摘 要:近年來我國公路建設(shè)發(fā)展迅速,同時也面臨著諸多問題,尤其是道路裂縫問題日益突出,給公路質(zhì)量帶來嚴(yán)重威脅。在施工中要不斷利用新技術(shù)、新材料避免瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫,加強(qiáng)瀝青混凝土路面裂縫控制,使道路工程保持最佳狀態(tài),發(fā)揮公路安全、快速、便捷作用。本課題主要針對瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行探究,并提出針對性的控制措施為道路工程建設(shè)提供有價值的參考。
關(guān)鍵詞:瀝青混泥土 路面裂縫 裂縫控制
中圖分類號:U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)04(b)-0068-02
公路作為基礎(chǔ)設(shè)施在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用,不管是在招商引資還是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上起著積極的推動作用。隨著公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,瀝青混凝土路面得到了廣泛的應(yīng)用。但是其在使用過程中也面臨著裂縫等病害的威脅。路面出現(xiàn)裂縫會影響路面正常使用,甚至破壞路面結(jié)構(gòu)給出行埋下安全隱患,所以在施工過程中要對其進(jìn)行嚴(yán)格控制。
1 瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫原因
造成瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因很多,只有對產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的探究,才能找出針對性措施有效的控制裂縫的產(chǎn)生。
(1)路基和路面強(qiáng)度不足引發(fā)裂縫。這種裂縫彎沉值比較大,出現(xiàn)沉陷,車轍等病害的發(fā)生,它不但影響公路路面美觀,而且嚴(yán)重影響公路質(zhì)量,給出人們安全出行埋下安全隱患。瀝青混凝土強(qiáng)度主要有礦料的嵌擠力和內(nèi)摩阻力以及礦料之間的粘結(jié)力和瀝青本身凝聚力決定。
(2)瀝青混凝土路面彎拉疲勞引發(fā)裂縫。路面建造材料的彎拉強(qiáng)度不足,在車輛反復(fù)碾壓下容易引發(fā)路面疲勞裂縫。主要因?yàn)檐囕v碾壓過程中路面基層底部會出現(xiàn)較大的接應(yīng)力,當(dāng)這個力量超過基層的抗拉強(qiáng)度時,路面底部出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,甚至還出現(xiàn)路面的沉陷等情況。
(3)瀝青混凝土路面材料老化引發(fā)裂縫。經(jīng)過多年風(fēng)吹日曬和負(fù)載的不斷作用,使路面材料老化,變形能力減弱,抗拉能力下降,引發(fā)路面出現(xiàn)裂縫,這種裂縫往往給路面造成結(jié)構(gòu)性破壞。影響裂縫輕重的因素主要包括:瀝青材料性能、氣候條件、車輛流量大小等。
(4)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)引發(fā)裂縫。施工時路面基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng),原料配比不合理,超載車輛反復(fù)作用導(dǎo)致路面承載能力下降,使路基剛性拉應(yīng)力大于其承受強(qiáng)度產(chǎn)生裂縫。這種裂縫通常會從下向上依次出現(xiàn),最終表現(xiàn)在路面上。另外,在溫度的影響下裂縫面積會逐漸擴(kuò)大。
(5)溫度變化引發(fā)路面出現(xiàn)橫向裂縫。在溫度長期影響下會出現(xiàn)貫通全路面的橫向裂縫,該裂縫一般從路基的邊沿向路面中心延伸。溫度變化引發(fā)的裂縫主要分為溫度疲勞和溫度收縮裂縫,溫度急劇變化引發(fā)路面收縮,當(dāng)收縮力大于路面抗拉強(qiáng)度,就會出現(xiàn)溫度收縮裂縫。
(6)路基凍脹應(yīng)發(fā)路面出現(xiàn)裂縫。當(dāng)路面排水設(shè)計(jì)不合理或路基含水量較大,冬季凍脹起拱形成裂縫。另外,春融期間,路面溶解的過多水分不能及時排出,在強(qiáng)度下降的路面經(jīng)過車輛的反復(fù)碾壓,極易引發(fā)路面出現(xiàn)裂縫。
(7)雨水侵入路基引發(fā)路面出現(xiàn)裂縫。降雨次數(shù)多,延續(xù)時間長會使大量雨水侵入路面地基,當(dāng)汽車經(jīng)過路面或者面層與基層交界面有滯留水的位置時,會產(chǎn)生很大抽吸力和壓力,自由水會被唧出路面,使路面較大顆粒材料脫落,使瀝青混凝土路面強(qiáng)度下降出現(xiàn)局部松散形成網(wǎng)狀裂縫。
2 瀝青混凝土路面裂縫預(yù)防措施
引發(fā)瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫的因素比較復(fù)雜,需要進(jìn)行綜合的預(yù)防和治理,在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材、施工、養(yǎng)護(hù)等方面入手,采取有效措施減少路面出現(xiàn)裂縫。
2.1 對路面精心合理設(shè)計(jì)
(1)充分調(diào)研確定合理方案。設(shè)計(jì)路面時需要對周圍環(huán)境調(diào)研分析包括地基土質(zhì)情況、車流量等內(nèi)容,經(jīng)過充分論證確定道路建設(shè)等級和攤鋪厚度,不能為了節(jié)約成本私自降低攤鋪厚度,這樣能夠有效避免路面出現(xiàn)干縮和溫縮裂縫,并注意選擇合適的施工季節(jié);對舊瀝青混凝土路面改造需要考慮路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;注重和路面結(jié)構(gòu)有密切聯(lián)系的加罩層設(shè)計(jì),并合理確定加罩層厚度,加強(qiáng)路面沿線高程以及路面最小攤鋪量的控制。
(2)注重骨料配比設(shè)計(jì)。瀝青混凝土質(zhì)量和骨料配比有重要關(guān)系(如表1所示采用superpave優(yōu)化方法不同及配料組成),因此要引起足夠的重視。根據(jù)不同的瀝青路面層和所處的具體環(huán)境,選擇合適的瀝青層厚度(如表2所示不同面層混凝土厚度),同時考慮外界自然因素對工程質(zhì)量的影響,包括施工的氣候環(huán)境、施工季節(jié)等內(nèi)容,提高路面低溫抵抗力;在骨料選擇時要首先考慮堿性含有針片狀的石料,如果實(shí)際的需要不得不使用酸性材料時,需要在其中摻入抗剝落劑等物質(zhì),并注重材料之間的配置參數(shù)。
(3)防止反射裂縫的產(chǎn)生。為了避免路面出現(xiàn)反射裂縫,施工時可以采取以下有效措施:①設(shè)計(jì)加筋層時要選擇強(qiáng)度較大的材料,以提高加罩層抗拉強(qiáng)度,比如可以使用鋼筋網(wǎng)、纖維瀝青混凝土等。②采取措施吸收產(chǎn)生的應(yīng)力。采用彈性模量較小的石屑、砂等材質(zhì)在原路面和罩面層之間設(shè)置隔離帶,已達(dá)到分散應(yīng)力的目的,現(xiàn)在通常使用土工布。
2.2 合理選擇建造材料
(1)選擇性能優(yōu)越的材料進(jìn)行基層的施工。要選擇抗裂性能強(qiáng)、干縮系數(shù)和溫度系數(shù)小、抗沖刷能力強(qiáng)的半剛性材料進(jìn)行路面基層的施工,可以選擇二灰穩(wěn)定粒料等材料,禁止使用水泥或者石灰碎石土材料。
(2)選擇抗裂性能強(qiáng)的改性瀝青作為面層材料。路面施工時要選擇改性瀝青材料,并嚴(yán)格控制水泥和石灰用量。對要求較高級別路面施工時,為了增加瀝青穩(wěn)定性和粘度,要在過程瀝青中加入人丁苯橡膠等高分子聚合物提高瀝青性能;為了防止瀝青路面過早老化,可以在瀝青中添加樹脂改性瀝青;避免瀝青在低溫下開裂情況出現(xiàn),要選擇抗拉伸性、粘稠度低的環(huán)烷原油瀝青,盡量不要使用石臘基原油瀝青。
2.3 正確施工
(1)嚴(yán)格控制施工細(xì)節(jié)能夠明顯提升路面性能,尤其要嚴(yán)格控制基層的含水量,注意把握其不能超過施工標(biāo)準(zhǔn)要求的最佳含水量。
(2)半剛性基層碾壓后容易缺水出現(xiàn)干裂,因此要注意基層碾壓后的養(yǎng)護(hù),定期灑水保持最佳濕潤狀態(tài)。
(3)完成上述兩項(xiàng)工作后,要及時在基層上噴灑瀝青乳液,并撤3~8 mm的碎石當(dāng)做下封層,注意也要注意下封層水分的保養(yǎng),當(dāng)下封層作業(yè)完畢后要迅速的攤鋪瀝青面層。
(4)攤鋪材料拌合時要嚴(yán)格控制瀝青的油石比,進(jìn)行均勻拌合。瀝青路面攤鋪質(zhì)量的優(yōu)劣,和攤鋪材料的性能有直接的聯(lián)系,在攤鋪材料運(yùn)輸、攤鋪時注意保持其最佳溫度,攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時速度不能過快,并保證攤鋪均勻和連續(xù)性。
(5)注重路面基層的驗(yàn)收質(zhì)量,并對局部位置進(jìn)行特殊處理,比如對面層和基層之間的下封層澆灑粘層油,這樣就能大大增強(qiáng)面層與基層的接觸程度,將彎拉力控制在最佳數(shù)值;另外,可以在基層增加彈性模量,較少瀝青層面彎拉應(yīng)力的形成。
2.4 注重水破壞的防治
水滲入到路面深層結(jié)構(gòu)造成路面早期破壞,它是瀝青混凝土路面目前面臨的主要威脅,是破壞力較大的一種病害,因此對其進(jìn)行充分分析采取應(yīng)對措施,減少水破壞對延長路面的壽命具有重要作用。
形成水破壞的原因很多,除了瀝青混凝土混合不均勻、之間空隙較大外,瀝青與碎石之間粘合力不足加上過載車輛的碾壓,進(jìn)一步增加了水破壞威力,這一現(xiàn)象在南方多雨的地區(qū)較為普遍。為了改變這種現(xiàn)狀,減少水對瀝青水凝土破壞我國積極研究瀝青性能,實(shí)驗(yàn)證明采用改性瀝青或者抗剝落的SMA路面,明顯減小水的破壞,同時還應(yīng)注意混凝土均勻攪拌,從這個兩個方面入手,能夠很好的防止水對路面的破壞,保證路面處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。
3 注重路面養(yǎng)護(hù)
發(fā)揮瀝青混凝土最佳性能,除了和施工材料選擇和施工過程細(xì)節(jié)控制有重要關(guān)系外,還和后期的養(yǎng)護(hù)有直接聯(lián)系。加強(qiáng)瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù),能夠延長路面使用壽命,減少路面維修成本。
(1)對瀝青混凝土路面進(jìn)行定時檢修,以預(yù)防為主。完善路面各種排水設(shè)備,確保路面排水工作順利進(jìn)行,避免路基和路面夾層之間出現(xiàn)水分,為行車安全提供保障、
(2)為了防止路面裂縫蔓延,發(fā)現(xiàn)裂縫要及時采取措施修補(bǔ),根據(jù)裂縫出現(xiàn)的寬度和深度判斷合理的修補(bǔ)工藝。目前來看修補(bǔ)路面采用的工藝主要有普通瀝青灌縫法、壓漿法、進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)裂縫法和SBR改性乳化瀝青灌縫法。
(3)注重路面積水排水技術(shù)的應(yīng)用,減少積水在路面上的存留時間。定期對路面檢查發(fā)現(xiàn)凹面立即修補(bǔ),同時注重路面排水口的設(shè)計(jì),合理確定排水口之間的距離,保證在較大降水量時,路面積水能夠迅速進(jìn)入下水道,減少水對路面的破壞,提高人們出行的便利程度。
4 結(jié)語
瀝青混凝土道路工程在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提高人們生活質(zhì)量發(fā)揮越來越大的作用。對瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫原因進(jìn)行探討,從施工材料選取、施工細(xì)節(jié)把握和路面養(yǎng)護(hù)三方面著手,加強(qiáng)瀝青混凝土路面裂縫控制,延長路面使用壽命,提高路面的穩(wěn)定性、舒適性。
瀝青混凝土建設(shè)單位要著眼未來,以發(fā)展的眼光從事路面修建工作,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。對瀝青的配比要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,保證攪拌均勻以及和碎石之間具有良好的粘合性,嚴(yán)格控制超載車載車輛通行,對超載車輛采取嚴(yán)厲的懲罰措施,減少人為因素對道路的破壞,同時路面維修人員遵循預(yù)防為主原則,對路面進(jìn)行定期檢查做到早發(fā)現(xiàn),早修補(bǔ),確保瀝青混凝土路面保持最佳狀態(tài),營造良好的運(yùn)輸硬件環(huán)境,為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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