文中,笔者凭借多年的工作经验总结了公路沥青路面常见裂缝,并分析公路沥青路面出现裂缝的原因,并给出了相应的预防措施,希望对提高公路沥青路面质量产生一定的促进作用。

关键词:公路;沥青路面;裂缝;防治对策

Control countermeasures of asphalt pavement

WANG Xiao-Jing

Chaling County Transportation Bureau, Hunan Chaling Province,412400 China

沥青路面凭借着外观美、噪音小、舒适性好等优点受到了广泛的关注,并被应用在了大量的公路项目施工当中。沥青路面虽然具备很多的优点,但是在使用过程中容易出现裂缝问题,严重危害着公路的质量。公路项目施工企业需要具备专业的施工技术,做好质量把控工作,确保公路沥青路面的施工质量,降低沥青路面产生裂缝的几率。但是,公路项目施工过程中,总是会受到各种因素的干扰,如人为因素、技术因素等,无法保障公路沥青路面的施工质量。

1 公路沥青路面常见裂缝

第一,横向裂缝,这种裂缝宽度不一,与公路中心线基本保持垂直,有的裂缝会贯穿整个公路,有的裂缝会出现枝杈。第二,纵向裂缝,与行车方向保持平行,但是长度和宽度不一,随着时间的推移,就会导致行车呈现出台阶状。第三,网状裂缝主要表现为纵横交错,把公路路面分割成很多小块。第四,反射裂缝,裂缝就会反射到公路沥青的表面,路面裂縫与基层裂缝基本一致。常见的公路沥青路面裂缝见图1。

2公路沥青路面出现裂缝的原因

在开展公路沥青路面施工过程中,做好裂缝预防措施必不可少。但是在施工过程中,施工材料质量不合格、管理不到位、后期养护跟不上等问题都会直接导致公路沥青路面产生裂缝问题[1]。近年来,公路沥青路面常见的裂缝包含温度裂缝、沉降裂缝、荷载裂缝与施工裂缝等,不同的裂缝类型所表现出来的形式与裂缝成因不尽相同,但是很多裂缝的出现并非单一因素导致的,而是多重因素共同引发的。无论哪种类型的裂缝,一旦产生就会对公路沥青路面产生不良影响,因此需要及时采取针对性的解决措施,降低裂缝对公路带来的影响[2]。想要真正地解决裂缝问题,必须总结裂缝产生的原因,笔者凭借多年的工作经验,总结了以下几点裂缝产生的原因。

2.1原材料方面

施工原材料质量不但会对公路施工效果产生影响,还会直接影响公路的使用寿命及裂缝的出现几率。公路项目施工时,部分施工人员对施工原材料质量的把控不够严格,并未按照施工要求购买相应的施工材料。同时,检测部门对原材料的试验与检验不够严格,这样一来不满足施工要求的建筑材料就会被直接用在公路沥青路面施工当中,从而影响公路施工质量。完成施工后的公路经过自然环境和行驶车辆的影响,就会出现裂缝问题[3]。

想要预防公路沥青路面裂缝,首先需要找到最佳的沥青混合料配比。但是实际上,施工人员在设计沥青混合料配比时,并没有严格按照相关规定进行,这样一来就会出现施工材料配合比设计水平不足的问题。另外,施工人员在对混合料进行搅拌时,对搅拌温度的控制不够严格,这样也会对沥青混合料的密实度和和易性产生一定的影响[4]。总之,上述的问题不但无法保证施工混合料的质量,还会使施工后的公路沥青路面容易产生裂缝问题。

2.2施工方面

施工质量也会对沥青路面施工效果以及后期裂缝的出现产生影响。但是,施工人员在开展公路项目施工时,对混合料摊铺、碾压、养生等过程的要求不高,也会造成施工质量问题。若沥青路面压实度不够,那么公路路面的强度就不行,难以承受太大的行车荷载,最终导致裂缝问题[5]。另外,沥青混合料施工时,需要严格控制温度,并做好接缝处理工作,否则也会导致沥青路面出现裂缝。

2.3强度标准问题

按照施工要求,公路沥青路面厚度一般是(4+5+6)cm、(4+5+7)cm或者(4+6+7)cm,并做好强化基层处理工作,使基层强度和刚度可以满足要求,从而提高沥青路面强度,使路面承载力足够大,才可以有效预防沥青路面裂缝的出现。但是,部分施工单位在开展公路项目施工时,并不能按照相关规定开展,这就使得公路沥青路面抗弯拉强度小,最终出现裂缝问题[6]。

3公路沥青路面裂缝防治的措施

在开展公路沥青路面施工时,不但需要按照施工要求完成项目施工,保证施工进度,还要重视沥青路面裂缝的产生。针对公路沥青路面裂缝产生的原因,结合公路施工情况、沥青公路施工技术要求,建筑企业可以采取以下措施,预防公路沥青路面裂缝问题[7]。

3.1保证原材料质量满足要求

为了防止出现沥青路面裂缝,施工单位可以选择改性沥青,添加相应的改性剂,从而提升公路沥青路面的抗拉性和抗疲劳性。为了有效提升沥青质量,施工单位可以针对施工现场情况,增加沥青面层的厚度,增设沥青碎石层,采用这种施工方式可以有效防止出现温缩裂缝、基层开裂的反射裂缝。在进行半刚性路面施工过程中,需要明确干缩系数和温缩系数,从而提升路面的抗冲刷性。

施工单位应该制定严格的制度与措施,增强对原材料质量控制的认识,将其作为一项重要制度措施落实下去。要确保沥青、粗细集料、外加剂等原材料质量合格,从质量可靠的厂家采购原材料,确保供货及时到位,质量合格。同时还要按要求试验检测,保证原材料质量合格,不合格的材料不得将其用于现场施工[8]。

3.2提高沥青混凝土质量

在使用沥青混凝土材料施工时,需要保证沥青混凝土材料的质量,才能保证公路项目的施工质量。在设计配合比的时候,结合施工的具体需求,尽可能地预防沥青混凝土收缩裂缝的出现。为了保证沥青混合料拌和质量,需要控制好温度参数,保证混合料拌和时间和温度满足要求,从而提高混合料的和易性和密实度。在设计沥青混凝土配料比例时,需要做到精确计算,在开始拌和配料之前,首先需要保证各项指标满足施工需求,然后再按照要求指导混合料拌和工作。混合料的拌和需要使用先进的设备,控制拌和质量,从而提高混合料的综合性能,为公路施工质量提供必要的保障,从基础上预防裂缝的产生。

3.3强化沥青路面施工过程质量控制

想要保障公路施工质量,需要做好基层处理工作,保证基层厚度均匀,能够满足公路承载力需求,具备使用强度和刚度,可以承受大量车辆荷载,避免公路沥青路面在使用过程中产生沉降问题,进而导致公路沥青路面断裂缝问题。若公路在使用过程中,沥青路面产生了隆起、碾压破坏等问题,需要立即采取相应解决措施,避免反射裂缝的出现。在开展沥青混凝土铺筑工作时,首先需要按照施工要求开展铺筑工作,保证施工质量,为后续沥青混凝土材料压实提供必要的保障。混合料摊铺时需要专业工作人员对施工过程进行指导,避免施工技术不足产生质量问题。混合料摊铺工作完成之后,需要开展振捣施工,注意振捣力度,做到振捣密实度满足要求,从而提升公路路面强度和密实度,预防公路路面裂缝问题的出现。施工过程中需要重点关注混凝土碾压工作,保证路面压实度满足要求,提高施工质量。完成沥青路面施工之后,需要做好后期养护工作,可以采取覆盖土布的方式,养护时间要大于等于7d,并做好交通管制工作,混凝土路面养护期间不能有车辆、行人等通行,这样也能够有效地预防裂缝的产生,保证沥青混凝土路面的施工质量。

3.4 裂缝修复及处理

虽然采取了上述的裂缝预防措施,但是还是不能避免裂缝的产生,因此做好裂缝修复和处理工作也非常的重要。在对沥青路面裂缝问题进行修复和处理时,需要结合裂缝的具体情况,采取针对性的修复方式。裂缝宽度小于2mm时不需要特殊处理;裂缝宽度在2~5mm时,需要先扩缝然后清理杂物,最后用改性沥青对缝隙进行处理;裂缝宽度超过5mm时,可以选择改性沥青进行修复与处理,首先清理杂物并保持干燥,再将改性沥青加入缝隙内,在表面撒上粗砂、石屑等。

4 结语

防治公路路面裂缝不但属于公路施工的重点,还是公路施工质量控制的关键。建设单位需要意识到裂缝产生的原因、危害等,并积极地采取相应的预防措施,保证施工材料质量、提高混合料设计水平、强化施工质量控制,公路正常使用后也需要做好定期的养护工作,一旦出现裂缝问题需要及时采取修复措施,避免产生更大的危害。综上所述,从不同角度入手,有效预防公路沥青路面裂缝问题的产生,为车辆的正常通行提供必要的保障。

参考文献

[1]栗荣.泡沫沥青冷再生在天津高速公路中的应用研究[D].北京:北京建筑大学,2020.

[2]蒋振雄.江苏省廿年沥青路面技术框架与发展路径[J].公路交通科技,2020,37(2):15-21.

[3]林翔,李強.高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命评价方法研究[J].公路交通科技,2021,38(4):1-8.

[4]任丽勤.论市政道路工程建设中沥青道路施工技术[J].科技创新导报,2020(19):41-42,45.

[5]张旭东,冯乐乐.超细纤维高模量沥青罩面层工程应用研究[J].科技创新导报,2019(35):53-57,59.

[6]刘志华.机制砂在沥青路面结构层中的应用[J].公路交通科技:应用技术版,2018,14(6):6-7.

[7]余定洋,胡一舟.重庆沥青路面预防性养护技术建设期碳排放强度对比分析[J].重庆建筑,2021,20(S1):24-27.

[8]韩利芳.沥青路面施工现场试验检测技术研究[J].交通世界,2020(6):42-43.

作者:王晓静

第3篇:浅谈公路沥青路面裂缝修补技术

【摘要】裂缝是沥青路面的主要缺陷之一,如不及时加以修补,在行车荷载和内部荷载的共同作用下,裂缝逐步扩展,发展成翻浆、沉陷、松散、坑槽等病害,从而大大影响沥青路面的使用寿命,并严重影响行车安全。本文首先论述了公路沥青路面裂缝的分类,进而,阐述了几种公路沥青路面的裂缝修补技术,即沥青直接灌缝处理、开槽灌缝及现场热再生维修技术,并就这三个修补技术的施工要点进行了简要阐述,以供参考。

【关键词】沥青路面;裂缝;修补技术

裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。沥青路面在使用过程中,由于受路面结构、气候、地形、地质条件、行车等多种因素的影响,都会产生不同程度的路面裂缝。一旦产生了裂缝,如不及时加以修补,在行车荷载和内部荷载的共同作用下,裂缝逐步扩展,发展成翻浆、沉陷、松散、坑槽等病害,从而大大影响沥青路面的使用寿命,并严重影响行车安全。因此,如何应用科学有效的沥青路面养护修补技术来改善道路使用功能,延长路面使用寿命,降低养护成本,提高经济社会效益,成为摆在高速公路运营管理者面前的一个重要课题。

1 公路沥青路面裂缝的分类

按照国际上的一般认识,沥青路面裂缝大体上有以下一些类型。

1.1 横向裂缝

横向裂缝是沥青路面常见病害之一,主要包括温缩裂缝及半刚性基层沥青路面的反射裂缝。

1.低温横向收缩裂缝。由于沥青混凝土是一种热胀冷缩型材料,当混合料的收缩远远超出沥青混合料的极限拉应变,沥青面层表面薄弱处就会产生裂缝。沥青面层的薄弱处越多,产生的横向低温裂缝愈多。

2.温度疲劳裂缝。由于环境气温反复升降,在沥青面层中产生温度应力,温度应力的反复作用使沥青面层产生温度疲劳裂缝。

3.反射裂缝。在铺筑沥青路面时,基层普遍采用水泥稳定级配碎石材料,而水泥一般具有干缩和温度收缩特性,在行车荷载下,半刚性基层底部产生过大的拉应力,导致基层开裂,随着荷载的反复作用,裂缝会逐渐扩展到沥青面层,这种裂缝就称之为反射裂缝。

4.其他横向裂缝,如由于桥头路基沉降引起的沿桥涵台背方向的横向裂缝,路面施工工作接缝开裂,桥面铺装水泥混凝土绞缝质量不好而引起纵向开裂等。

1.2 纵向裂缝

纵向裂缝是与道路中心线大致平行的长直裂缝,有时也伴有少量的支缝。一般,纵向裂缝是由于路基压实不均匀、路面不均匀沉陷、施工接缝质量不佳、路基填料粒径大,压实功小,无法检测压实度或者结构承载力不足引起的。不均匀沉陷引起的纵向裂缝通常断断续续绵延很长;结构承载力不足引起的纵向裂缝则多位于道路边缘。

1.3 块状裂缝。

1.4 边缘裂缝。

1.5 沉降或沉陷裂缝。

1.6 构造物接头裂缝。

2 公路沥青路面裂缝修补技术

目前对裂缝的修补主要有以下几种:直接灌缝处理、开槽灌缝、现场热再生维修方法等。

2.1 沥青直接灌缝处理

该方法是传统的修补法,其主要对裂缝较窄、缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝的横向裂缝,可以沿缝隙走向切缝,将缝隙打扫干净,并用压缩空气吹去缝中杂物和尘土;用热沥青(稠度较低)、改性乳化沥青或其他专用的灌缝料灌缝。

在灌缝前,应先用空压机将开过槽后的裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净,保持裂缝的清洁和干燥,最好是刷一遍缝。

该法主要以人工作业为主,工艺简单,但如果沥青路面车辙严重,尤其是形成网裂的路面,不宜用此方法处理裂缝,如果不到中修,应采用改性乳化沥青灌缝。

2.2 开槽灌缝

该法是近几年采用的新型灌缝工艺,其主要是采用橡胶改性沥青等作为灌缝材料,用开槽机开槽,然后用压缩窄气吹净缝隙中的杂物和尘土,再用灌缝机灌缝,从而使缝内杂物及缝边缘老化材料能清理干净且缝宽均匀,特别是采用专用灌缝胶使灌缝料与老路面能结合紧密,封水效果良好。

其施工要点为:

2.2.1 裂缝开槽

1.当沥青路面裂缝超过3mm时即应采用开槽灌缝处理方法。在开槽时,用带有旋转式碳钢切缝刀头的裂缝开槽机对准裂缝中线切割出均匀的正方形或长方形凹槽。

2.在施工时,要求所开出的槽,其宽度和深度的尺寸控制在10-20mm之间,槽的宽深比一般为1:1。

2.2.2 裂缝清理

开槽完成后,即可进行裂缝清理:

1.将吹风机喷气嘴置于距离裂缝大约5cm的位置,以清理缝内的杂物、石子、灰尘等;

2.用钢丝刷清理凹槽表面,以便将缝边缘的老化松散材料清理干净;

3.喷气嘴与裂缝的距离稍微远些,以便清除裂缝和周边所有松散颗粒和杂物,从而达到对裂缝的彻底清理。

2.2.3 灌缝

1.在清理干净裂缝后,为确保密封胶与裂缝壁的紧密结合,应采用热气喷枪对裂缝壁进行烘干加温以清除潮气。

2.在进行灌缝时,要求密封胶加热到(195±5)℃,以提高密封胶与路面的粘结性,达到最佳的灌缝密封效果。

3.在灌缝时,用灌缝机上带有的刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内,灌注时要自下而上充分填满,避免在下部产生孔洞。

4.灌缝作业完成后开放交通的时间应超过30min,并应在灌缝胶表面撒砂子或细骨料,以防止开放交通后车轮带走灌缝料。

5.为达到较好的密封效果,理想的密封表面应比裂缝宽一点,并在裂缝表面及两侧形成一定厚度与宽度的T形密封层。

6.在施工过程中,应禁止在路面潮湿或温度低于4℃的环境下施工,否则会降低密封胶的粘结力。

2.3 现场热再生维修技术

该法是利用已研制的轻型路面加热器,在裂缝处宽5cm-10cm的地方加热几分钟后,约1m长的裂缝处的沥青混凝土就可变软,缝深则加热时间延长,然后利用添加再生剂、新沥青混合料和将原有路面现场再生,达到沥青混合料的质量标准,再经过摊铺、压实,完成沥青路面病害修补目的。该法主要适用于路基完好、路面破损深度小于6cm的沥青路面的维修,尤其适用于高等级沥青路面层的大中修工程和交通疏导困难、长距离、大面积路面维修作业,特别适合城市高等级道路和高速公路沥青路面大中修。目前,现场热再生维修技术是世界上沥青路面养护维修最先进、最佳的施工方法。

其施工要点为:

2.3.1 施工机械准备:AR2000型的热再生机、AR2000型的热再生拌合机、沥青混凝土运输车、混合料摊铺车、单钢轮振动压路机1台、双钢轮振动压路机1台、胶轮压路机1台。

2.3.2 施工放样:施工之前,依据热再生机工作面宽度,由技术员恢复原路中线,定出施工宽度线,并用白灰撒出。

2.3.3 路面加热

1.在进行路面加热前,应对将原路面清扫干净,然后根据路面状况、天气气温、风速等情况,将路面加热到最佳温度,要求加热的宽度比再生铣刨两边各宽20cm。

2.路面加热温度以再生混合料的温度为130-140℃作为控制温度,最低温度不能低于120℃。

3.在加热路面时,要求其加热强度由弱至强,再由强至弱进行,以使热能能传导到深层,又避免表层被烧焦。

2.3.4 复拌机再生摊铺

1.当路面加热到所需温度后,即可用复拌机跟进对原路面进行再生。

2.在摊铺过程中,用复拌机第一熨平板摊铺再生料,用第二熨平板摊铺加铺新料。

3.摊铺时要控制好输料螺旋里混合料的量,一般以混合料埋没输料螺旋2/3为宜。

4.复拌机的速度与路面加热情况和沥青混合料的供应情况有关,热再生联合机组一般控制在1.5-3.5m/min。

5.再生剂必须要计量准确,喷洒均匀,再生剂的喷洒要与复拌机的行进速度相适宜,确保旧路面每平方米喷洒量准确。

2.3.5 碾压

1.整平后,当混合料的含水量为最佳含水量(1%-2%)时,应立即在结构层全宽内进行碾压。

2.碾压时,应遵循“先轻后重,先静后动”的原则,碾压时应重叠1/3轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完路面全宽时,即为一遍。

3.碾压时应由两边向中间慢速进行碾压,最大速度不宜超过4km/h,确保碾压无遗漏、无死角。

4.在整个碾压过程中,按初压、复压、终压程序进行。初压采取跟进摊铺碾压,静压、振压各一遍,速度控制在2公里/小时;碾压方法为驱动轮在前,向着摊铺方向行驶,先压纵缝,然后由路边向路中碾压,相邻碾压带必须重叠1/2-1/3轮宽。复压,碾压速度控制在3公里/小时,以胶轮碾进行碾压,复压不能超过初压的界限;终压应紧跟复压后面进行,以光轮振动碾静压2-4遍,直至消除轮迹为止。

5.碾压过程中,施工员指挥专业队人员对局部坑洼部位进行细平,震动压路机再低振幅模式碾压4遍基本成型,最后使用轮胎压路机完成终压4遍以获得良好的表面。

6.碾压结束后,应检测路段的压实度和厚度是否符合设计要求,确保压实度达到98%以上。若检测压实度不够,要及时安排压路机进行再次碾压,直到合格为止。

2.3.6 接缝施工:横缝采用复拌法热接缝,横缝碾压方法:先采用45°斜向碾压,再采用横向碾压,最后采用纵向碾压。

3 结束语

综上所述,公路沥青路面的裂缝是初期的病害之一,如裂缝一旦产生而不加以重视修补,在行车荷载等作用下,裂缝会随着发展进而产生翻浆、沉陷、松散、坑槽等病害。因此,为了延长沥青路面的使用寿命,提高行车安全,在本文中主要论述了沥青直接灌缝处理、开槽灌缝及现场热再生维修技术这三个修补技术,同时就其施工要点进行了简要阐述。目前,随着公路养护现代化、科学化地不断发展,相信会有更多先进且科学的裂缝修补技术,从而可以大大减少路面裂缝的出现,确保沥青路面的使用寿命。

参考文献:

[1]徐发生,徐周.沥青路面裂缝处理新技术开槽灌缝技术的应用[J].山西建筑,2008(17)

[2]苟希德.灌缝技术在路面养护中的应用[J].青海交通科技,2010(S1).

[3]王恒广.现场热再生技术在京福高速养护维修工程中的应用[J].城市建设理论研究,2011(15).

作者:黄理

第4篇:沥青混凝土路面裂缝分类、裂缝预防及裂缝处治的探讨论文

摘要:

文章针对在高等级公路建设中,沥青混凝土路面的广泛应用,以及沥青混凝土路面常见的裂缝现象,分析了沥青混凝土路面裂缝成因及分类,并从沥青面层原材料、施工工艺及组织方面对怎样预防沥青路面裂缝进行了分析,并对裂缝出现后,各种裂缝处治方法进行了探讨。

关键词:

沥青路面;路面裂缝成因;路面裂缝预防;路面裂缝处治

1、沥青混凝土路面现状。

在高等级公路建设中,由于沥青混凝土路面具有噪音小,施工周期短,行车舒适,养护维修施工方便等诸多优点,沥青混凝土作面层已经成为高等级公路路面面层的主要形式,因此沥青路面施工质量及后期养护维修好坏,直接关系到行车安全及行车舒适度。但沥青混凝土路面由于行车荷载、温度变化等原因,会产生各种裂缝,如温度裂缝、荷载裂缝等,随着降雨,路基土含水量增大,结构层强度迅速降低,使沥青混凝土路面发生破坏及使用寿命大大降低,所以,对沥青路面裂缝进行预防和处治显得特别重要。

2、沥青路面裂缝分类。

一般可按形成原因和裂缝形状分类,按形成原因可分为三类:

第一类是由于沥青面层温度变化产生的温度裂缝:包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,一般称之为非荷载裂缝。

第二类是由于车辆行车荷载的作用,超过路面材料的抗拉极限而产生的破坏裂缝,又称之为荷载型裂缝。

第三类是反射裂缝,由于基层材料产生裂缝(如路基沉降拉裂,基层材料在行车荷载下产生疲劳裂缝等),逐渐向上向沥青面层反射,引起沥青面层裂缝。

按形状可分为:第一类是横向裂缝,主要是由于:

(1)半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝。

(2)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。

第二类是纵向裂缝,主要是由于:

(1)拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。

(2)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。

(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。

第三类是网状裂缝(龟裂),主要是由于:

(1)沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。

(2)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。

(3)路面总体强度不足。

3、沥青路面裂缝预防。

预防措施:

(1)材料品控方面,采用干缩、温缩稳定,抗拉能力高的半刚性材料做基层,根据沥青路面施工及验收规范要求,调查本地区气候条件,再结合道路等级选择性能优良沥青产品,宜采用优质沥青做面层。

(2)沥青混合料出厂及运送方面,沥青混合料出厂时应有出厂合格证明。混合料外观应拌合均匀、色泽一致,无明显油团、花白或烧焦。运输中,应加盖篷布等保持混合料温度。

(3)施工方面:

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,使其预热软化;对缝壁涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。尽量采用全路幅一次摊铺,如无条件全路幅摊铺采用分幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,并采用热接缝。雨天时不得施工。

②桥台两侧填土分层填筑、压实;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理。加宽路段的新旧路衔接处要采取措施,如采取挖台阶等,防止不均匀沉降,引起纵向开裂。在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后,将残料和粉尘清除干净,采用铺设土工布、格栅等后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

③地下管线及构筑物埋深不能小于50cm,确保基层结构的完整性。沟槽回填土应分层填筑、压实,回填土土质、含水率应符合要求,过湿土必须经过翻晒,并满足含水率才能用于回填。

4、沥青路面裂缝处治。

裂缝的处治可按以下方式及要求进行:

(1)裂缝宽度在2mm以下的轻微裂缝,在高温季节大部分会闭合,可不进行处理。

(2)开槽灌缝是现在沥青路面裂缝处治最常用方法。缝宽在2——10mm的裂缝,应采用热沥青灌缝,缝内潮湿时应采用乳化沥青灌缝。开槽灌缝施工要求:

①开槽灌缝禁止在雨天施工。

②用压缩空气清除缝内的杂物及尘土,喷灯对裂缝进行烘干,保证裂缝内干燥。

③每条裂缝的灌注工作要连续,并应在裂缝表面形成T形密封层。

④灌缝时将灌封胶加热到要求温度,慢慢挤压胶液,否则,灌完胶后,缝底部易积存气泡,气泡上升,缝内胶液易积聚成球状,影响灌缝质量。

⑤灌缝完成后要求灌缝胶温度下降至常温方才能够通车放行。

(3)沥青混合料填缝。缝宽在10mm以上的宽缝,应采用热拌沥青混合料或乳化沥青混合料填缝,填缝要饱满并保证压实。

(4)路面贴缝带,路面贴缝带是一种裂缝修补新技术,它不用开槽,只需对裂缝表面作简单清扫,即可施工,但在雨天、积水路面严禁施工。

(5)铣刨罩面法。对网状裂缝(龟裂),情况严重时,应采用铣刨后罩面方法,解决沥青路面裂缝。

5、结语。

加强沥青路面预防性养护及小修,可以减少后期大修次数及维修成本,保证沥青路面平稳运行,值得引起更大重视。

参考文献:

[1] JTG F40—2004。公路沥青路面施工技术规范[S]。2004。

[2]李志华。沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[A]。全国路面材料及新技术研讨会,2004。

[3] JTG D50—2006。公路沥青路面设计规范(JTG D50—2006)[S]。2006。

第5篇:沥青路面裂缝及其预防措施

摘要:综述沥青路面裂缝类型,产生裂缝的原因及其防治措施。提出合理设计、选材得当、精心施工、及时养护和维修是提高沥青混凝土路面使用性能,减少路面裂缝的根本保证。

关键词:沥青混凝土路面 裂缝 防治措施

1 常见裂缝类型及成因

1.1 表面龟裂、网裂

龟裂是指缝宽3mm以上,且多数缝距在10cm以内,面积为1 m。以上的块状不规则裂缝。网裂是指缝宽1 mm以上,缝距在40 cm以下,面积为1 m。以上的网状裂缝。表面龟裂、网裂的产生,通常是由于路面整体强度不足,基层局部软化、稳定性不良等原因引起的。因超荷载使用,养护不及时,造成沥青面层老化变脆,也会发展成网状裂缝。

1.2 纵向裂缝

产生纵向裂缝的原因大致有两种情况,一种是由于路基施工时压实度不均匀,在使用过程中,路面产生了不均匀沉降而引起,常见于半填半挖路段或为赶工期而快速施工的道路;另一种是在沥青面层施工中,用沥青摊铺机分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车荷载作用下,也易形成纵向裂缝。另外,急刹车产生的车辙边缘往往也会有纵向裂缝。

1.3 横向裂缝

横向裂缝可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

产生荷载型裂缝的主要原因是:

(1)路面结构设计不当,未充分考虑到各种不利的综合因素,加上施工质量低劣而影响沥青面层的正常使用寿命,或由于开放交通后,反复受到严重超载车辆的荷载作用,致使沥青面层或半刚性三渣基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。

(2)横断面设计失误或施工时质量控制不当,造成路拱度不足,形成雨天不能及时排除路面积水的隐患,当高速运转的车轮接触路面积水的瞬间,巨大的压力迫使受压水将压力迅速传递到路面,造成沥青路面因强度不足而产生裂缝。

非荷载型裂缝是横向裂缝的主要表现形式,它的产生主要有两种情况:

(1)沥青面层温度收缩性裂缝;

(2)基层反射性裂缝。

2 裂缝的危害

裂缝的出现会使路面开裂,破坏道路结构的完整性;同时还会带来其他类型的路面损坏。如:在行车荷载的作用下形成啃边、坑槽;水分通过裂缝渗入,会降低路面结构的强度,与交通荷载、气候共同作用,会导致剥落、松散、唧泥、坑槽,产生新的裂缝和使原有裂缝更加严重,甚至导致基层或路基产生冻胀、翻浆等,严重影响路面的使用寿命和结构的稳定性。裂缝的出现会使车辆通过时产生跳车,造成行车不舒适,影响车速;同时会对司机和乘客心理造成压力,影响道路的使用信誉等。对罩面层最直接的危害就是产生反射裂缝,影响罩面层的效果。

3 产生裂缝的原因分析

3.1 沥青混合料

沥青混合料的性质是个重要影响因子。

(1)沥青:一方面沥青混合料低温劲度指标是决定是否开裂的根本因素,沥青劲度又决定沥青混合料劲度的关键。沥青老化越严重,劲度越大,裂缝就越容易出现;另一方面沥青的温度敏感性也对裂缝的产生造成直接的影响,温度敏感性大的沥青易开裂。通常,沥青的含蜡量越高,其拉伸应变就越小,沥青的脆性越大,温度敏感性也越大,温度稍有变化,就容易产生裂缝。

(2)碎石级配:骨料组成级配也与开裂有一定关系,一般情况下,沥青含量偏低、石粉石屑含量偏高易产生裂缝。

3.2 基层

半刚性基层(粉煤灰三渣)较之级配碎石、沥青稳定碎石等柔性基层,热容量小,与沥青表面层的附着粘结性能差,尤其是本身收缩的附加影响,使面层的横向裂缝要多一些。特别是由于现在的城市道路大多不按定额工期进行施工,施工周期缩短,有相当部分的三渣基层养生不足,直接造成摊铺不久后就产生了裂缝,这些裂缝在荷载和温度的作用下,由基层逐渐反射到表面,引发沥青面层产生裂缝。

3.3 路面面层厚度

沥青面层厚度增加,裂缝就减少。这是指用同一种沥青混合料时,厚度大的比薄的裂缝率要小。但采用质量好的沥青即使铺筑较薄的路面其横向裂缝也可能少于沥青质量差但厚度大的路面。

3.4 施工因素

优化施工方案,进一步提高施工技术,确保优质的施工质量,特别是采取必要的措施,确保各结构层的压实度达到规范要求,提高基层的稳定性和排水透水性,提高和完善面层接缝处理等,这些是保证不出现裂缝特别是纵向裂缝和表面龟裂、网裂的前提。

3.5 气候与交通条件

气温的升降是温度收缩性裂缝出现的先决条件,温差越大,就越容易形成裂缝;雨水入侵是直接导致裂缝的形成或加速原有裂缝的形成,甚至破坏路面。当然,不论何种裂缝,一旦产生,即使在正常行车荷载的作用下,都会加速路面破坏。

4 防治措施

4.1 合理设计

合理的路面结构设计是保持沥青路面具有良好使用性能的基础,也是避免出现早期裂缝的保证。

(1)采用半刚性基层与底基层:半刚性基层具有较高的强度和较高的承载模量,可有效避免沥青路面荷载性裂缝的产生。施工时最好在合适位置预先留出有规则的微小裂缝,引导化解回弹应力,以防止基层裂缝反射到沥青面层,造成面层的裂缝;为了使半刚性基层保持良好的工作状态,还应注意土路基对基层的作用,因为土路基的承载模量对减少基层底面的拉应力和拉应变有很大影响。

(2)合理确定路面厚度:作为柔性路面,应根据其道路等级、交通量、自然地基地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素,独立计算其设计厚度。作为旧水泥路面的改造,沥青面层厚度的确定主要应考虑结构强度因素;与非结构强度因素有关的加罩层厚度的确定,主要应考虑道路沿线高程的控制、沥青面层的最小摊铺厚度要求、加罩层与原路面板块的结构性能等问题。

(3)重视沥青混合料的级配设计:采用优质含蜡量低的进口沥青密级配沥青混合料,以提高沥青混合料的抗裂缝性能。

(4)采取有效措施吸收应力:在路面结构层中设置各种类型的应力吸收层和设置某些土工织物,以消除应力集中,降低裂缝产生的几率。

(5)使用粘层油:粘层油是指在封层之问或具有裂缝的路面层之间的涂刷层,它能有效地祛除反射裂缝,在半刚性基层和需改建的旧水泥混凝土路面上摊铺时必须使用。

(6)设置独立隔水层:它设置在面层与半刚性基层之间,以减少路面水下渗。

4.2 选材得当

使用温度和干燥收缩较低的基层材料;选择抗裂性好的材料做基层;使用抗裂性好的沥青;选择级配合适的骨料。无论什么骨料,为使沥青与骨料产生很好的吸附作用,应使用抗剥落剂,以延缓因荷载和温度的反复作用使沥青剥落而产生的水毁现象;严格控制骨料的酸碱度,限制碱性骨料的使用。

4.3 精心施工

精心施工以确保施工质量的优良,方案合理以确保摊铺质量、碾压强度,减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而生的离析和表面毛细裂缝;基层、底基层养护及时合理,养生期应满足正常工期要求,切勿为抢工期而提前铺筑面层,造成基层损坏而导致面层产生反射裂缝;加强运料车的保温作用,保证适宜的摊铺、碾压温度,及时摊铺,保证供料和施工的连续性,以避免面层产生施工表面裂缝;做好施工接缝的连接。另外,三渣基层的表面平整度也是关键的因素,基层越平整,沥青混凝土摊铺厚度就越均匀,产生表面裂缝的几率也会大大降低。

4.4 加强养护和维修

完善路基、路面的排水设施,保证路面排水顺畅,避免基层与面层之间形成蓄水槽,可有效防止面层裂缝的产生。

5 结束语

综上所述,合理设计、选材得当、精心施工、及时养护和维修是提高沥青混凝土路面使用性能、减少沥青混凝土路面裂缝产生的根本保证。

第6篇: 公路沥青路面裂缝的预防和处理

(内蒙古交通建设监理咨询有限责任公司,内蒙古 呼伦贝尔 021008)

摘 要:文章针对沥青路面裂缝的形成、危害及裂缝的种

中图分类号:U418.6 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(XX)07—0215—0

2沥青路面开裂是沥青路面使用中遇到的主要病害之一。沥青路面开裂的原因和裂缝的形式多 种多样,但就沥青路面开裂的主要原因而论,裂缝可分为荷载型裂缝和非荷载型

荷载型裂缝主要是由于交通荷载作用下产生的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、 施工质量良好的条件下,单纯由荷载作用引起面层开裂的可能性不大。非荷载型裂缝主要为 温缩型裂缝,沥青路面温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂。对于沥青路面基层存 在裂缝情形,按沥青面层裂缝开裂部位,又可以分为反射裂缝与对应

由于环境温度、交通荷载等因素的影响,沥青路面初期 产生的裂缝对沥青路面使用性能常无 明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的 极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂,随着路面使用时间的延长。已有的裂缝逐渐向 上扩展到路表,横向裂缝不断增加。缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形 成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其 结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象,最 终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。认识沥青路面开裂机理、 阻止或延缓裂缝的发展,对于延长沥青路面的使用寿

延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝.可采用两大类方法: ①在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施;②在维修养护时选用合适的加铺层体 系。本文仅从半刚性基层沥青路面裂缝的预防或处

2.1

路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域必 须具有足够的强度和整体稳定性,否则将产生不均匀沉降而导致路面发生开裂。 因此,必须 采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节,最大限度地减小路基完工 后沉降量。

2.1.1 路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。必须严格控制路基的填筑工艺, 确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限黏土,再次选用低

2.1.2 压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有 效的技术措施,施工中必

2.1.3 降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部 位,它直接承受和吸收路面的扩散应力,要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水 ,不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑,土质差的地段要进行换填处理 ,确保其强度和

2.2

当基层厚度增加时,其承载能力也迅速增加,试验证明,半刚性基层厚度由10cm增加到25c m时,其承载力提高为原来的

32.3

研究表明,面层反射裂缝明显受沥青面层厚度的影响, 厚度超过15.0cm的面层可以有效地防 止受拉疲劳所产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。国外资料介绍。在贫混凝土 上铺筑100cm的沥青面层时,在形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10次。如果沥青面 层加厚到10cm,则可通过20×10次。如沥青面层加厚到175 cm则可

2.4

选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温 度膨胀系数低的骨料。

选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青 的情况下。应采用某些添加剂或聚合物。以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。

在稳定度满足要求的前提下。选用针人度较大的沥青作两层。在沥青混凝土中使用针人 度较大的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳作用两种机理引起的裂缝扩展。

采用密实型沥青混凝土面层孔隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混合料在 使用中沥青硬化缓慢,同时也延缓了裂缝的扩展。

沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性 好的材料。如果集料呈酸性,则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的 抗剥落 性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用机制砂代替圆形颗粒的天然砂。

沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选配混合料级配时,应兼顾其高温稳定性 ,疲劳性能和低温抗裂性能以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

在条件允许的情况,可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石(sMA)混合料 和采用改性沥青。sMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能,抗车辙性能好、使用 寿命长,是防裂路面设计时应选用的一项新技术。

采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层,可进一步提高表面层的抗温

2.5

在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层。预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、 低黏度沥青混凝土层等

采用应力吸收薄膜(如土工格栅加筋沥青路面、橡胶沥青吸收膜),对减缓反射裂缝的产生与 扩展有明显的效果,可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少,明显降低应力强

2.6

在半刚性基层上锯缝,即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5cm,内填沥青砂 或沥青乳液随即;降切 缝快速封闭,然后以正常方式碾压该层。这样可预先制造更直、更多 规则间距的裂缝(通常间距为2.3in)。这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小,从而避免裂 缝边缘的快速恶

在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求 ,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层 或粘层,然后尽快铺沥青面层。

制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度不使沥青老化,加强碾压,使沥青混合料达到 规定的压实度,也

尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂

公路铺设沥青面层前,针对裂缝产生的不同因素,采取有效的裂缝预防措施和处理技术,可 以大大减少路面裂缝的出现提高路面使用性能,延长路面使用寿命。

第7篇:沥青路面裂缝产生的原因及处治措施

陈根宝

(扬州市汇通公路养护工程有限公司 仪征 211400) 摘 要:裂缝是沥青路面主要病害之一,对裂缝如不及早处治,将影响公路使用性能,缩短公路的使用寿命,因此,分析其成因,提出防治措施,保持道路的使用功能,是非常有必要的。 关键词:路面裂缝 原因分析 处治措施

一、常见沥青路面裂缝类型

裂缝是沥青路面主要的病害之一,其裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与块裂几种。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能常无明显影响,但随着表面雨水或雪水的侵入,在行车荷载作用下,使处于裂缝状态下的路面病害日趋严重,特别是裂缝附近土基的含水量加大,甚至饱和,在大量行车荷载作用下,产生沉陷、翻浆等路面病害,严重影响沥青路面的使用性能,因此为了,必须加强沥青路面的预防养护及沥青路面早期裂缝的防治。

二、裂缝产生原因

沥青路面开裂缝的原因是多种多样的,影响裂缝轻重程度的主要因素有:沥青和沥青混合料的性质,基层材料的性质,气候条件、交通量和车辆类型及施工因素等。但就导致沥青路面产生裂缝的主要原因而论,可以分为:

(一)非荷载性裂缝产生的原因

沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝,也有因施工不当、材料选取不当等引起的裂缝。非荷载裂缝主要形式是横向裂缝,也有纵向裂缝和网状裂缝。其产生原因有:

1、冬季气温大幅度下降,沥青路面层中产生的收缩拉应力或拉应力一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂,这种裂缝一般是横向的、贯通的、平均间距在5m-6m。

2、沥青品种和等级也是影响沥青路面开裂的最重要的因素,在长期的实践经验中,选用高粘度、低稠度的沥青,其温度敏感性较低,可延迟温度裂缝的产生。

3、路基填土含水量偏大,在冻胀作用下使路面形成裂缝。

4、路基碾压不均匀,出现填土局部未压实或两侧密度不够,使路基产生不同程度的沉陷,形成裂缝。

5、旧路拓宽时,新旧路基衔接处理不符合技术规范要求,新路基压实度不够,造成路基不均匀沉陷或滑坡,形成裂缝。

6、路基半填半挖地段,桥台与填土路基接头处,路基施工未按规范要求施工,易造成自然沉降,经长时间行车作用易形成裂缝。

7、基层施工过程中,上下层间横向接缝重叠或搭接尺寸太小而出现面层裂缝。

8、在旧水泥路面上加铺沥青面层,由于原水泥路面接缝的反射作用,导致的沥青面层的反射裂缝。

(二)荷载裂缝产生的原因

道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象,由道路基层的裂缝所引起。基层裂缝的原因很多,除了因行车荷载反复作用而基层无侧限强度不足导致的荷载裂缝外,还有干缩和温缩两种,这种基层反射与交通车流的荷载共同引起的裂缝以横向或网状居多。

(三)路面整体强度不足,沥青面层老化,往往形成闭合图形的龟裂、网裂。

三、裂缝的处治措施

沥青路面一旦产生裂缝,应尽早对其进行封闭,其处治时间宜为每年的3-4月份,即春季处治最佳,因为经过一个冬季的“冷缩”过程,裂缝的缝宽在初春时应为最大值,此时对裂缝进行处治有利于在气温升高时裂缝逐步变小,还可以在梅雨季节防止和减少雨水下渗至基层。对裂缝的处理,应根据裂缝类型和严重程度采取不同的措施。在裂缝的处治上主要采取如下措施:

(一)表面封闭法

对于裂缝出现的初期,裂缝宽度在2MM以下的轻微裂缝,能在高温季节大部分会闭合,可不需要进行处理,但要观察裂缝发展趋势,如果裂缝呈发展趋势可用以下方法处治:

1、对平整度要求不高的沥青路面可在高温季节采用喷洒沥青撒料压入方法维修或微表处处理,在低温季节宜采用乳化沥青稀浆封层。

2、对平整度要求高的沥青路面,可沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青,在低温潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青。

(二)开槽灌缝法

开槽灌缝是目前沥青路面裂缝处治的最常见的方法,对于裂缝宽度在2MM以上的纵向或横向裂缝且基层强度较好可采取以下维修方法:

用专用开槽机沿裂缝方向进行开槽,开槽宽度为1CM-1.3CM,深度为1CM-3CM,然后用风力灭火机将缝内的碎石和灰尘以及裂缝两边的杂物清理

干净,在专用密封胶加热到160℃-170℃左右时,用灌缝机上带有专用刮平器的喷头将密封胶均匀地灌入槽内,并在裂缝两侧形成一定宽度(3CM左右)的密封胶封层,如果局部密封胶塌陷还要再次补灌,直到平整饱满为止。待密封胶冷却后,即可开放交通。

(三)铣刨加铺法

对于非基层强度不足原因引起的路面龟裂和网裂,采用铣刨机铣刨病害部位的面层,采用与原面层材料相同的沥青混凝土铺筑即可。

对于因基层强度不足或翻浆的严重龟裂、块裂,采用铣刨机铣刨病害部位的面层和基层,然后用同原基层材料回填,按规范压实、养生,如果底基层强度不足出现“弹簧”还需要对底基层进行处理,如有可能在基层顶面加铺一层玻纤格栅以提高整体强度,最后摊铺与原面层材料相同的沥青混凝土面层。

结束语

当前的沥青路面裂缝是不可避免的。因此,在施工过程中,应加强对路基、基层以及面层施工等各环节的质量管理,把影响面层裂缝的各种因素都减少到最小,这样才能达到标本兼治的良好效果。

第8篇:公路沥青路面裂缝成因分析及防治措施

1、前言

我国公路数量多,分布地域广,里程长,其中沥青路面所占比重大,特别是对国民经济有着重大影响的高等级公路中尤以沥青路面为主要形式,而其中裂缝作为沥青路面常见病害之一,产生十分广泛。裂缝一旦产生,便会对路面产生一系列较大的危害,首先影响行车舒适性和路面美观,严重时甚至危及行车安全,其次水容易渗入路面甚至到达基层顶面,在行车荷载的反复作用下会产生冲刷作用和唧泥、唧浆现象使路面结构承载力下降,同时也会改变路面设计受力模式,加速路面整体破坏,降低路面使用性能,缩短路面使用寿命。由于裂缝具有产生普遍、危害性大的特点,因此有必要对裂缝的类型划分、产生机理、预防措施及修复措施进行研究,对预防沥青路面的早期破坏具有十分重要的意义。

2、沥青路面裂缝类型

按照我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2-2001)中对于裂缝的划分,裂缝按照外观可划分为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂以及不规则裂缝。除次之外还有其他的划分方法,如按成因可划分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝,按扩展过程又可分为又下而上的反射裂缝和又上又下的下延裂缝。本文以规范中按照外观的分法,进一补加以叙述。

2.1横向裂缝

横向裂缝一般与道路中线近于垂直,间伴少量支缝。最初多出现于道路的两侧,逐渐向路中央发展形成贯通整幅路面的裂缝。按照破坏的轻重程度可进一步划分为轻微和严重两类,轻微是指裂缝边缘无剥落或仅有轻微剥落,无支缝或仅有少量支缝,严重裂缝指边缘有中等或严重剥落,有较多支缝。

图1:由温度引起的路表等距离横裂 图2:由半刚性基层引起的反射裂缝

2.2纵向裂缝

纵向裂缝一般表现为与道路中线大致平行的长直裂缝,有时伴有少量支缝。由于路基不均匀沉降引起的纵缝,通常断断续续,绵延很长;由于施工搭接不良引起的纵缝,其形态特征是长且直;由结构承载力不足引起的纵缝多出现在靠近路基边坡一侧的路面边缘。按照破坏程度可进一步划分为轻微和严重两类,轻微裂缝边缘无剥落或仅有轻微剥落,无支缝或仅有少量支缝,严重裂缝边缘有中等或严重剥落,有较多支缝。

图3 伴随有支缝的纵向裂缝 图4 长且直的纵向裂缝

2.3龟裂

表现为相互交错的裂缝将路面分割成形似龟纹的多边形小块,随着行车荷载重复作用次数的增加,平行的纵缝之间出现了横向或斜向连接缝,形成了多边的锐角的网状裂缝。按照破坏程度可进一步划分为轻微、中等和严重三类。轻微指缝细,无散落,缝区无变形,块度20~50cm,中等指缝较宽,无或轻散落,或拌有轻度变形,块度≤20cm,严重指缝宽,散落重,变形明显,块度≤20cm。

图5 由于承载力不足引起的龟裂 图6 块度较小的龟裂

2.4不规则裂缝

一般表现为多条裂缝以不规定角度相互交叉,在行车荷载及自然条件作用下逐渐发展并相互连接贯通,一般块度较大。按照破坏程度可进一步划分为轻微和严重两类,轻微指缝细,不散落或轻微散落,块度大≥100cm,严重指缝宽,散落,裂块小,50~100cm。

图7 块度较大的不规则裂缝 图8 灌缝后的不规则裂缝

龟裂和不规则裂缝由于外形大多相似,有时也被并称为网裂,两者一个较明显的区别是在块度上不规则裂缝要稍大于龟裂,在路面破损批评价中由于所占权重不同,因此需要对详加区分,不可混淆。

3、沥青路面裂缝成因分析

3.1横向裂缝

一般的说横向裂缝的影响因素主要表现在以下三个方面: 材料方面:表现为材料本身的应力松弛性能 结构方面:连续板体对收缩变形的约束作用 环境方面:低温及降温速率

按照成因又可划分为温缩裂缝和半刚性路面的反射裂缝。

3.1.1温缩裂缝

温缩裂缝又可细分为一次性降温引起的低温开裂和温度反复作用引起的疲劳开裂。低温开裂是指低温时,沥青劲度模量增大,沥青变脆,沥青混凝土应力松弛不能适应温度应力的增长,温度下降产生的应力超过混凝土的极限抗拉强度而使沥青路面产生开裂,这种开裂一般首先出现在路表,是路表裂缝的一种,并随着温度应力的持续作用向面层下部扩展;其次气温骤降时,混合料劲度模量急剧增大,超过极限劲度而产生开裂,这种裂缝在南方炎热多雨地区常见,夏季路表气温高,由于暴雨骤降,使得沥青混凝土路面温度急剧降低,产生开裂。由于温度引起的疲劳开裂是指温度反复升降产生温度疲劳应力,使混合料抗拉极限变小,劲度模量增高,应力松弛性能下降而开裂,并随路面使用年限增多而增加。总的来说,温度裂缝在外观上多表现为路表等距离的横向裂缝,距离因路面不同从几米到几十米甚至一百米不等,这种裂缝一旦产生,当开裂距离小于路面宽度时便会继续在开裂路段内形成纵向的温缩裂缝,使路面进一步被破坏。

为什么温缩裂缝会首先出现在路表?因为路面结构具有厚度,在面层内便会形成温度剃度,当在无约束条件下时,路面便产生形变,如图9所示,但实际上由于基层对于面层的粘结和摩阻力作用,使实际上的受力模式为图10所示,这样,便会在面层顶部形成拉应力,同时又由于沥青路面是直接暴露在野外的工程构造物,面层材料直接接触紫外线、氧气、水分等的作用,老化最严重,加之行车荷载的剪切力作用,使的沥青路面的温缩裂缝最早产生于沥青路面表层。

图9:无约束条件下的面层受力模型 图10 在基层粘结及摩阻力作用下的受力模型

影响裂缝混合料的低温抗裂性能的因素主要可归结为以下几点: 低温针入度:适当增大可提高混合料的抗裂性能 低温感温比:及PI,一般来说PI=-1时的抗裂性能较好 低温模量:模量越低同样收缩下产生的应力越小 收缩系数:收缩系数越小,降温相等时产生的变形越小

配合比设计:采用连续的密级配设计并适当增大沥青用量可改善混合料的抗裂性能。

3.1.2反射裂缝

反射裂缝是半刚性基层沥青路面所比较普遍的一种裂缝形式,普遍认为这种裂缝不能避免,只能采取措施降低其危害,这里简单介绍其产生原因及过程。

众所周知,半刚性路面有着较高的路面承载力,较好的水稳定性,成板性高的特点,但也具有其不可避免的缺点就是会产生温缩和干缩裂缝,加之路面在车辆荷载作用下在基层产生的疲劳开裂,沥青路面底层便会在开裂处附近产生应力集中,此时在交通荷载作用下的主拉应力和温度变化引起的拉应力的综合作用下,使沥青面层在开裂处向上发展最终贯穿整个沥青路面。

图11 半刚性基层由温度和行车疲劳引起的反射裂缝

3.2纵向裂缝

产生纵向裂缝的原因有很多,归纳起来,主要可分为如下几个方面:

3.2.1压实不均匀

这种情况多见于新建公路,主要是由于填土未压实或两侧密实度不均匀,在行车荷载作用下形成不均匀沉陷并进一步发展成纵向裂缝。

3.2.2改扩建新旧路面衔接不当

改建公路中新、老路段衔接处理不当,造成不均匀沉陷或滑坡而形成裂缝。

3.2.3路基湿软、承载力不足

路基加固处理不当,路基边缘浸水,导致路基湿软、承载力不足,形成啃边,有时也会导致路面边缘的纵向裂缝。

3.2.4填挖结合或高填方路段

在高填方路段或填挖结合部,由于土基压实度不足或压实不均匀,容易产生纵向裂缝,一般多为断续。

3.2.5沥青质量原因

沥青作为沥青混合料的胶结材料,对混合料的抗裂性起着重要的作用。沥青本身延度偏小或者由于老化后沥青变脆,含蜡量偏高等原因,均会降低沥青混合料的抗裂性能。

3.3龟裂及不规则裂缝

一般来说,龟裂和不规则裂缝的产生原因大体相似,首先出现单条或多条平行的纵向裂缝,然后在裂缝间出现横向或斜向连接缝,随着车辆及其他原因的继续作用而相互交错,最终形成相互连接的网状。

产生龟裂及不规则裂缝的因素有很多,路面结构整体强度不足,沥青路面老

化,基层排水不良,低温作用,低温时沥青混合料变硬或变脆,基层和面层集料离析,压实不均匀等均会产生。

3.4 车辙裂缝

近年来,随着对于沥青路面裂缝研究的深入,使人们认识到了一些新的裂缝,车辙裂缝便是其中一种。

这是由日本的松野三郎教授在20世纪90年代首先提出的,受到了世界上的重视,并专门召开了国际会议。他的观点认为,这是一种在轮迹带的边缘与车辙同时发生的纵向裂缝,是表面裂缝的一种。它虽然也位于轮迹带,但却不是由于反复荷载引起的疲劳裂缝。在我国,城市道路的公共汽车站旁边最容易发现这种车辙推挤裂缝。见图

12、13。

图12 公交车站附近的车辙推挤裂缝 图13高速公路微表处车辙修复后的车辙裂缝

总的来说,产生沥青路面裂缝的原因有很多,对同一条裂缝的产生很大程度上并不是由某种单一的原因引起,而是由多种原因综合影响下逐渐产生并扩展的,如一条横向裂缝有不仅仅是由于半刚性基层反射引起的裂缝,同时还有可能受到温度下降影响。因此,在路面实际调查中应该充分分析各种可能的原因,全面综合考虑各种原因的影响,找出其中主要的原因并释以相应的处理对策,有的 放矢,才是上策。

4、沥青路面裂缝预防措施

沥青路面裂缝的预防措施归纳起来可分为以下四个方面:材料选择、道路结构设计、基层预开裂技术及加铺体系应用,以下分别加以说明。

4.1材料选择

沥青路面的开裂,根据开裂处材料的不同,可分为三种:沥青本身被拉开裂,沥青和石料接触面被拉开裂及石料被拉开裂。一般最常见的是前两种情况,因此在材料选择时,可选用劲度模量低,温度敏感性低的沥青,如SBS、SBR改性沥青;而沥青和石料接触面处被拉开裂多是由于沥青与石料粘附性不好而产生,因此可选择表面粗糙,与沥青粘附性好的石料,避免使用酸性石料,有条件时应该选择添加抗剥落剂改善粘附性。

4.2道路结构设计

4.2.1增加沥青面层厚度

增加沥青层厚度可有效降低半刚性沥青路面的反射裂缝,但对于由于温度引起的低温开裂所起的作用十分有限。同时由于加厚沥青面层厚度可大幅度增加建设投资,其经济性值得考虑。

4.2.2采用柔性基层

因为柔性基层具有很强的柔性和变形能力,同时可起到应力消散作用,可以有效地减少路面结构的应力集中现象,因此可有效降低半刚性基层的开裂和温缩裂缝的综合作用。同时,国内有许多的学者已经开始研究柔性基层和半刚性基层的优化组合技术,将是更为有效的预防反射裂缝的措施。

4.2.3设置级配碎石过渡层

这是在面层和基层之间增加一层由级配碎石构成的过渡层,将原半刚性基层下放成为底基层,而级配碎石层则成为上基层。南非是使用级配碎石层比较多的国家,法国也与1988年相应提出“倒装结构”,均对缓解反射裂缝有着明显的作用。

4.2.4应力吸收层

应力吸收层是指在基层与面层之间设置薄层封层,起到吸收尖端应力,延缓开裂的目的。国内外研究主要集中在低弹性模量、高韧性的材料开发上。目前常用的有稀浆封层、碎石封层、同步碎石封层、橡胶沥青封层、纤维封层等。

4.2.5加铺土工织物或格栅

土工织物包括包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物,厚度不超过几个毫米。无纺织物夹层的主要作用与应力吸收薄膜相似。而织物由于模量稍高,可对加铺层起少量加筋作用。格栅包括聚丙烯或聚醋土土格栅、玻璃格栅和金属格栅。其中比较常用的是玻璃格栅,它是以高温强度玻璃纤维为原料的一种新型加筋材料,具有较大的抗拉强度及弹性模量,较低的延伸率和很高的熔点,应用于沥青面层中可以起到以下的作用:

①提高抗变形能力 ②延缓疲劳开裂及其扩展

③作为应力消散层,可以防止反射裂缝。

但其铺装时的变形受温度变化的影响波动较大,对施工的要求比较高。而且由于它很薄,并不具备增强结构和改善排水等功能。

总的研究结果表明加铺土工织物的防裂效果有好有坏,但是它对于垂直差动位移和水平位移较大(温缩严重)的情况效果不大,此外其防裂效果可能较短暂。

4.2.6配合比设计

沥青作为沥青混凝土路面的主要胶结材料,对抗裂起着重要作用,采用密级配并适当增加沥青用量的方法可减缓裂缝的产生。但这样做同时会降低路面抗高温变形能力,因此必须考虑混合料的高、低温性能,综合设计。

4.3基层预开裂技术

基层预开裂技术包括基层预锯缝和基层预破碎。

4.3.1基层预开裂 基层预开裂是指在半刚性基层上按一定间距一定深度设置预锯缝,缝内灌注沥青等粘结材料,其上加铺土工织物或格栅,再在其上铺筑沥青面层。起作用机理是通过锯缝改善基层约束条件,从一定程度上释放温度应力来达到防裂的目的,土工布即起到防渗作用,又缓解应力集中,从而延缓或消除反射裂缝的产生。德国规范中明确规定,面层厚度小于或等于14cm,基层抗压强度不大于12Mp,必须预切缝;前苏联也建议为减缓反射裂缝,在基层上每隔8~12m作一假缝,深6~8cm,缝宽10~12cm,我国也有部分地区进行过尝试,其切缝间隔、深度、缝宽等应按照具体的基层强度、面层特点、气候类型、交通量等实际具体条件确定。

4.3.2基层预破碎

基层预破碎是指将旧水泥混凝土路面破碎成50㎜~150㎜的小块,然后在这些相互嵌挤的水泥碎块构筑成的柔性基层材料上摊铺热拌沥青混合料(HMA)罩面。这是一种针对旧水泥混凝土路面改造时预防反射裂缝的技术。美国数十个州采用这项技术。实践证明:采用这项技术(简称R+HMA)修筑的路面,均未见反射裂缝,也不存在车辙问题,而且路面平坦。如图

14、15为预破碎所用机械所示

图14 图15

4.4 加铺层体系的应用

加铺层体系是铺设在下卧层路面结构层之上的沥青加铺层、夹层体系和整平

层的综合体系。是应用在旧路加铺时的一种整体预防裂缝的系统。根据旧路面结构质量、荷载条件和选择的修复方案,可以省去一个或多个部分。如图16

图16 路面加铺层体系示意图

4.4.1调平层

调平层是铺筑在不平整的旧道路表面上、平均厚度为几厘米的沥青材料层,为铺筑夹层材料提供提供一平整表面通常又骨料最大粒径为7mm的密实型沥青混合料组成。

4.4.2夹层系统

夹层系统是由一层夹层材料组成,根据夹层材料的类型,采用特殊的锚固方法或固定在下卧层。夹层材料常见的有沥青碎石、应力吸收层薄膜夹层(SAMIS)、无纺土工布、格栅,此外常用的还有沥青砂和钢筋网等。其固定方法如表1

锚固方法 沥青碎石或沥青砂 应力吸收薄膜 无纺土工布 格栅 钢筋网 三维钢筋蜂窝网格 复合型材料

(无纺土工布+格栅)

粘层油 ★

透层油

水泥浆封层

锚钉

★ ★ ★

自粘方式

表1不同类型夹层材料及其相应的固定方法

夹层系统在道路结构中的作用取决于夹层体系的类型,其作用有:

(1) 在裂缝附近承受很大的局部应力,因而减少了裂缝尖端上方沥青加铺层内的应力。此时,夹层材料起加筋作用。 (2) 形成能产生水平变形而不破坏的柔性层,允许裂缝附近可以产生较大位移,即抵抗高应变的柔性材料,并控制剥落。

(3) 具有防水功能,即使在路表再次出现裂缝后,仍能保持道路结构的防水性。 不同类型夹层体系的作用如表2:

抵抗应变的柔性材料,

作用

加筋

并控制剥落

防水 沥青碎石或沥青砂 应力吸收薄膜 浸渍沥青的无纺土工布

格栅 钢筋网 三维钢筋蜂窝网格

复合型材料(无纺土工布+格栅)

★/★★(*)

★★ ★★ ★/★★(*)

★ ★★ ★★

★(***)

★★

★ ★★ ★★ ★(**) ★(**)

★★

注:★:有效,★★:高效;

(*):加筋作用取决于夹层材料类型和温度条件;

(**):仅仅适用于格栅或钢筋网嵌入水泥浆封层内或使用表面处治的情况; (***):仅仅适用于带弹性粘结料的钢筋网嵌入水泥浆封层内的情况。

表2:夹层体系的作用

在任何情况下,为保证扩散交通荷载作用于整个路面结构产生的应力,应将夹层体系与下层和沥青加铺层完全粘结。若层间粘结不好,可能导致路面结构疲劳的快速发展或出现次裂缝。如果防水性得不到保证,可以再附加一层防水层。

4.4.3加铺层

加铺层是铺筑在夹层系统之上的各种结构的沥青面层。除夹层体系外,沥青加铺层厚度和材料配合比设计在加铺层体系防止路面开裂中起了重要作用。

增加沥青加铺层的厚度可以有效地延迟路表出现裂缝的时间,因为较厚的加铺层在初始阶段可以减少原裂缝处因交通荷载引起的应力。国际上通用的结论是需要将沥青面层增加至15-25cm。增加加铺层厚度,一方面可以减少旧面层的温度变化,并降低加铺层的拉应力,另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,降低接缝处的弯沉差,减少加铺层的剪切应力。同时,可以延长其疲劳断裂寿命。

沥青材料的抗裂能力主要取决于骨料特性、沥青剂量和粘结特性。骨料通过其膨胀系数(对温度变化的敏感性)和粘结剂的结合质量(粘结性)起作用。然而,粘结性在材料抗裂中起主导作用。但是为保证抗车辙和抗滑能力,必须有限制地选择粘结剂,现在常用的有聚合物改性沥青、回收的粉末橡胶改性沥青和纤维。

5沥青路面裂缝修复措施

5.1工艺选择

路面裂缝一旦形成,就必须采取相应的措施进行修复,修复时间越早,对路面的硬性越小,效果也越好。工艺选择可参考表3。

裂缝边缘破坏的平均严重程度(占裂缝总长的%)

裂缝密度

低(0~25)

低 中 高

无需处治 裂缝处治 路面表面处治施工

中等(25~50)

裂缝处治 裂缝处治 路面表面处治施工

严重(50~100)

裂缝修补 裂缝修补 路面大修

表3 裂缝修复工艺选择推荐放法 5.1.1表面处治工艺

表面处治工艺 主要是指同步碎石封层、微表处等表面封层,适用于裂缝边缘破坏轻微、密度高的情况,他不仅仅能起到封堵裂缝的目的,而且还能够改善路面抗滑性能,恢复路面平整度和路容路貌,有着较高的施工速率,减小对道路正常交通的影响。如图

17、18所示

图17 高密度裂缝应实施表面处治 图18 应深度修补裂缝路面

5.1.2修补

修补是针对边缘破坏严重但密度低的裂缝进行的修复措施,一般采用部分深度挖补或深挖补,这类裂缝一般边缘破坏严重,松散、掉粒较多,所以不能采宜采用表面处置的方式进行。一般采用开槽或切槽的方式,先清扫缝壁,必要时加放垫条后对进行填缝处理,如图19所示

图19

5.1.3封缝、填缝

封缝和填封适用于边缘破坏轻微、密度中的裂缝,是常见的裂缝处理方法。其适用情况如图20、21所示

[img]http:///upfile/20104/29/2010429134641732.jpg[/img]

图20应实施封缝的横向裂缝路面 图21应实施填缝的纵向裂缝路面

封缝和填缝的区别在于封缝(Crack Sealing)是将专门的材料填封于活动裂缝(Working Crack)之中或之上,形成一定形状的封口,以防止水和其它杂物进入裂缝的处治工艺。

填缝(Crack filling)是将专门的材料填入非活动裂缝(nonworking crack)内,籍以有效地减少水的渗入和增加裂缝两侧路面的强度。活动裂缝是指横向和或垂直移动量大于2.5㎜的裂缝,非活动裂缝是指上述移动量小于2.5㎜的裂缝。其使用标准如表3

裂缝处治方法

裂缝特性

封缝

宽度(in) ①

填缝 0.2~1.0

中等程度至无破损(<裂缝长度的50%)

<0.1

纵向反射裂缝 纵向对接缝裂缝 纵向边缘裂缝

相隔距离较远的多处网状裂缝

0.2~0.75 不大或无破损(<裂缝长度的25%) 边缘破损程度(如剥落,二次开裂)

年横向位移量(in)

≥0.1 横向温度裂缝 横向反射裂缝

裂缝类型

纵向反射裂缝 纵向对接缝裂缝

表3封缝和填缝的推荐标准

在封缝和填封时,还应考虑到其结构的选择,如表4所示

考虑因素 作业的类型和地区

北方省市必须切缝或最好切缝。

封口高出于路面的构形承受磨损,而且裂缝的边缘直接承受很高拉应力,导致填封结构内部破交通

坏。

边缘损坏大于裂缝总长的10%时,应采用封口高出于路面的结构,因为这类构形只要一遍施工裂缝特性

便可同时填缝和覆盖边缘破坏的部分。

乳化沥青、粘稠沥青和硅酮之类的材料不能用于封口高出路面的灌缝作业,因为这类材料直接材料类型

接触交通车辆,会产生严重的车辙和磨损。

所希望的性能 美学上的考虑

成本 如果希望填封结构有较长的使用寿命,可考虑选用封口与路面齐平或高出路面呈凸台形的结构。 封口高出路面,呈凸台形的各种结构都会影响路面外形的美观。

不切缝可以减少设备和人工。切缝而且封口高出路面呈凸台形的组合式结构的成本高于只切缝

结构形状选用

大部分填缝作业和某些封缝作业无需切缝。 但封口与路面齐的结构,因为前者用料较多。

表4

5.1.4裂缝再生

用再生系列设备,将旧沥青路面加热至混凝土熔融状态,加入再生剂、一定数量的沥青和骨料,就地拌和成新的沥青混合料,经碾压摊铺形成性能较好的路面。轻便型路面加热器,在裂缝处宽5~10cm范围内,加热数分钟后,约1米长的裂缝出混凝土便可变软,缝深则加热时间长。此时,加入适量热沥青,掺入少量砂子或石屑,就地热拌,使裂缝处自上而下左右两边形成含油量较大的新混合料,找平撒砂养护,这样处理过后的裂缝含油量大,柔软,可吸收各种因素引起的应力,试验证明,这种方法是替代传统灌油缝的好方法。

5.1.5铣刨后重新铺筑面层

铣刨后重新铺筑的方法,也是养护中较为常见的一种。他不仅可针对路面大范围严重的裂缝处置,同时还能对路面车辙、推移、拥包、坑槽及平整度不佳等情况进行综合处置,但由于这种方法相比于上面所述工艺成本高、工艺复杂,因此在采取时应该综合分析路面其他病害后考虑是否可取。

5.2材料选择

材料的选择对于裂缝的修复有着十分重要的意义,如果材料选择不当,处置后的裂缝可能很快就会重新开裂。其性能评价见下表:

材料的种类

特性 乳化 沥青

准备时间短 灌缝施工

简易、快速 养生时间短 粘附力强 粘结力强 抗软化和流动性(养生性)

柔韧性 弹性

抗老化性和抗气候性

抗车辙与 耐磨性 ∨∨

∨ ∨ ∨

∨∨ ∨∨

∨∨ ∨

∨∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨

∨∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨

∨∨

∨∨ ∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨ ∨ ∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨∨

∨ ∨ ∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨∨ ∨

聚合物改性沥

青 ∨

沥青 纤维改性沥稠结

沥青 橡胶

橡胶 沥青

低模量橡胶沥

自调平硅酮

∨∨

注:表中∨—适用,∨∨—非常适用

表5 各种材料的特性

根据表5可以确定哪一类材料最能满足施工项目的要求。例如,如果要求所使用的材料具有适度的柔韧性,和高的抗车辙性和耐磨性,并能快速施工,则可考虑选用橡胶沥青。如果施工项目要求材料粘附性好、抗磨、施工快速、养生期短,则可考虑选用沥青橡胶或橡胶沥青。 选用材料时,必须考虑材料在现场的实际使用性能。在填封充分,施工质量符合要求的情况下,非活动性裂缝的填缝材料一般能维持1~4年,活动性裂缝的封缝材料,一般能维持2~6年。建议养护计划人员及时掌握各类材料在现场的实际使用性能的信息。

5.3裂缝处治施工

裂缝处治施工按照施工步骤可归纳为以下7步:

⑴交通管制

⑵安全措施

⑶切缝

⑷裂缝的清理与干燥

⑸材料准备与应用

⑹封口成型加工 ⑺保护性覆盖

在以上7个步骤中,裂缝的清理与干燥是最为关键的一步工序,因为裂缝处治失败率高的主要原因是裂缝缝道脏污和/或潮湿所造成的粘附力不足。如今常用的裂缝缝道清理措施主要有常温压缩空气清缝、高温压缩空气清缝、喷砂清缝及钢丝刷清缝等。所采用的设备主要为便携式手动或电动鼓风机和带软管和风枪的高压空气压缩机。

6、小结

对于沥青路面的裂缝,只要能够认真分析产生原因,了解其作用机理,采取有针对性的预防、治理措施,便能够将裂缝的危害降低到最小,保证公路正常的使用性能和寿命。

参考文献:

⑴公路沥青路面养护技术规范 JTJ073.2-2001 ⑵沥青路面裂缝封、填材料与工艺实用手册(美)kelly l.Smith, A.Russell Romine著 陶家朴 寸木 译 ⑶毛成,沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究,2004年,西南交通大学博士学位论文 ⑷吴赣昌、凌天清,半刚性基层温缩裂缝的扩展机理分析,1998年第1期,中国 公路学报

⑸岳福青,杨春风,魏连雨,半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治,2004年第1期,河北工业大学学报 ⑹杨涛.硕士论文.半刚性基层沥青路面反射裂缝的产生机理及其防治措施. 武汉理工大学.2005.1 ⑺沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 人民交通出版社

第9篇:沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

一、 沥青混凝土路面裂缝类型

一般来说,沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下,半刚性基层底部产生拉应力,如果拉应力大于基层材料的抗拉强度,则基层底部很快开裂,直至影响到沥青面层;另一种是非荷载型裂缝,以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。

二、裂缝形式产生原因分析及预防措施

1 横向裂缝

1.1 表现形式

裂缝与路中心线基本垂直,线宽不一,缝长有的贯穿整幅路面,有的路面部分开裂。

1.2 产生原因

(1)沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度,产生横向裂缝。

(2)施工缝处理不当,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而产生横向裂缝。

(3)半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝,通过横向裂缝形式表

现出来。

(4)桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工,或处理不得当,从而产生不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。

1.3 预防措施

(1)按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求,结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要求的沥青种类,以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机构进行试验检测,验证其是否符合相关技术标准。

(2)合理组织施工。摊铺作业尽可能连续,尽量避免冷接缝。如不能避免,冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐,清除浮料,用新的热混合料敷贴到接缝部位,使冷料部位预热软化,清除敷贴料,向接缝壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘层沥青,再摊铺新的沥青混合料。

(3)充分压实横向接缝。碾压时,压路机先在横向接缝已压实的路幅上,钢轮伸入新摊铺部位15cm左右,然后每压一遍向新铺层移动15~20cm,直到压路机完全进入新摊铺层,然后再转入纵向碾压。

(4)半刚性基层所用的水泥宜为质量稳定旋转窑生产,水泥剂量应符合设计及施工要求,并且水泥与其他混合料要充分拌和,使之均匀。路用水泥应该按照要求频率到相关部门进行试验检测。

(5)桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料,并按照要求填筑充分碾压;沉降严重地段,应先进行软土基处理,并合理组织施工,以减少回填部位的不均匀沉降。

2 纵向裂缝

2.1 表现形式

裂缝走向基本与路线走向平行,裂缝长度和宽度不一。

2.2 产生原因

(1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨胀引起路面开裂。

(2)纵向加宽没有按照要求进行施工,或者碾压没有达到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝。

(3)路基边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡。

(4)边沟过深,使实际填土高度加大从而产生滑坡,造成路面开裂。

(5)面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。

2.3 预防措施

(1)使用合格材料填筑路基或对填料进行处理后再进行填筑。

(2)旧路加宽或半填半挖路段,路基填筑应先将边坡松土清除,并按照填土厚度要求逐级进行台

阶处理并充分碾压。

(3)路基施工分层填筑,边坡充分压实,采用重型压实标准;正确放坡,高填方路段放缓边坡,减少边沟深度。

(4)面层施工尽可能采用全幅摊铺,如果不具备全幅摊铺条件,可2台摊铺机前后紧跟摊铺,尽可能避免前幅混合料已冷却再进行后半幅摊铺,确保混合料热接;分幅摊铺时,上、下面层施工缝应该至少错开15era以上。如果产生冷接缝,应按照本文

3 网状裂缝

3.1 表现形式

裂缝纵横交错,缝宽在lmm以上,缝间距离在40mm以下,裂缝面积在lm 以上。

3.2 产生原因

(1)纵横裂缝出现后,继续扩展,尤其是在北方地区,经过冰冻水的侵入发展而成。

(2)沥青混合料质量差,拌和时间过长,拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长,沥青本身老化,导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。

(3)沥青的性能差,尤其是低温抗变形能力过低。

(4)路面结构中含有软弱夹层,粒料层松动,水稳定性差,从而形成网状裂缝。

(5)沥青层的厚度不足,水分侵入。导致层间结合较差,加速了网状裂缝的形成。

(6)沥青总体强度不足,在损坏初期形成网裂,151后裂缝逐步扩展,缝间距变小。

3.3 预防措施

(1)采用低温变形能力高的优质沥青,并按照要求控制好沥青混合料的拌和质量。

(2)沥青面层摊铺前,认真检查下承层的施工质量,及时清除泥灰等杂物,处理好软弱层,保证下承层稳定,并喷洒0.7—1.1l/m 的透层油,必要时可以按照要求洒石屑或砂,保证层间结合。

(3)沥青各层要满足最小施工厚度的要求,保证上下之间有良好的连接,并从设计、施工、养护上采取相应的措施及时排除雨后结构层内的积水。

(4)路面结构设计中应该做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合和路面总体强度满足设计年限内交通荷载的要求。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层,以缓解网状裂缝程度。

4 反射裂缝

4.1 表现形式

基层产生裂缝以后,在温度和行车荷载的作用下,裂缝逐渐反射到沥青混凝土面层,路面的裂缝形式与基层裂缝形式基本一致。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加盖的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决下承层。

4.2 产生原因

(1)在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开。

(2)由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。

(3)新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力,从而产生开裂,反射到沥青面层。

4.3 预防措施

(1)在旧有路面上加铺沥青面层,最好先铣除原有路面后再进行加铺;或者铺设土工布或土工格栅,以减少反射裂缝。

(2)适当控制基层材料中粉料的含量及塑性指数,小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%。

(3)基层施工尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压,并且碾压充分,保证基层强度;同时要加强对已完基层的养生,要尽早铺筑上层,或进行封层,以减少干缩缝。

三、裂缝的处理措施

沥青路面裂缝产生后,应及时予以处理,防止水等有害物质侵入,影响道路使用寿命。对于细裂缝(2~5mm)可用乳化沥青进行灌缝处理;对于大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)进行灌缝处理;灌缝前,必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等,并保证缝内干燥;灌缝后,表面应洒布粗砂或3~ 5mm的石屑。 素混凝土路面

在公路、城市道路及机场道面中,目前我国采用得最广泛的是现场浇筑的普通混凝土路面,这类混凝土路面除接缝区和局部范围(边缘或角隅)外,不配置钢筋,亦称素混凝土路面。

图2

用素混凝土或仅在路面板边缘和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面结构,施工方便,造价低廉。素混凝土路面应沿纵向每隔5~6米设一缩缝,满足冬季缩裂要求;每隔20~40米设一胀缝,防止夏季热胀,板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎;沿横向每隔3~4.5米设一纵缝(图1)。由于横胀缝易引起路面板的破坏,增加施工和养护的麻烦,20世纪60年代中期以来,对夏季施工的混凝土路面,除在桥头、隧道口、道路交叉口小半径曲线或纵坡变换处,必须设置胀缝外,其他路段可少设或不设。纵横缝一般做成垂直相交,但也有把横缝做成与纵缝交成70°~80°斜角,并按

4、4.5、

5、5.5和6米的不等间距顺序布置。

胀缝间隙宽1.8~2.5厘米,为防止渗水,上部5~6厘米深度内应灌以填缝料,下部则设置用沥青浸制的软木嵌条。为传递荷载,混凝土板厚中央处设钢传力杆,杆径20~32毫米,长40~60厘米,间距30厘米。杆的半段涂沥青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(图2a)。如不设传力杆,可在混凝土板下设置垫枕(图2b)。

图3

缩缝一般做成裂口深4~6厘米的假缝形式(图3a),上部亦灌以填缝料,可不设传力杆。但在路基软弱或交通繁忙路段以及邻近长间距胀缝的二三个缩缝上,也应设置传力杆(图3b)。纵缝可做成假缝、平头缝或企口缝形式(图4),上部也灌以填缝料。为防止板块向两侧滑移,板厚中央可设置钢拉杆,杆径14~20毫米,长40~60厘米,间距80~100厘米。

素混凝土路面板大多做成等厚断面,厚约20~25厘米。由于板的边缘和角隅最易遭到破坏,可设置边缘钢筋和角隅钢筋(图1)予以加固,或做成厚边式断面,从靠路肩1米处开始厚度逐渐增加,至板边缘厚度较中间大25%。在高速公路和一级公路上,可做成由内侧向外侧边缘逐渐加厚的梯形断面。路面板大多做成单层式;当板较厚时也可做成双层式,上层厚度不小于6~7厘米。下层使用品质稍差的材料做成低强度混凝土;为使上下层结合牢固,下层表面应清洁、粗糙并设凹槽。

混凝土路面切缝要注意:

1、要注意切缝的时间,时间隔太长了会出现裂缝,太短了,会出现毛边;

2、要注意切的深度,浅了起不到效果,还是会出现裂缝,太深了,又耗时耗力,浪费资源;

3、间距要合适,一般控制在4-6米之间,间隔太长了,中间会出现裂缝,起不到作用了,太短了,也是浪费;

4、注意线形的顺直美观,特别是在弯道上,注意不要斜了;

5、切完后及时进行灌缝。

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