市政道路工程沥青路面裂缝成因与防治策略研究论文_赵永康

市政道路工程沥青路面裂缝成因与防治策略研究论文_赵永康

中国水利水电第四工程局 青海西宁 810007

摘要:沥青路面作为市政道路工程建设应用作为普遍的路面类型之一,具有操作简便、成本低、工期短、耐磨损等优势,因此,获得了更为广泛的关注。但在应用过程中,其同时具有不可忽视的问题,即裂缝,如果并未及时给予有效的措施,则会导致多重病害的发生,直接影响到道路工程运行与行车安全。因此,加强沥青路面裂缝产生原因及防治措施研究具有重要的意义。

关键词:道路工程;沥青路面;病害成因;对策

引言

由于沥青材料具有可以使路基结实、路面平整、施工周期短以及后期养护方便等优点,所以被广泛应用于道路建设中。目前,私家车数量越来越多,加上气温、湿度等因素的影响,一部分城市道路在使用一段时间内会出现裂缝、泛油等一系列病害,这就影响了道路的正常通行。基于此,本文就城市道路沥青路面的一些病害成因进行了分析,找出其内在原因并采取合理有效的措施,从而延长沥青路面的使用期限。

1沥青路面裂缝病害的产生原因

1.1设计方面的原因

在道路的建设过程中,必须重视设计,因为设计的缺陷很容易导致路面病害的出现。通常来说,因设计缺陷引起的问题包括设计考虑不充分,没有对实际的环境因素进行考察,导致道路建成之后因为很难满足交通的荷载量,使道路投入使用后很容易出现路面开裂的现象;道路基层的设计不符合实际的情况,就会引起地基沉降,进而出现路面裂缝;地下管道的设计深度不符合实际要求,导致基层压实不平,会使路面出现横向裂缝;在设计的过程中,材料的配比不够科学,没有根据实际情况进行排水设计,也会使路面出现裂缝病害。

1.2道路施工的原因

道路施工过程涉及的环节较多,再加上施工环境的影响,很容易出现问题,使路面出现病害。如果施工过程中道路的路基和路面施工强度不够,就会出现裂缝,很容易引起路面的沉陷。对混合料的压实度不够,就会在基层的上部出现约2cm的薄弱层,一旦路面受到车辆的碾压,就会产生路面裂缝。另外,对施工工艺控制不到位,没有均匀地进行无机结合料的混合处理,使沥青面层产生裂缝。

1.3车辙

在城市道路沥青路面的病害中,车辙的发生不是经常性的,而是在特定的情况下才会发生,即在气温很高的环境下,路面由于受到重型车辆的长期碾压,就会或多或少产生一些车辙,影响了路面的平整性,在温度下降后,对路面进行混合料敷设,这样会降低沥青材料的密度,进而产生较大的空隙,这样就很容易进入水分,一旦出现阴雨天气,水分进入到空隙,就会降低路面材料的黏结度,在这样的情况下就容易发生车辙现象。

1.4路面推移

路面推移也是城市道路沥青路面的病害之一,由于地基的强度不够,一旦路面上经过荷载超重的车辆,并伴随路面温度升高时,就会导致路面发生推移,一般情况下路面推移经常发生在施工过程中或者道路刚投入使用的前期。

2裂缝的种类

2.1载荷型裂缝

超过路面设计承受质量的重载荷,是导致沥青路面产生裂缝的主要原因。路面结构层本身具有一定的承载能力,小于路面承载能力的载荷一般不会对路面产生破坏作用,而超过路面承载能力的重载荷会使路面结构层产生弯拉应力,当弯拉应力的最大值超过沥青路面结构层的最大抗拉强度,就有可能导致路面结构层基层产生裂缝。因为结构层基层受到重载荷作用产生的弯拉应力会远远大于路面表层,因此,一般来讲,当路面表层出现了载荷型裂缝时,其结构层基层已经受到了严重的破坏,在车辆载荷的长期作用下,结构层底层出现的裂缝最终传导至表层,形成可见的载荷型裂缝。

2.2非载荷型裂缝

非载荷型裂缝主要是由温度因素影响产生。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆沥青路面各结构层的材料性质与受热条件不同,导致温度在沥青路面各结构层中的传导程度不同,会使沥青路面的表层、中间层与底层以及各层面的表面与内部会存在较大的温差,在温度变化较大的条件下,会使沥青路面各结构受到不同温度应力的影响,最终导致裂缝的出现。通过受到温度应力以及裂缝的产生方式不同,可以将温度裂缝分为低温收缩裂缝与温度疲劳裂缝。

2.2.1低温收缩裂缝

沥青具有在高温条件下弹性高,具有良好的柔韧性,能够承受较高的变形应力的特点,因此,高温环境中的沥青路面在温度变化中承受温度应力的能力往往较强,出现非载荷型裂缝的可能性低。但在低温中,沥青材料受到热胀冷缩的特性的影响,往往会产生收缩,同时变硬,使得沥青路面结构层的柔韧性降低,沥青表层受到各结构层的约束其自由形变的范围缩小,同时,变硬的沥青路面抵抗形变的能力也随着下降,当沥青表层受到的收缩应力超过材料的抵抗应变极限时,加之沥青路面的底层与表层之间的粘合效果不好,基层无法分担表层的应变时,极其容易产生裂缝。

2.2.2温度疲劳裂缝

在温度变化频繁、昼夜温差大的条件下,短时间的温度应力可能不足以使沥青路面无法承受,产生裂缝,但长期的温度变化,会使得沥青路面产生变形疲劳,加速沥青路面的老化,造成沥青混合料的弹性模量降低,沥青固化程度增加,沥青的抵抗应变能力降低,久而久之,温度变化产生的应力或应变超出沥青路面的承受能力,就会造成路面出现裂缝。

3常见裂缝病害处理措施

3.1网裂与龟裂病害的处理措施

网裂、龟裂的出现一般伴有一定沉陷,若仅仅进行灌缝处理,则无法发预期的效果。所以,需将其挖除,并与裂缝具体状况相互结合,选取水稳性比较高的无机结合料进行铺筑。同时能够利用水泥和石灰完成注浆加固处理,从而等路基稳定后进行面层与基层铺筑,从而有效的处理此类裂缝,提升道路质量。

3.2反射裂缝病害的处理措施

因沥青混凝土路面在长时间使用过程中会产生不同程度的反射裂缝,如不均匀沉降、荷载过大、温度变化过大等导致的裂缝等。一旦出现裂缝,车辆运行和路表积水都会侵蚀沥青和集料,直到损害路基。为了避免病害扩展,需要先将裂缝中的积水用细管排出,并用相同配比的沥青填缝。稀浆封层作为近些年应用较为广泛的封层技术,可以有效用于治理沥青混凝土路面裂缝,提高沥青混凝土路面平整度和防水、防磨性能,同时能够改善、恢复沥青混凝土路面表面功能,特别适用于沥青路面。

3.3后期整治

(1)灌缝是裂缝出现初期经常采取的整治方法,根据裂缝的深度不同,采取不同灌缝方式,路面表层出现裂缝一般使用改性沥青进行灌缝,道路基层裂缝一般采取压浆灌缝法。(2)在道路的中大型养修中,针对出现裂缝的沥青路面,常采取罩面的方法。罩面作为一种综合性的道路养护方法,能够有效整治多种道路病害,对裂缝也具有较好的效果,但需要注意对深层裂缝的彻底整治,避免日后出现反射裂缝。罩面的使用成本较高,但是综合效果持久,能够有效延长道路使用寿命,因此,性价比较高。(3)路面再生也是一种道路大修的方式,但是再生层相对于原生层效果有较大差距,使用寿命也有缩减。当前路面再生有冷再生与热再生两种技术,利用原有路面材料,经过一系列工艺形成再生层,再在再生层上做封层或沥青的加铺。

结束语

沥青路面的裂缝问题,影响着道路使用体验,也影响着一个城市的市容市貌,因此,必须做到从前期设计施工到后期道路养护整治这一整个过程的严格控制,尽量保证在材料选择、材料贮存、路基压实、封路修养等一系列环节上的合理科学,为将来道路投入使用后的质量打好基础,延长道路使用寿命。

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论文作者:赵永康

论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/17

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