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摘要:文章从反射裂缝、温度裂缝、水损害裂缝这三个方面介绍了沥青路面裂缝的成因及其控制对策。
关键词:反射裂缝;温度裂缝;水损害裂缝
一.引言
沥青混凝土路面具有行车便利、扬尘少、噪音小等优点,是我国应用较为普遍的一种路面形式。但由于各种原因,沥青混凝土路面容易出现不同程度的裂缝,影响了道路的美观,加速了道路的破坏,缩短了道路的使用寿命。
二.沥青道路路面裂缝的成因
沥青道路路面裂缝可分为反射裂缝、温度裂缝和水损害裂缝等几种类型。
1.反射裂缝形成的原因
反射裂缝是在受拉疲劳、剪切屈服和受拉屈服等作用下产生的。由于温度变化会引起下卧层的涨缩,逐渐传递到面层使其受到扯裂作用,产生裂缝并沿竖向扩展到路表。这种疲劳作用在下卧层板块较长或面层较薄的路面上较为常见。
2.温度裂缝形成的原因
温度裂缝是沥青路面最常见的裂缝,它与当地的环境气候、路面材料特性和路面结构的组合设计有关。当气温降低时,路面材料逐渐收缩变硬,产生的收缩应力超过路面材料的抗拉强度时,裂缝便会产生。
3.水损害裂缝形成的原因
沥青-集料体系中有粘附性破坏和粘聚性破坏这两种失效的模式:前者是由于集料对水分的吸引力比沥青大,使得水分进入它们之间,减少了沥青与集料表面接触角,降低了粘结力,使沥青与集料分离而形成裂缝;后者是由于水分浸入,使沥青变软,降低粘度,从而降低沥青混合料的整体性和强度,就容易形成裂缝。
三.沥青道路路面裂缝的防治对策
1.反射裂缝的防治
反射裂缝应从增强面层的抗拉强度,消除裂缝的反射源等方面来考虑,下面介绍几种反射裂缝的防治方法。
(1)土工织物防治。土工织物具有隔离、防渗、加筋补强、过滤排水、防护等功能,将土工织物与沥青进行有机复合而形成的加筋沥青面层,能提高沥青面层的整体性和抗拉力学特性,从而减少反射裂缝的发生几率。
(2)采用沥青大碎石应力吸收层。为进一步吸收混凝土路面结构所产生的集中应力,可设置一层大碎石应力吸收层,即沥青路面柔性基层,由于大碎石的骨架结构和大孔隙率,可消解分散破碎后的旧混凝土板块之间的集中应力,防止“反射裂缝”上延。此外,大碎石应力吸收层还可起到疏导、排除路面结构层间水的作用。
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大碎石应力吸收层采用体积指标、混合料性能指标和沥青膜厚度和来控制其设计指标,通常采用抗高温、抗水(油)损害和耐老化性能好的MAC-70#改性沥青,沥青膜的厚度应大于12cm。并且根据试验来确定级配设计和最佳沥青用量。
(3)对半刚性基层开裂的防治措施。
①原材料控制。路面基层集料的最大粒径不应超过31.5mm,且大粒径含量不应过多,以免造成离析;集料级配要控制好,对于级配不好的缺细集料的天然砂砾,要添加一定的水泥进行稳定,以满足规定的强度要求。
②优化施工配合比。应加强细集料尤其是石屑的质量控制,尽量采用较小的水泥用量,优化粗细集料配合比,上基层水泥含量尽量控制在5%左右。
③拌和料质量的控制。严格控制进场原材料质量,凡不符合规定的集料一律拒收,现场不同集料进行分别堆放;按设计配合比严格控制水泥用量,将水泥用量误差控制在规范允许范围内,并且严格控制用水量;为提高半刚性材料的抗压强度,应控制好搅拌时间,保证材料搅拌均匀。
④严格控制施工工艺。施工过程中严禁随意浇水、提浆,以减少干缩,保证在最佳含水量的条件下碾压成型。
⑤加强基层的养护。重视基层的养护,薄膜养护时应及早覆盖,并覆盖严实,保证薄膜内湿度,并适当地进行补水,防止水分损失过快。
2.温度裂缝的防治
(1)沥青及沥青混合料的控制。选择沥青时,选用温度敏感性小的沥青和应力松弛性能好的聚合物改性沥青有利于减少温度裂缝,寒冷地区宜采用粘度较低和针入度较大的沥青,采用100%轧制碎石集料,并且集料吸水率应小于2%;满足设计要求的前提下,适当减少沥青用量;
(2)改善路面结构。增加沥青面层厚度,采用柔性基层,可防治沥青路面低温开裂;路面结构层选择空隙率小的密级配沥青混凝土,表面层应选用优质石料,同时采用聚合物改性沥青铺筑的抗滑路面。
(3)加强施工控制。沥青路面一定要充分碾压,压实度应达98%以上;取样钻芯的孔应仔细回填,不致留下缺陷;做好接缝,避免冷接缝,做好与排水井等构造物交接处的处理;采用收缩系数小、低温不易开裂的标线漆。
3.水损害裂缝的防治
(1)增强防水,优化级配。级配的指标性能,决定着集料的结构稳定性,不同级配混合料之间的结构显然是不同的,其防水性能也不尽相同。在沥青混合料的级配中,必须优化控制孔隙率,空隙率在7%~17%范围内,水极易渗透,但是很难通过自身排出,所以实际工程中,应避免孔隙率在7%~17%之间,理想的空隙率应小于7%。足够的压实可以减少空隙的连通性。
(2)优化排水系统,增强排水性能。毫无疑问,水是路面水损害直接因素,水的有效排出,是减少水损害最有效的方法,加强路面排水系统优化,是当前解决水损害的主要途径。在设计以及路面施工过程中,采用处置碎石集料排水基层,对路面排水效果最为有效。为了使路面排水效果达到更高的水平,可加宽部分基层中间一层,利用多孔隙水泥稳定碎石形成渗水性能较强的基层。
4.裂缝的修补
(1)灌油修补法。将纵横裂缝处清扫干净,直接灌入加热的沥青油,通常沥青油凉后进入不到缝纹深处,可用乳化沥青进行灌缝处理。有的在灌油前,先气将缝壁加热至粘性状态后,再将沥青砂浆或沥青油喷抹到缝中,并将热砂或石屑撒布在缝口表面加以保护。
(2)乳化沥青稀浆封层。在强机械剪力作用下,将沥青、水和化学物质的混合物进行混合,使其形成乳化沥青悬浮液,并以50%石屑、30%粗砂、20%细砂组分的骨料,2%普通水泥作填充料,按油石比8%~12%掺入乳化沥青,形成稀浆。在旧的沥青路面铺设0.5~1.0cm厚,使乳化沥青将渗入裂缝中,达到修补裂缝的目的。
四.结束语
沥青路面的裂缝是受原材料性能质量、道路结构设计、施工质量、行车荷载、外部自然条件等因素的综合作用造成的,因此,要想做好沥青路面裂缝的防治工作,就必须了解裂缝形成的机理,有针对性地做好各个环节的质量控制,提高路面质量。
参考文献:
[1] 周向梅.沥青混凝土路面施工质量控制要点[J].黑龙江交通科技,2009,(8).
[2] 程四清.沥青路面裂缝的形成及防治[J].山西建筑,2007,33(36).
[3] 胡长顺.高等级公路路基路面施工技术[M].北京:人民交通出版社,2003.
论文作者:汤先松
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/11
标签:裂缝论文; 沥青论文; 路面论文; 反射论文; 应力论文; 碎石论文; 面层论文; 《基层建设》2016年11期论文;