劉福軍
摘要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,車輛越來越多,這給公路路面帶來巨大負荷,加快路面的裂縫產(chǎn)生,大大縮短瀝青路面的使用壽命。文章根據(jù)多年的工作經(jīng)驗,對瀝青路面裂縫的類型進行了說明,分析了裂縫形成的原因,并提出了防治措施。
關(guān)鍵詞:瀝青路面裂縫;瀝青混凝土;瀝青混合料
中圖分類號:U416文獻標識碼:A
文章編號:1674-1145(2009)12-0122-02
一、瀝青路面裂縫的類型
瀝青路面開裂是世界各國瀝青路面使用中均會遇到的主要病害之一,無論是冰凍地區(qū),還是非冰凍地區(qū),只是各自的裂縫嚴重程度不同而已。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但就瀝青路面開裂的主要原因而論,裂縫可分為兩大類,即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
荷載型裂縫,即主要由于交通荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設(shè)計合理、施工質(zhì)量良好的條件下,單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。非荷載型裂縫,主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂,均體現(xiàn)為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,又可以分為反射裂縫與對應(yīng)裂縫。
二、瀝青路面裂縫原因分析
(一)縱向裂縫產(chǎn)生的原因
1.改建公路中新老路銜接處處理不符合技術(shù)規(guī)范要求,造成路基不均勻的沉陷或者滑坡,形成裂縫;
2.新建公路中由于碾壓不均勻,出現(xiàn)路基、基層局部未壓實或兩側(cè)密實度不夠,使路基、基層承載力不足產(chǎn)生不同程度的沉陷,形成裂縫;
3.瀝青混合料攤鋪時,接縫處理不當,造成路面滲水或面層壓實度未達到要求,在行車作用下形成裂縫;
4.傍山公路一半是挖方,一半是填方,如果施工時未按規(guī)范要求處理,易造成自然沉降,經(jīng)長時間行車的作用形成裂縫。
(二)橫向裂縫產(chǎn)生的原因
1.路基、基層出現(xiàn)干縮或凍縮形成裂縫,反射到瀝青路面上產(chǎn)生裂縫;
2.在施工過程中路基、基層的上、下層橫接縫出現(xiàn)重疊或搭接過少而形成裂縫,反射到瀝青路面上產(chǎn)生裂縫;
3.冬季氣溫下降,瀝青路面收縮形成裂縫。
(三)網(wǎng)狀裂縫、不規(guī)則裂縫產(chǎn)生的原因
1.基層整體強度不足,瀝青路面老化,在行車的作用下形成網(wǎng)狀或不規(guī)則裂縫;
2.瀝青面層偏薄,不符合設(shè)計要求,或交通量超過設(shè)計能力,造成網(wǎng)狀或不規(guī)則裂縫;
3.瀝青面層在溫度周期性的變化下產(chǎn)生收縮,造成不規(guī)則裂縫。
三、瀝青路面裂縫的防治措施
(一)新建瀝青路面裂縫的預(yù)防
1.設(shè)計方面
(1)在進行半剛性路面設(shè)計時,首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。
(2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下,應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施。
(3)在穩(wěn)定度滿足要求的前提下,優(yōu)先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
(4)瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。
(5)采用合適的瀝青面層厚度,確保半剛性基層在使用期間一般不會產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。
2.材料的選擇
根據(jù)道路所在地區(qū)的氣候條件和混合料類型選擇結(jié)合料。對于水泥處治基層,如果條件允許,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。對于瀝青結(jié)合料,使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。
(1)選用抗沖刷能力好,干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。
(2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應(yīng)采用某些添加劑或聚合物。以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。
(3)采用密實型瀝青混凝土面層空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響,密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢,同時也延緩了裂縫的擴展。
(4)瀝青混合料的集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青黏附性好的材料。如果集料呈酸性,則應(yīng)填加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確?;旌狭系目箘兟湫阅?,同時應(yīng)盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。
3.瀝青混凝土配合比設(shè)計。瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選擇混合料級配時,應(yīng)兼顧其高溫穩(wěn)定性、疲勞性能和低溫抗裂性,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。
對受拉疲勞開裂的研究表明,瀝青用量從4.2%增加到6.2%,可以使以25m板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10年延長到45年。
4.施工質(zhì)量。鋪筑路面材料時,應(yīng)該遵循正確的施工原則。結(jié)構(gòu)層之間黏結(jié)不良和施工不良的縱縫和施工縫會產(chǎn)生本可以輕易避免的裂縫。
(二)半剛性基層反向裂縫的預(yù)防
1.結(jié)構(gòu)層頂部切槽。這種方法是結(jié)構(gòu)層碾壓后在其枯部預(yù)切槽口。濃度大約為層厚的1/3~1/4。
2.瀝青乳液接縫。這種預(yù)開裂技術(shù)是在結(jié)構(gòu)層碾壓前切割一切縫,并在縫壁內(nèi)注入速破瀝青乳液,隨即將切縫封閉,然后以正常方式碾壓。
(三)復(fù)合式瀝青路面裂縫的預(yù)防
采取的措施還包括:鋪筑20cm全厚式瀝青混凝土;在水泥混凝土和瀝青混凝土之間鋪設(shè)應(yīng)力吸收層;采用裂縫固定技術(shù)后,再鋪筑三層體系的防裂瀝青混凝土面層;在原水泥混凝土路面加鋪一層3cm厚的鋪纖維混凝土,再鋪瀝青混凝土;鋸開水泥混凝土面板;用1~2mm厚,10~20cm寬的彈性瀝青層覆蓋裂縫;用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂填充來限制混凝土板的移動和填充水泥混凝土板下脫空;用瀝青或改性瀝青注入裂縫或接縫來陰止水滲入到下部結(jié)構(gòu);在水泥處治基層接縫處上的瀝青加鋪層內(nèi)預(yù)切縫并灌填縫料。
(四)瀝青路面裂縫的維修
常用的方法包括:灌油修補法,將縱橫裂縫處清掃干凈,直接用油壺灌入加熱的瀝青油或乳化瀝青;乳化瀝青衡漿封層,使用乳化瀝青混合料封層時,一般厚度在1.5cm以內(nèi),可采用層鋪法或拌和法施工;瀝青混合料罩面法,常用標準的中粒式或細粒式瀝青混凝土作罩面材料,厚度在1.5~4.0之間;裂縫現(xiàn)場現(xiàn)考維修法。
參考文獻
[1]孫之蕪.瀝青路面早期破壞原因分析及預(yù)防措施[D].合肥工業(yè)大學(xué),2007.
[2]徐志強,趙玉峰,劉航.高速公路瀝青路面裂縫防治與維修[J].山東交通科技,2004,(3).
[3]扈惠敏.瀝青路面施工質(zhì)量變異性研究[D].長安大學(xué),2005.