沥青路面反射裂缝养护与防治技术分析论文_高瑞, 马亚军

沥青路面反射裂缝养护与防治技术分析论文_高瑞, 马亚军

山东智行咨询勘察设计院 253074

摘要:沥青路面作为常见公路路面之一,沥青道路投入使用后容易出现裂缝问题,直接影响到道路使用寿命,有必要做好研究分析工作。文中以沥青路面发射裂缝为切入点,分析做好反射裂缝养护控制措施。

关键词:沥青路面;反射裂缝;养护措施

近年来,我国公路得到快速发展,交通运输行业也得到了空前的发展。公路交通量增长迅速,车辆大型化,交通荷载增大,造成沥青路面出现了很多病害。裂缝是沥青路面最常见的病害,会对沥青路面结构造成严重破坏。其中,反射裂缝作为沥青路面的常见病害之一,对沥青路面的使用性能产生很大影响。

1 反射裂缝形成过程分析

在我国公路运营过程中,由于农村道路货车较多以及外界环境的影响,路面表面在一定期限内会出现横向、纵向裂缝和龟裂等病害,其中较大部分裂缝是属于反射裂缝,目前反射裂缝主要存在温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝两种。

温度型反射裂缝主要发生在季节性冰冻地区,沥青路面材料在荷载和温度共同作用下产生破坏,从而引起路面开裂。其形成过程为沥青路面材料在环境温度降低时体积产生收缩,产生温度收缩应力,同时在车辆荷载对路面结构进行反复循环作用后,当沥青面层拉应力超过沥青材料抗拉强度时,路面结构即产生开裂。荷载型反射裂缝是在车辆荷载的反复作用下形成的,其形成过程经历起裂、稳定扩展和破裂三个阶段。车辆作用于沥青路面会对路表产生剪切和弯曲作用,经过反复长期的作用后最终演变为结构开裂,最终逐渐扩展形成反射裂缝。

2 反射裂缝形成的原因

2.1 干缩开裂

半刚性基层是由水泥、石灰、粉煤灰等材料修筑而成,其强度的形成过程主要依靠大量的物理化学反应。而当基层含水率或养护不足时,基层材料会因缺乏水分而使反应不充分,其强度无法达到设计要求,从而容易因体积收缩而产生开裂。

2.2 温缩开裂

温缩裂缝主要发生于季节性冰冻地区,主要是由于环境温度降低引起路面体积收缩,再结合车辆荷载共同作用,当路面结构层内拉应力大于路面结构抗拉强度时,路面即产生温缩开裂。

2.3 原材料不合格

半刚性基层施工过程中,原材料不合格或施工不规范均会引起路面运营过程中产生裂缝。基层材料拌和不均匀、配合比不准确、拌和时间过长或压实不足等因素会引起基层强度不够,在车辆反复作用下,路面极易产生开裂,逐渐延伸扩展形成反射裂缝,进而影响路表使用性能。

2.4 沥青面层过薄

面层过薄的路面结构同样会导致反射裂缝的产生,相关研究证明,当沥青面层大于15cm时,可有效抵制反射裂缝的发生率,当面层较薄时,在荷载、温度和湿度等综合作用下,沥青层内拉应力比较集中,易使局部拉应力超过路面结构抗拉强度,从而产生裂缝。

3 高速公路沥青路面裂缝修补与防治技术

3.1 裂缝修补技术

3.1.1 灌缝填封。是使用热沥青或乳化沥青对路面裂缝进行修补,但这种方法维修效果差,修补一段时间后还会在原处重新开裂。近年来采用密封胶灌缝等新型修补材料,有效提高了修补效果。

3.1.2 压浆法。压浆法通常用于沥青路面纵向裂缝的修补,一般纵向裂缝常见于高填方公路。如果不及时对沥青路面上的纵向裂缝进行修补,大气降水会从裂缝渗入路基路面结构内部,造成更严重的破坏。压浆法常用的施工材料包括水泥、聚氨酯类、丙烯酸酯类等,施工前先用环氧树脂砂浆填封裂缝上部,然后在安装注浆管,从一端开始注浆,直到另一端有浆液溢出为止。

3.1.3 封层、罩面修补法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于大面积的裂缝或裂缝比较集中的区域,可采用封层、罩面修补法进行养护维修。封层修补法是使用沥青混合化学物质形成乳化沥青,并使用封层机将乳化沥青摊铺到沥青路面上,厚度应控制在 5mm 左右为宜。待乳化沥青渗入裂缝中,水分蒸发破乳后即完成修补。对路面的裂缝较严重且交通压力大的裂缝,在路面上封层洒铺乳化沥青和碎石,使用压路机碾压密实,封闭路面裂缝。

3.2 裂缝防治技术

3.2.1 土工织物防治。土工织物具有良好的抗拉性能、隔离性能、防渗性能,对沥青具有良好的吸附作用,具有良好的加筋补强性能。将土工织物与沥青组合形成有机复合沥青材料,可形成加筋沥青面层,有效提高沥青面层的物理性能,延长使用年限。施工中选用改性沥青或普通乳化沥青作为原材料,浸润土工织物,同时用于面层之间的粘层油。可通过室内直剪试验确定粘层沥青的用量,通常每平米用量为 0.7L~1.3L,分两层洒布完成。为了防止土工布在摊铺过程中出现褶皱,可顺一个方向使用刷子刷平土工布,保证土工布平整。

3.2.2 沥青大碎石应力吸收层防治技术。通过设置沥青大碎石应力吸收层,可吸收沥青面层内部的应力,防止反射裂缝的产生。沥青大碎石应力吸收层属于柔性基层,可有效提高沥青路面的抗裂性能。沥青大碎石应力吸收层内部具有大碎石骨架结构和大孔隙率,可有效消除、分解沥青路面内部的集中应力,进而达到防治反射裂缝的作用。

(1)施工准备。沥青大碎石应力吸收层施工前,应先对下承层进行彻底清理,保证干燥、清洁,并进行封层洒铺。拌制混合料,严格控制出料温度在 175℃~185℃范围内,运输过程中防止离析。

(2)摊铺。摊铺前将熨平板预热到 100℃以上,方可开始进行混合料摊铺。施工过程中对沥青混合料温度进行抽查,如低于施工温度,不得用于施工。摊铺过程中严格控制摊铺速度,应控制在 2m/min。摊铺过程中采用挂线法控制摊铺厚度,并以此作为基准进行摊铺找平。为了防止产生纵向冷接缝,可采用两台摊铺机联合作业,前后距离控制在 20m 以内。

(3)压实及接缝处理。摊铺完成后即进行碾压施工,严格控制碾压温度在 160℃以上。碾压过程中严格控制碾压遍数、重叠宽度、碾压速度等,保证碾压质量。横向接缝碾压采用压路机横向错缝碾压,直至新作业面内涵盖整个压路机。

3.3 预防性养护措施

3.3.1 强化预防性养护基础工作

强化预防性养护技术,需要保证病害可以在初始阶段就得以消除,在较大程度上延长公路的使用寿命。在具体实践的过程中,如公路出现单条或多条水文时也会出现较大面积龟裂和网裂等现象。在这一过程中如果无法使用有效措施对这些病害进行处理,容易造成病害程度加深,对路面正常使用也会造成负面影响,最后对工程大修的基础上才能够使得公路沥青路面的预防性养护工作能够有效完成。因此,在预防性养护工作实施的过程中,需要加强施工人员对预防性养护技术的认识,促使公路沥青路面预防性养护的重要性凸现出来。

3.3.2 根据不同季节采取不同的养护措施

在冬季养护的过程中,需要对公路路面进行冷冻和水痕部位处理,及时对路肩和路基边坡的水沟排水控制等方面处理。在对公路沥青路面夏季养护的时候,需要减少路面受到潮湿影响而出现病害的情况。在公路沥青路面养护的过程中,洒水需要在下午两点的时候实施,有效控制洒水量,秋季在公路沥青路面养护的时候有效实施公路路线周边的排水疏导工作,防止积水在冬季的时候出现公路沥青路面结冰等问题,对公路功能的发挥产生不利影响。公路沥青路面冬季养护需要实施必要的除雪计划,对公路路面和坡道等重点区域也需要实施除雪解冻处理,从而促使路面的性能充分发挥出来。

结语

总之,反射裂缝是沥青路面常见病害之一,会直接降低沥青路面的使用性能。反射裂缝形成初期对沥青路面的损坏不大,但随着裂缝的发展对沥青路面的影响不断增大,必须及时进行修补。在高速公路沥青路面养护过程中,应制定完善的养护方案,分析反射裂缝成因,有针对性的进行修补,保证养护质量。

参考文献

[1]苗方鹏.高速公路沥青路面反射裂缝防治技术研究[J].四川水泥,2019(05):45.

[2]武建军.沥青路面反射裂缝养护与防治技术[J].山西建筑,2019,45(08):132-133.

[3]胡会轩.沥青路面反射裂缝处治失效机理及工艺研究[J].交通世界,2019(Z1):38-39.

论文作者:高瑞, 马亚军

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第10期

论文发表时间:2019/10/29

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