防治瀝青路面裂縫的成因分析的舉措

1、防治瀝青路面裂縫的成因分析的舉措    一、瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因1、瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)瀝青路面所鋪筑瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的復(fù)合材料。在混合料組成中,由于材料質(zhì)量的差異和數(shù)量的多少,可形成不同的組成結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為不同的物理力學(xué)性能。瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因,瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素,瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中,影響更大的是溫度敏感性,溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。2、基層材料的性質(zhì)基層材料的收縮性愈小,面層裂縫愈小?；?/p>

2、層上有透層油以加強(qiáng)與面層的粘結(jié)對抗開裂是有好處的,基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。a.干燥收縮開裂。主要是由于混合料失去水分引起的,混合料中游離水分的減少縮小了顆粒間的空隙。b.低溫收縮開裂。半剛性基層多在高溫夏季和常溫時施工成型,入冬后溫度驟降,混合料遇冷收縮,在收縮過程中受到下層的約束產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力。如果收縮應(yīng)力大于當(dāng)時的極限抗拉強(qiáng)度時,就會產(chǎn)生溫度收縮裂縫,溫差越大,溫度變化越快,則約束越大,混合料就容易開裂。3、疲勞開裂它是指路面在正常使用情況下，由行車荷載的多次反復(fù)作用引起的。瀝青結(jié)構(gòu)承受車輪荷載的反復(fù)彎曲作用，結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生拉應(yīng)變(或拉應(yīng)力)值超過疲勞強(qiáng)度時，底面便開裂，

3、并逐漸向表面發(fā)展。經(jīng)水硬性結(jié)合料穩(wěn)定而形成的整體基層也會產(chǎn)生出疲勞開裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。這種開裂開始大都是形成細(xì)而短的橫向開裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開裂的寬度和范圍不斷擴(kuò)大。4、低溫收縮開裂瀝青路面在低溫時強(qiáng)度雖增大，但其變形能力卻因剛性增大而降低。但氣溫下降特別是急驟降溫時，瀝青面層受基層的約束而不能收縮，產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，當(dāng)累計(jì)溫度應(yīng)力超過瀝青面層某一薄弱點(diǎn)(或面)的混合料的抗拉強(qiáng)度，路面便發(fā)生開裂。這種開裂一般為橫向間隔性裂縫，嚴(yán)重時才發(fā)展為縱向裂縫。這些裂縫從表層開始向下逐漸延伸，并形成對應(yīng)裂縫。5、路基的破壞所引起的裂縫由于路基壓實(shí)不均勻、路基穩(wěn)定性差等原因，同時在自重和重載車的

4、作用下，地基產(chǎn)生不均勻沉降使路基發(fā)生滑動，將路面拉裂，出現(xiàn)裂縫，通常為縱向裂縫。另外由于施工縫壓實(shí)度不足，也容易產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)發(fā)展會成為翻漿。6、設(shè)計(jì)原因我國瀝青路面的真正開發(fā)、研究及大規(guī)模設(shè)計(jì)、施工,還是近10多年伴隨著高速公路建設(shè)而發(fā)展起來的。因此,還有不少設(shè)計(jì)問題有待研究;文獻(xiàn)也有待于結(jié)合工程實(shí)踐不斷完善。設(shè)計(jì)問題主要如下:a.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。如基層厚度不夠,面層分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng),面層厚度不合理。b.路面、基層、底基層排水設(shè)計(jì)考慮不周。c.路面所處段土質(zhì)和水文情況與實(shí)際出入大,使得路面設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際。7、施工原因a.軟土地基施工。在含水量較高、強(qiáng)度低、孔隙比大、壓縮性高的軟弱

5、土層即軟土上修筑路基,若處理不當(dāng),往往會發(fā)生路基失穩(wěn)、過量沉陷和不均勻沉降,路面產(chǎn)生縱向裂縫,導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。b.路基壓實(shí)度不足。路基壓實(shí)是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)措施之一。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實(shí)整體,最終導(dǎo)致強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性提高。由于路基局部路段壓實(shí)度不足,會導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫。c.路面基層施工質(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度,造成料源緊缺,原材料質(zhì)量難以保證,不能按照施工規(guī)范的要求施工。半剛性基層沒有合理的齡期,放松對工程質(zhì)量的控制,使得基層和底基層質(zhì)量低劣,造成基層網(wǎng)裂破壞, 反射

6、到面層,面層出現(xiàn)網(wǎng)裂。在齡期不足的情況下,由于攤鋪機(jī)和重型運(yùn)料車輛的碾壓并轉(zhuǎn)彎,底面層施工時用振動壓路機(jī)碾壓,這都會破壞水泥水化、硬化已形成的初期強(qiáng)度。d.瀝青面層集料離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細(xì)集料偏少;不易壓實(shí)。礦料與瀝青的粘結(jié)力小,抗剪強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)龜裂和松散。二、探索瀝青路面裂縫的防治延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫,可采用兩大類方法:一是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施,二是在維修養(yǎng)護(hù)延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫,可采用兩大類方法:一是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施,二是在維修養(yǎng)護(hù)類方

7、法。僅從半剛性基層瀝青路面裂逢的預(yù)防或處理方面進(jìn)行闡述。1.提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性路基是路面的基礎(chǔ),路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域該深度區(qū)域具有足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性對保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要,否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。a.路基工作區(qū)的強(qiáng)度主要是在填筑過程中形成的。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝,確保路基強(qiáng)度。填筑材料首選石、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限粘土再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機(jī)土不能用于填筑路。面對當(dāng)前高速公路超載現(xiàn)象十分普遍的情況下,建議在路基施工時對路基工作區(qū)的控制

8、深度最好是大于路基工作區(qū)的設(shè)計(jì)深度,以防患于未然。b.壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo),也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施,施工中必須嚴(yán)格檢測控制。使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對壓實(shí)度有直接的影響,施工中要插桿掛線,每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30 cm。檢測壓實(shí)度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測結(jié)果達(dá)不到規(guī)定值的要加壓處理,或推除重填。c.降低地下水位是提高路基強(qiáng)度的重要措施。路面底以下80 cm路床是路基的關(guān)鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴(kuò)散應(yīng)力,要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)開挖后發(fā)現(xiàn)底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質(zhì)差的地段要進(jìn)行換填處理,確保其強(qiáng)度和

9、穩(wěn)定性。2.基層應(yīng)有合理厚度及修筑防裂路面當(dāng)基層厚度增加時,其承載能力也迅速增加,試驗(yàn)證明,半剛性基層厚度由10 cm增加到25 cm時,其承載力提高為原來的3倍。研究表明,面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響,厚度超過15.0 cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產(chǎn)生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應(yīng)力。國外資料介紹。在貧混凝土上鋪筑10.0 cm的瀝青面層時,在形成反射裂縫前可累積通過標(biāo)準(zhǔn)軸載10×10次。如果瀝青面層加厚到15.0 cm,則可通過20×10次。如瀝青面層加厚到17.5 cm則可放心使用。3.設(shè)置應(yīng)力吸收層a.在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預(yù)制織物

10、膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應(yīng)力吸收層。b.采用應(yīng)力吸收薄膜,對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應(yīng)力傳到面層時大為減少,明顯降低應(yīng)力強(qiáng)度因子。而吸收薄膜的彈性模薰越低,防裂效果越好。可見應(yīng)力薄膜應(yīng)選用低模量高韌性、大變形率的材料為好。就目前常用的材料而言,土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈性模量都較低,變形率較大。不存在低溫脆裂問題,效果更佳。c.用土工格柵加筋瀝青路面的主要功能,是控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫,不同類型格柵性能顯著不同。d.橡膠瀝青吸收膜,是使用廢橡膠磨細(xì)的粉與熱瀝青攪拌后.施于面層中間,形成一薄膜或與砂石成一薄層。有試驗(yàn)結(jié)

11、果表明,此應(yīng)力吸收層在面層中間效果最佳。e.新鋪半剛性基層的預(yù)開裂技術(shù)在半剛性基層上鋸縫,即在結(jié)構(gòu)層碾壓前切割一條縫直到層底?？p寬為0.5 cm,內(nèi)填瀝青砂或?yàn)r青乳液.隨即將切縫快速封閉。然后以正常方式碾壓該層。其目的就是預(yù)先制造更直、更多規(guī)則問距的裂縫(通常問距為23 in),這樣它比自然裂縫更細(xì)、裂縫位移更小,從而避免裂縫邊緣的快速惡化或減緩裂縫貫穿瀝青層。4.施工控制裂縫發(fā)生a.在施工方面,控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍,壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求,碾壓完成后要及時保濕養(yǎng)護(hù),防止基層干曬,養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,立即噴灑瀝青乳液,做成透層或粘層,然后盡快鋪瀝青面層。b.制備瀝青混合料時控制好加熱時間