【摘 要】随着我国公路迅猛的发展态势,我国公路建设速度和质量都得到了较大提升。相应地对路面要求也在不断地提高,由于具有造价相对较低、耐磨性好、施工周期短、路面光滑、行驶噪音低、驾驶舒适性更好等优点,沥青混凝土路面在高等级公路的建设中应用越来越广泛。但伴随着广泛的应用,裂缝问题做为沥青混凝土路面主要病害,始终对其应用和发展形成一定的困扰。因此,探讨沥青混凝土路面裂缝问题具有一定的现实意义。
【关键词】沥青;混凝土;路面
在世界范围内,沥青路面使用期间出现裂缝问题是普遍存在的,而且不管其基层是半刚性的还是柔性的均有发生裂缝病害的可能。公路路面出现裂缝会使水份不断通过裂缝浸入公路,使基层甚至是路基软化,进而导致路面出现承载力下降的问题,最终产生网裂、台阶、唧浆等公路病害。可以说,路面出现裂缝会加速路面的破坏,对公路的经济性造成不利影响。因此,探讨并解决沥青混凝土裂问题极具现实意义。
1.沥青混凝土裂缝的主要类型分析
路面裂缝问题始终困扰沥青混凝土公路和建设和使用。在最初,裂缝对于路面使用而言并没有明显影响,但伴随着雨水的洗涤和冲刷,路面裂缝下的土基会因不断增大的含水量而导致强度出现明显降低,这时在车辆反复荷载的作用,就会出现唧浆和冲刷等现象,进而加速沥青路面的破坏,甚至彻底对公路产生结构性破坏,对沥青路面的使用性能构成极大危害。那么沥青混凝土公路路面裂缝有哪几种类型呢?
1.1横向裂缝
横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,至使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种性情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射裂缝。
1.2纵向裂缝
纵向裂缝产生的原因有三种可能性:一种是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬处未理好,在行车荷载的作用下逐渐开裂;第二种是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起的;第三种是路基加宽工程中新、老路基存在施工缝、压实度和强度不均匀而引起的整个施工路段裂缝。
1.3不规则裂缝
这种裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的。其原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等,也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,尤其在融雪期间冻融交加,加剧了路面的破损。沥青老化也是导致沥青面层形成不规则裂缝的原因之一。
2.沥青混凝土路面产生裂缝的主要因素探讨
2.1沥青及沥青混合料的性质
沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因,沥青是路面矿料的粘结材料,要求有较高物理吸附和化学吸附能力,同时要有温度稳定性,夏季高温不软,冬季低温不裂。沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中,影响更大的是温度敏感性,温度敏感性大的沥青更容易开裂。
2.2基层材料的性质
基层材料的收缩性愈小,面层裂缝愈少。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。
2.3气候条件
极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环数次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。
2.4交通量和车辆类型
半刚性基层中的最大拉应力,通常是由最重的车轮荷载产生的;并且对于半刚性路面,不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系,而11~13次方的关系,即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。
2.5施工因素
主要指半刚性基层材料的碾压含水量,半刚性基层完成后的暴晒时间等因素。
3.沥青混凝土路面裂缝病害防治的主要措施
3.1防治沥青路面裂缝问题首无应对原材料质量严格控制
在选择沥青时,应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。有条件的情况下,还可以在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高沥青的性能指标。
集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。
混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞,要根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾,是设计达到平衡和最优化。为了提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(sMA):第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。
3.2路面设计的优化也是防治沥青路面裂缝问题不容忽视的一环
优化结构组合设计是提高路面长期使用性能的重点,设计时,应该按每一条路的实际情况得到的数据去设计路面面层,这样的设计才能更科学合理并具有较强的实用性。对各油面层沥青混合料进行优化设计,矿质混合料设计时应采用骨架密实结构,最佳沥青用量应根据不同层位油面层需要的功能谨慎选定。
3.3施工阶段有效的处理措施是防治沥青路面裂缝问题最重要的环节
3.3.1提高路基的强度和稳定度
路基是路面的基础,路基又是经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。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的沉降量。
路基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、砂、砾类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。
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,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30 cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理或推除重填。
3.3.2基层应有合理厚度
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25cm时,其承载力提高为原来的3倍。
3.3.3修筑防裂路面
研究表明,面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响,厚度超过15.0cm的面层可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。对于高质量要求的公路,沥青面层可适当加厚到17.5cm,以确保使用要求。
3.3.4设置应力吸收层。
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、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。
4.结语
沥青路面裂缝的形式及产生原因是很多,只有采取因地制宜的防治措施,才能最大限度地控制路面裂缝的出现,进而确保公路的使用舒适性和经济性,为地区经济建设提供有力支持。
【参考文献】
[1]王志军.沥青混凝土路面裂缝处治技术的探讨[J].山西建筑.2011(8).
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