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反射裂缝之沥青路面产生反射裂缝的原因及防治措施

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浏览:- 发布日期:2018-07-05 09:46:50【

反射裂缝之沥青路面产生反射裂缝的原因及防治措施


摘要:沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,由于路表水的浸入,裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大,致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加,特别是大吨位车辆行车荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,加快路面的裂缝产生,大大缩短沥青路面的使用寿命。本文对沥青路面反射裂缝产生的原因级防治措施进行分析。

关键词:沥青路面;裂缝;原因;防治措施

0引言

沥青路面以其行车舒适、噪音小、扬尘少、维修方便等优点被广为应用,但裂缝是沥青路面的常见病害,裂缝的出现不仅使沥青路面的品质下降而且带来路面病害的恶性循环。我国经过长期的实践、探索和研究,随着施工技术和机械化施工程度的提高,许多病害已逐年减少,开裂导致路面迅速损坏的现象虽有所改善,但沥青路面裂缝这一病害至今未能根除。这既有地基的因素,也有设计、施工、材料、及环境等几方面因素。

1反射裂缝的现象

反射裂缝现象为: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,主要取决于下卧层。

2反射裂缝产生的原因分析

2.1由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝

由于较高强度的半刚性基层可能会导致较大的干缩、温度裂缝的产生,从而导致路面产生反射裂缝,同时雨水会从裂缝中下渗,并积聚在面层与基层中间,出现基层唧泥现象,降低了沥青层与半刚性基层间的连接状态,从而加速了路面结构的破坏。通常假设导致反射裂缝的机理是处于沥青面层下的半刚性基层已经开裂,并且允许有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行车荷载引起的下卧路面结构在裂缝处的差动位移,水平位移是由温度变化或水分变化引起的膨胀和收缩。

2.2由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝

对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩和干缩应力;水分减少得愈多愈快,产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层,在较薄沥青面层的情况下,半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂,并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合,反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下,由于温度应力在表面最大,基层的裂缝将促使面层先从表面开裂,然后逐渐向下传播形成对应裂缝。

3裂缝对沥青路面的危害

沥青路面反射裂缝是常见病害之一,如果沥青路面裂缝得不到及时修补,将对路面的使用寿命和行车舒适性带来影响。裂缝的初期(1~2年内)对路面的使用性能无明显影响但随着裂缝的增大,雨水或雪水的逐渐侵入,导致裂缝两侧的路面结构或土基含水量增加,甚至达到饱和状态,其结果是结构层承载能力明显下降,在大量行车荷载作用下,产生冲刷唧浆现象,加速路面破坏。

4沥青路面反射裂缝的预防措施

4.1采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。

4.1.1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。

4.1.2对分段施工的基层,在碾压时吗应预留3mm-5mm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3mm-5mm,已减少出现裂缝的机会。

4.1.3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行封层以利于减少裂缝。

4.1.4在旧路面加罩沥青路面结构层前,可消路原面结后再加罩,或采用铺设土工布、格扎栅后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

4.2合理设计

4.2.1在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。

4.2.2路面厚度的确定:作为柔性路面,必须根据其道路等级、交通量、工程地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素计算确定设计厚度。作为旧水泥路的改造,沥青混凝土罩面层厚度的确定主要考虑结构强度因素,另外也要考虑道路沿线高程的控制、沥青混凝土最小摊铺厚度要求、罩面层与下层的结合问题以及工程费用控制等,根据有关经验,罩面层厚度以10~15cm为宜。

4.2.3沥青混合料级配设计:为了提高路面抗滑能力和抗车辙能力,国内高等级道路普遍采用较粗级配,用油量少,空隙率偏大,传荷能力消弱,容易产生裂缝,耐疲劳能力降低。设计中应考虑其综合作用,并根据设计厚度选择适当的混合料类型。

4.2.4使用粘层油:粘层油是指在封层之间或是具有裂缝的路面层之间的涂刷层,它能有效地去除反射裂缝,如路面做在半刚性基层和旧水泥混凝土路面上时必须使用。

4.2.5选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。

4.2.6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。

4.2.7沥青面层采用密实型沥青混凝土。

4.2.8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。

4.2.9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。

4.3合理选材

4.3.1选择抗裂性好的材料做基层。为减少收缩裂缝,应增加粗骨料含量、降低施工含水量、提高基层压实度,尽量避免采用干缩性较大的材料如水泥、石灰等做结合料,而应选用级配碎(砾)石及工业矿渣等做基层材料。

4.3.2采用优质改性沥青。改性沥青在低温粘度、耐老化等指标上均优于普通沥青,目前普遍采用的改性沥青有橡胶类、热塑性橡胶弹性体和热塑树脂类。改性沥青混凝土造价高,但长期经济效益较好,因此一般用于新建道路。

4.3.3选择合适的矿料。无论什么骨料,为使沥青与矿料之间很好的粘结应使用抗剥离剂,以延缓由于荷载和温度的反复作用发生沥青剥离而产生水毁现象,同时限制碱性骨料的使用。

4.4正确施工

施工质量的好坏直接影响路面的各种性能,因此严格保证道路各结构层的施工质量,能有效防治路面裂缝。基层和底基层的养生要满足要求,切勿为赶工期而提早铺筑面层,以防基层损坏或收缩而导致沥青面层产生反射裂缝。面层施工时保证在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化(控制沥青的加热温度和加热时间),加强运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度,及时摊铺,保证供料和摊铺的连续性,减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而产生的离析和裂缝,加强碾压使沥青混合料达到较高的密实度(98%以上),做好施工接缝的联结处理。

4.5加强养护

急时维修完善路基路面的排水设施,确保路面排水顺畅,基层与面层之间不得形成集水槽。此外沥青路面的早期损坏应及时处理,避免基层破坏进而加剧面层的破坏,延长路面大修时间,从而延长道路的使用寿命。

5反射裂缝治理措施

沥青路面裂缝修补方法很多,一般可根据裂缝的实际情况(如宽度、深度等)确定具体的修补工艺。目前常用的方法主要有普通沥青灌缝、专用灌缝料施工、压浆法修补裂缝和进口密封胶灌缝。四种修补方法对照表见表1

表1四种裂缝修补方法对照表

缝宽小于2mm时可不做处理。缝宽大于2mm时,用改性乳化沥青或改性沥青(如BBS改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除逢内、缝边碎粒、垃圾。并使逢内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3mm-5mm石屑。

6结语

沥青路面产生反射裂缝的外部因素有交通荷载、环境温度、突发的震灾、水分及阳光、空气的老化作用,内部因素有材料的受拉疲劳、受拉屈服、剪切屈服以及施工不当留下的潜在裂缝。反射裂缝的防治采取综合治理的办法,宜从防裂厚度、混合料配合比、应力吸收层、应用改性沥青等方面综合考虑。反射裂缝一旦出现应及早治理以防路况急剧恶化,维修方法采取灌油法、封层罩面法以及现场再生法等。总之,合理的设计、选材,精心的施工、养护和及时的维修是预防和控制沥青路面反射裂缝的有效方法。

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