摘要:路面是道路结构中与车辆直接接触的部分,其质量会直接影响车辆行驶的安全性与稳定性,也会影响整个公路的使用寿命。我国经济水平不断提高,道路工程建设规模不断扩大,交通车辆日渐增多,交通荷载等级不断增加,这都对道路工程路面质量提出了更好要求。基于此,控制裂缝病害,研究导致裂缝的成因,并采用有所措施应对,以达到修复和控制裂缝拓展的目的。很多路面病害都是由裂缝开始,因此进一步探索路面裂缝成因与应对方法是非常必要的。
关键词:道路工程;路面裂缝成因;应对方法
1路面裂缝类型及其成因分析
1.1纵向裂缝
纵向裂缝主要就是裂缝的方向与道路的发展方向是一致的,并非顺延的趋势一定与道路两边平行,但总体趋势是一样的。而导致纵向裂缝产生的原因多种多样,路面以及路基自身质量导致的问题,周围环境的影响以及车辆运行外力压迫的原因。如果是路面的问题,有可能是由于路面压实程度不足,促使沥青混合料与路基顶层之间没有进行良好的粘合,在负荷车辆运载的情况下,没有运行车的部分和运行车的部分就会出现剪切变形的情况。而一旦剪切变形达到开裂的极限,裂缝就会出现,并随着车运行的方向发展,具体呈现在车道之间。如果是由于路基的压实程度不够,亦或是路基表面不平滑,路基的填料尚未达到运行标准,路基就会出现路面沉降的问题,方向也是沿着道路发展的方向,具体呈现在行车道与路堤之间。外部环境的恶劣也会导致纵向裂缝,例如,降水之后没有实现良好的排水,导致路面长期在雨水的浸泡之下,承载能力会因此受到很大的影响。促使路面层横向的抗剪性能存在着一定的差异,在这种差异之下裂缝就会相应的产生,并与道路的方向一致。车辆的承载力也是导致纵向裂缝出现的原因之一,例如,多车道针对路面设计,负载比较大的车辆一般会在外侧车道运行,促使不会对交通集散产生过多的影响,而轻小车辆则一般会靠内侧运行,并且运行的速度相较于大车辆更快,这种选择性的车辆运行也就导致了两侧之间形成明显的纵向裂缝。
1.2横向裂缝
横向裂缝指的是裂缝的方向与道路的基本方向呈垂直关系,大多是从路肩开始进行,直到切断整个路面。横向裂缝与车辆运行的方向也是呈垂直关系的。因此可以排除车辆承载力这个原因。就沥青路面的受力原理来看,主要就是由于材料收缩,差异沉降亦或是温度荷载原因导致。路面沥青的铺设施工主要是根据道路基本方向进行的,因此,在铺设的过程中,出现基层失水问题就会致使材料沿着纵向收缩,而之后就会在横向发展的切断面出现裂缝。这种情况下出现的裂缝具有一定的发展规律,每间隔一段路面就会有一条横向裂缝。而如果是由于差异沉降所导致的横向裂缝,例如在针对纵向路面进行压实施工时,基础地层部分的地质条件存在差异性,就会难以保障压实施工的均匀性。之后在负荷车辆运行的过程中出现横向裂缝。但是一般来说裂缝不会过多,且分布也不均匀,只会在固定区域内。由于温度荷载可能会促使材料出现变形的情况,很大程度会导致横向裂缝的出现。沥青材料对于温度的反应程度很强烈,当温度突然间出现很大的变动时,沥青混合料会随着对应温度相应的进行变形。然而这种变形就会对路面结构产生影响,从而促使路面层在纵向产生拉应力。而当拉应力达到沥青的承受极限,路面就会产生相应的横向裂缝。
1.3网状裂缝
网状裂缝主要指的是没有明确的方向,以盘根错节的状态发展,这种裂缝的产生就会相应的出现集中的多边形,刚开始一般是由于车辆的轮迹运行而产生,之后就会随着基础裂缝向周围延伸,最终形成网状裂缝的状态。造成网状裂缝产生的原因主要是负荷的车辆以及沥青路面结构不完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆车辆的承载力可能会对沥青路面产生弯沉效应和剪切效应,承载程度越深轮载就越大,从而对路面产生很大的车轮压力,如果沥青路面的表面强度不够,例如,沥青面层和路基填料之间粘性不够,路面的压实工作未达标准,沥青路面过薄,都有可能造成沥青面层抗力难以负担车辆所带来的承载力,从而产生裂缝,而如果没有及时的对初始裂缝做出应对措施,随着之后所承担的承载力越来越大,裂缝就会向周围逐渐扩展,最终形成网状裂缝,促使周围路面失去了其原本的使用价值。
2裂缝对道路路面产生的危害分析
1)缩短路面的使用寿命。裂缝在行成初期不会对路面产生明显的负面影响,但是如果不及时修补,裂缝会越变越大,随着时间的变化,会有一些雨水的渗透进入路面底层,进而使得底层的结构层的承重力下降,进而会加速路面破裂。2)路面中形成纵向裂缝之后,接下来会形成呈台阶状的路面,这些裂缝会变得凹凸不平,影响来往车辆的舒适性。3)在桥头的跳车处,路面出现横向裂缝,再加上路面的积水和渗水,导致跳车现象更加严重,同时也对路基产生一定的影响。4)路面出现块状的横纵向裂缝时,一旦不及时进行修补,就会形成网裂,最终会形成坑槽,进而会影响路面的使用功能。
3路面裂缝防治方法
3.1加强施工质量管理
沥青路面的开裂问题涉及到路基和路面工程的施工质量。路基施工中,特别需要关注不均匀沉降问题,因此施工中对以下几点进行重点管控:①科学处理不良地质问题。软土路基和湿陷性黄土路基等,都是产生不均匀沉降的根源。由于这些路基的土质情况,其固结沉降需要较长的时间,因此对于严重的上述土质路段,需要进行换填或者加固等措施,保证路基的沉降稳定性和安全性,这是保证路面承载受力的基础;②严格保证路基的压实质量,路基的压实过程就是提高其沉降稳定性和承载性的过程,没有达到压实程度将引发后续的不均匀沉降病害;③设置必要的排水措施,路基稳定性受到水的影响,而保证路基稳定需要设置必要的排水措施,以防雨水降低路基土质的力学性能,导致路基失稳破坏。路面施工中,需要关注路面层与路基层的粘结、路面压实度和平整度、路面排水等问题。首先,路面层与路基层的粘结性能需要质量管控,保证良好的粘结性,才能保证路面层与路基层的完美粘合,使得路基层提供路面层的完全弹性支撑,一旦粘结不好,路面层在车辆荷载作用下的受力变得分离,很容易引起破坏;其次,需要控制路面压实度和平整度,压实度是确保沥青混合料达到设计强度的根本,而平整度则是保证路面层受力均匀的关键,不密实和不平整都很容易产生路面开裂;最后,路面排水也是关键,很多路面裂缝的形成于水有关,即沥青路面的水损害,因此需要设计好路面排水,及时将雨水清理路面,保证路面使用中的干燥性。
3.2及时修补路面裂缝
根据路面裂缝的形成和发展特点,在发现的同时需要及时修复,以免裂缝的进一步扩展,导致路面性能的急剧折减。常用的裂缝修补手段有玻璃纤维布修复、乳化沥青修复、玻璃格栅填实等。具体的裂缝类型及其加固方法如下:(1)纵向裂缝和横向裂缝:①贴缝带贴缝:裂缝的宽度小于3mm时,可以贴缝带进行贴缝,此种方法简单易于实施,不需要大型机械和大量的工作人员。②热沥青灌缝:首先将裂缝表面的灰尘等杂质处理干净以后,然后将加热的改性沥青灌入缝隙当中,形成一条宽2cm,厚3cm的沥青封层,等待沥青冷却以后就可以开放交通。此种方法是比较常用的处理沥青路面裂缝的一种方法,并且是最为传统原始的养护工艺。虽然这是一种比较古老的养护方法,但是其操作简单和成本低廉的优点,使其在如今的养护工作中应用依然很广泛,并且可以在一年四季进行,没有时间和季节的限制,其具有很好的性价比。③沥青胶灌缝:传统工艺因受到沥青材料的低温冷脆性及高温软化点低的限制,修补后的裂缝会随气温的变化经过一段时间的面层涨缩重新开裂。而沥青灌缝胶是在传统重交沥青的基础上通过添加其它成分,然后提升各项指标,所以沥青灌缝胶的路用性能能大大优于普通沥青,相比普通沥青,更适合用到路面裂缝灌缝方面。(2)网状裂缝:①轻微网状裂缝用玻璃纤维布罩面;②大面积网状裂缝用乳化沥青补强基层并重新罩面,或采用加热法将周围沥青与新加沥青重新融合形成整体。
4结论
总而言之,在道路沥青路面施工中,裂缝防治是重要内容,同时也是质量控制重要环节。作为施工人员,应保证原材料质量,同时将质量控制措施落到实处。另外,还应从多个方面入手,进而对裂缝进行控制,最终保证道路沥青路面施工效果良好,同时能够为车辆通行提供保障。
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论文作者:李晓波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/8
标签:裂缝论文; 路面论文; 路基论文; 沥青论文; 就会论文; 车辆论文; 纵向论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;