探析公路路面裂缝及车辙的成因及防治论文_臧明

探析公路路面裂缝及车辙的成因及防治论文_臧明

臧明

(青岛市政监理咨询有限公司,山东,青岛,266000)

【摘 要】本文介绍了公路容易出现的一些路面病害问题,并对其起因做了分析,同时提出了一些相关建议以及有效的解决措施。

【关键词】公路;裂缝;车辙;设计;施工;措施

引言

目前好多公路都是沥青混合料面层加水泥稳定类基层结构,这样的路面具有很好的耐磨性和很长的使用寿命。但是随着交通运输业上发展迅速,客流量和物流量都在急剧增加,而且超重、超载车辆同时存在,这样的环境下,对我国公路产生了很大的不良影响,出现了一些路面病害问题。本文就公路常见的路面裂缝及车辙两个病害问题进行了探析。

1.公路路面裂缝类型

路面产生裂缝是现在很常见的一种路面病害。裂缝一旦遇水就会形成很不好的现象,水分不断渗入基层,使其内里变质,发生路面沉陷,导致产生裂缝。裂缝目前分为纵向裂缝和横向裂缝两大类。

1.1横向裂缝

原理:在是施工过程中基层内温度骤变很容易使层底出现断裂,随着温度的不断变化裂缝会逐渐增大最后由底部延伸到路面上。

横向裂缝有荷载性裂缝和沉降差异裂缝两种。(1)荷载性裂缝是由于基层配合比不正确,同时施工质量也比较差,导致了基层内的拉应力过大从而产生了裂缝;(2)沉降差异裂缝是由于路段结合处没有处理好,时间一长导致路面沉降就会逐渐产生裂缝。

1.2纵向裂缝

原理:纵向裂缝最常见的就是由于路基出现不均匀沉降所导致的裂缝。

2.公路路面裂缝成因

裂缝产生的重要原因就是路床、基层强度没有达到相关标准,稳定性较差。具体讲有以下几点:(1)机械压实不均匀,压实度不够;(2)衔接部位处理不当;(3)防水系统与排水系统都不完善等;这一些问题的存在会导致路基、基层稳定性差,路面产生裂缝。

对于最常见的路面沉陷来讲,除了以上路床、基层方面的原因外,还有以下原因:(1)沥青混合料材料质量控制的不好,集料质量控制不严,导致其粘附性变差,层与层之间不紧密,加大了剥落性;(2)沥青混合料配合比不合理,沥青和混合集料搅拌不均匀;(3)沥青层摊铺时压实度不够。这一些问题的存在,导致路面一旦受到严重的压迫,就会产生裂缝。

3.公路路面车辙类型

车辙是目前很常见的一种路面病害。它一般是由于路面在长时间经过车辆反复碾压下出现了变形。正常情况下的形态都是凹进或凸起的。主要就是因为材料的配合比不合理,导致基层压实度不够,内里松散,经过碾压很容易就会出现永久性变形。一般按照不同的成因可以将车辙分为三大类:(1)结构型车辙;(2)失稳性车辙;(3)压密型车辙。

3.1结构型车辙

结构性车辙主要是由于路基变形所导致的。通常是指路面在受到车辆的碾压之后会产生了永久变形。车辙横截面基本上呈凹进去的U形。

3.2失稳型车辙

失稳性车辙的产生是因为路面在车辆碾压的作用下内部基层发生了变化,材料因为受到压迫发生了流动性位移,从而产生了失稳性车辙。一般这种车辙会产生在车辆的轮迹处,混合料的稳定性不足时,最容易产生这种车辙。这种车辙的形状是通常都是两边凸起的,横截面呈W形。

3.3 压密型车辙

压密性车辙一般都是由于沥青本身引起,沥青混合料压密不当就会产生。

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4.公路路面车辙成因

4.1路床或基层强度不足,稳定性差,在行车荷载作用下,产生剪切破坏。

4.2沥青混合料稳定性不足。(1)矿料级配不好,细集料偏多,集料未形成嵌锁结构,稳定性不足;(2)沥青针入度偏大,在夏季气温较高时,不足以抵抗行车引起的水平力。

5.公路路面裂缝及车辙防治措施

5.1对裂缝采取的防治措施

(1)适量的喷撒乳化沥青

在公路路面出现细小的龟裂,但是并没有形成大裂缝的时候,可以事先将问题路段卫生清理干净,然偶适量的喷洒些乳化沥青。注意喷洒的一定要均匀,喷洒完毕之后再覆盖上一层薄薄的干燥粗砂,厚度2毫米到5毫米即可。最后要对其进行碾压,防治渗水。

(2)灌缝处理

在路面上的裂缝裂开程度并不严重时,可以适量的用一些改性沥青来进行处理。首先用专门的机械把裂缝进行拓宽处理,然后做好卫生清理,保证裂缝内没有其余的砂石杂物等任何垃圾。其次还要确保裂缝内必须干燥。然后用专门的灌缝机将加热的沥青缓缓的浇灌在裂缝中,待其干燥即可。

(3)采取局部修补

如果遇到一些微小的病害,例如:小细纹、小坑洼、小面积沉陷等局部病害。可以使用相关的机械将需要的范围单独切割出来,采用人工挖除的方式将路面病害挖掉,然后把周围卫生清理干净。在坑底部适量的涂抹些乳化沥青,之后覆盖上混合料直至填平。完成后对其进行摊平碾压,加大压实度,使其变得紧密。

5.2对车辙采取的防治措施

(1)合理设计路面结构

第一点,路面结构设计时应充分考虑变速移动荷载的动效应。沥青材料可根据需要选用A级道路石油沥青或SBS改性沥青,石油沥青宜选用70号,SBS改性沥青宜选用不低于I—D号沥青,骨料宜选用间断级配形成嵌锁结构,沥青混合料配合比设计中尽量减少细集料的用量。

第二点,上面层设计时要有良好的抗老化性、抗磨性、抗剪性;中间层在设计时要有高模量和较高的抗车辙能力;下面层在设计时要具有抗水损害能力和抗疲劳能力;基层是最主要的,要具有水稳定性、良好的抗疲劳性等。

(2)合理设计沥青混合料配合比

沥青混合料的配合比应按照目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段三个步骤进行。在沥青和集料的已经确定用量的时候,还要注意集料级配一定也要科学合理,集料级配是影响沥青混合料性能的重要条件。设计好集料级配,确保发挥其最大的性能。施工过程中,沥青的用量一定要进行严格的控制,按照要求生产,以提高设计沥青混合料的路用性能。

(3)控制好相关材料质量

第一点,集料要选用质地坚硬耐磨、粗糙且棱角性好、强度高、不含泥土不含杂质。选用细集料,砂量要不超过10%,也要完善相关工艺流程,减少杂质。

第二点,沥青要选用粘度高、吸附力大、软化点高的沥青,越往下的沥青层就要选择针入度越小的沥青,也可以同时在沥青中加入些添加剂,提高沥青粘附性。上、中沥青层可以采用改性沥青,改性沥青的粘度基本能达4级以上,可以有效的提高沥青混合料的水稳定性,提高路面抗变形能力。

第三点,矿粉要选用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料,经磨细得到矿粉。

(4)控制好沥青路面施工质量

第一点,施工过程中严格控制路床、基层施工质量,符合设计和验收规范要求,强度、压实度等主控项目必须合格,这是确保路面结构稳定性的根本。

第二点,沥青路面碾压温度在不产生严重推移和裂缝的前提下,初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行,提高压实度,确保碾压质量。

第三点,沥青路面施工路段要封闭,禁止重载车辆通行。如果处在夏季高温时,最好避开高温时段施工,并做好洒水降温等工作。沥青路面应待路面沥青完全冷却,表面温度低于50℃后,方可开放交通。

6.总结

随着我国当今经济的飞速发展,交通运输业的发展已经逐渐形成规模,车辆超载超重的情况频频发生,以致于给路面带来了严重的危害。我们要结合现在的实际情况,运用新的设计理念去进行路面设计。做好病害防御工作,提高施工质量、增加公路路面强度,从而进一步延长公路的使用寿命。同时也要建立科学有效的评价系统和质量检测系统,设计出有针对性的施工和管理养护方案,这样才能把路面病害的形成率降到最小。

参考文献:

[1]王卫,顾丽华,水泥代替矿粉对沥青混凝土路用性能影响分析[J].山西建筑.2013.25.3—4.

[2]张敏,沥青路面车辙损坏成因及防治对策研究.华南理工大学.2012:16—23.

作者简介:

臧明(1979-)男,汉族,山东青岛人,工程师,大学学历,毕业于山东农业大学公路与桥梁工程专业,研究方向为公路与桥梁工程。

论文作者:臧明

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期

论文发表时间:2016/7/13

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