瀝青路面的裂縫及預(yù)防.doc

長安大學(xué)公路監(jiān)理?？飘厴I(yè)論文瀝青路面的裂縫及預(yù)防學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師:專 業(yè)：年 級(jí)：教 學(xué) 點(diǎn)：二一六年四月摘要：分析公路瀝青路面裂縫的危害、裂縫的形式、瀝青路面裂縫的應(yīng)力分析、瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因、提出對(duì)裂縫的預(yù)防和治理措施。隨著高等級(jí)公路的大量修建，半剛性類材料以其優(yōu)良的工程性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效益在我國公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并在公路建設(shè)中越來越占有特殊的重要地位。然而，半剛性材料的缺點(diǎn)在于抗變形能力低，在溫度、濕度變化時(shí)易產(chǎn)生裂縫，當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)易形成反射裂縫，瀝青路面本身也易產(chǎn)生低溫裂縫，瀝青路面一旦出現(xiàn)裂縫，有可能導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)性破壞，影響路面的使用性能。路面危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水分，使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載力下降，產(chǎn)生唧漿、臺(tái)階、網(wǎng)裂等病害，從而加速路面破壞?，F(xiàn)在就公路發(fā)生的一些裂縫的病害成因、危害以及防治情況做一探討。關(guān)鍵詞：瀝青路面；裂縫; 成因；預(yù)防措施; 治理方法前言 由于瀝青路面具有造價(jià)低、噪音小、行車舒適、施工快捷、維修方便等優(yōu)越性，因而瀝青路面得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。裂縫是瀝青路面常見的病害，對(duì)道路的危害極大，特別在冬季和春季，因時(shí)有雨、雪水滲入，在行車荷載的作用下，使本來就處于裂縫狀態(tài)的路面病害更加趨于嚴(yán)重，最終導(dǎo)致破壞。因此，為了提高路面質(zhì)量，減少路面病害，必須加強(qiáng)對(duì)瀝青路面早期裂縫的認(rèn)識(shí)及防治工作。1.瀝青路面裂縫的危害危害在于從裂縫中不斷地進(jìn)入水分，導(dǎo)致路基軟化，使路面破損，影響其使用功能，如果不及時(shí)進(jìn)行維修和處理，這些破壞將進(jìn)一步擴(kuò)大，最終對(duì)路面造成嚴(yán)重破壞，從而影響公路的運(yùn)行。在松散、開裂、變形、坑槽等病害當(dāng)中，裂縫是瀝青路面損壞的主要表現(xiàn)，因?yàn)樗鼤?huì)縮短路面的使用壽命和影響行車的舒適性和安全性。2瀝青路面裂縫的形式瀝青路面裂縫的形式按形狀分：橫向裂縫、縱向裂縫、龜狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫；按有無荷載可分：荷載裂縫和非荷載裂縫；按路面有無沉陷分為：沉陷性、疲勞性裂縫和非沉陷性早期裂縫。3.瀝青路面裂縫的應(yīng)力分析3.1結(jié)構(gòu)性破壞裂縫瀝青路面的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)很快開裂。在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。影響拉應(yīng)力主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。選取不同的瀝青面層厚度和半剛性基層厚度，通過試驗(yàn)得出半剛性基層底部的拉應(yīng)力與半剛性材料回彈模量間的關(guān)系曲線。在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層，可使基層底面由行車荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力明顯減小，甚至還小于半剛性底基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這對(duì)半剛性基層承受行車荷載的反復(fù)作用是十分有利的。3.2溫度裂縫 瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種，一種是低溫收縮裂縫或簡稱低溫裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫。3.2.1低溫裂縫 瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松馳性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不致于產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫大幅度下降時(shí)，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。此時(shí)半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力瀝青混合料的應(yīng)力松馳趕不上溫度應(yīng)力增長，混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變一旦超過瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層就會(huì)開裂。這種情況在瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時(shí)，裂縫就更容易發(fā)生。由于瀝青路面寬度有限，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束較小，所以低溫裂縫主要是橫向的。3.2.2溫度疲勞裂縫這種裂縫主要發(fā)生在日溫差大的地區(qū)。由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松馳性能降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫。3.3光彈試驗(yàn)在面層和基層均無裂縫的情況下，表面降溫30，在瀝青面層中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力分布。在面層已有裂縫時(shí)，光彈試驗(yàn)得到的溫度應(yīng)力分布狀況。一方面溫度向?yàn)r青面層底部傳遞需要一定的時(shí)間，不是瞬時(shí)完成的，而且瀝青面層內(nèi)部和底部的溫度不可能與其暴露表面的溫度相同，始終有溫度差，即瀝青面層中會(huì)產(chǎn)生較大的溫度梯度。瀝青面層愈厚，表面溫度與底部溫度差愈大，層間溫度梯度也愈大。另一方面瀝青面層表面的溫度應(yīng)力隨著面層的增厚而增加，面層內(nèi)的應(yīng)力隨深度而很快減小，同時(shí)面層表面的溫度應(yīng)力隨降溫幅度變小而減小。瀝青面層的表面一旦開裂，隨著持續(xù)低溫或另一次降溫，在裂縫尖端會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，使裂縫向下延伸并逐漸穿透整個(gè)瀝青面層；由于面層底部與基層表面的粘結(jié)作用，裂縫呈現(xiàn)上寬下窄現(xiàn)象。4.瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因4.1設(shè)計(jì)原因路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或厚度不足，路面強(qiáng)度無法滿足行車要求或者對(duì)路面設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年均增長率估計(jì)偏小，以至瀝青路面產(chǎn)生裂縫。 地下管道設(shè)計(jì)深度不夠，導(dǎo)致基層壓實(shí)不平引起瀝青路面的橫向裂縫。4.2材料因素 瀝青混合材料過細(xì)，其結(jié)合料過少（即石油必過低）；炒過火。瀝青混合料中集料級(jí)配不佳，石料偏少。瀝青材料配合比不正確。 瀝青原材料低溫延性差或?yàn)r青混合料粘結(jié)力低，造成路面早期裂縫。 4.3氣候因素 路基或基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，路基局部下沉路面掰裂。半剛性基層在鋪建時(shí)隨著混合料水分的減少產(chǎn)生干縮應(yīng)力，形成干縮裂縫。 基層混合料的離析或輾壓不密實(shí)及機(jī)械組合不合理，造成基層上部細(xì)粒料上浮，形成強(qiáng)度較弱的薄層，在行車荷載作用下，易產(chǎn)生龜狀裂縫。半剛性基層養(yǎng)生不當(dāng)直接影響干縮裂縫的產(chǎn)生。 半剛性基層養(yǎng)生結(jié)束后，如果不及時(shí)灑鋪封層或透層油，隨著暴曬時(shí)間的增長產(chǎn)生干縮裂縫。 施工填土未壓實(shí)，路基產(chǎn)生不均勻沉陷，接縫處壓實(shí)未達(dá)到要求，在行車作用下形成縱向裂縫。 瀝青混合料攤鋪時(shí)間過長，其表面溫度低，內(nèi)部較熱，用重型壓路機(jī)碾壓易引起路面表面切斷。 施工接縫處理不當(dāng)、碾壓方式不正確易產(chǎn)生橫向裂縫。 4.4超載因素 由于超載車輛引起累計(jì)軸次的增大，從而引起設(shè)計(jì)彎沉值減小。由于超載造成正常設(shè)計(jì)的路面基層或低基層抗拉強(qiáng)度不足，使其提前在層底產(chǎn)生拉裂。由于超載，加之車輛的振動(dòng)沖擊作用，可將路面壓壞，即一次性破壞作用。由于超載，車輛在上下坡、剎車時(shí)將加速瀝青路面層的剪切破壞。 5.瀝青路面裂縫的預(yù)防措施5.1設(shè)計(jì)措施在設(shè)計(jì)中，充分估計(jì)和預(yù)測遠(yuǎn)景交通量，適當(dāng)考慮超載車輛的比列，適當(dāng)提高路面結(jié)構(gòu)層的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)半剛性路面結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)先選用抗壓性能好，干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。設(shè)計(jì)地下管線的埋深不能高于路面以下30cm。5.2材料措施選擇適合的道路材料和面層材料，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)組織設(shè)計(jì)，確定瀝青路面厚度。在瀝青混合料中添加石棉或木質(zhì)纖維料或采用較厚的瀝青面層減少或延緩由半剛性基層產(chǎn)生的反射裂縫。面層瀝青盡量選擇低稠度、髙延度、低含臘量的優(yōu)質(zhì)瀝青，在滿足穩(wěn)定度要求的前提下，選擇針入度較大的瀝青，必要時(shí)可選用干性瀝青。5.3施工措施填土中不得含有淤泥、腐殖土及有機(jī)物等，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定值；嚴(yán)把瀝青混合料質(zhì)量關(guān)，使瀝青混合料級(jí)配最佳，礦料拌合粗細(xì)均勻一致，嚴(yán)格按配合比控制油石比；控制瀝青混合料所用瀝青的延度，拌制瀝青混合料時(shí)防止瀝青混合料加熱過度“燒焦”；混合料自加工廠運(yùn)到現(xiàn)場氣溫較低時(shí)，應(yīng)覆蓋油布保溫；嚴(yán)格控制瀝青混合料施工溫度；攤鋪瀝青混合料后緊接著碾壓，縮短碾壓長度；嚴(yán)格按碾壓操作規(guī)程作業(yè)，壓路機(jī)在對(duì)瀝青路面進(jìn)行碾壓時(shí)，車輛禁止在新壓路面調(diào)頭，碾壓的速度不宜快；在半剛性基層施工中，控制壓實(shí)的含水量；大風(fēng)和降雨時(shí)停止攤鋪和碾壓；宜采用全路寬整幅攤鋪，避免縱向分幅接茬；半剛性基層碾壓后，應(yīng)及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)生，潮濕養(yǎng)護(hù)514d；剛性基層施工后，養(yǎng)生期內(nèi)嚴(yán)禁車輛通行，并在養(yǎng)生期結(jié)束后及時(shí)澆面層。 5.4超載措施適當(dāng)增加路面厚度，使用更優(yōu)質(zhì)材料提高路面整體強(qiáng)度。增加車輛的后軸，改善車輛對(duì)路面的作用發(fā)展雙后軸及對(duì)后軸大型載貨車輛，避免道路的早期破壞。 執(zhí)法從嚴(yán)，限制車輛超載運(yùn)輸，避免道路的早期破壞。 6.瀝青路面裂縫的治理一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂縫后應(yīng)立即修補(bǔ)以免水通過縫滲透到基層，造成基層破壞而影響面層。對(duì)于較小的橫向裂縫和縱向裂縫，縫寬在6mm以內(nèi)，宜將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹去塵土后，可用灌入熱瀝青或乳化瀝青材料加以封閉處理；縫寬大于6mm的，將裂縫內(nèi)雜質(zhì)處理干凈后，用瀝青砂或細(xì)粒式瀝青混凝土填充、搗實(shí)，并用烙鐵封口，撒砂，掃勻；也可以采用乳化瀝青混合料填封。 輕微龜裂可采用刷油法處治，或進(jìn)行小面層噴油封面，防止?jié)B水?dāng)U大裂縫；大面積龜裂、網(wǎng)裂采用加封層或?yàn)r青表面處理。嚴(yán)重龜裂、網(wǎng)裂應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 碾壓中出現(xiàn)微裂縫，可在終碾前，用輪胎碾進(jìn)行復(fù)壓，消除裂縫。 因土基、路面基層的病害或強(qiáng)度不足引起的破損，應(yīng)處理路基或基層，然后在修復(fù)路面。7.結(jié)束語瀝青路面出現(xiàn)裂縫是很普遍的，在各級(jí)公路中都是最常見的問題，也是不可避免的，所以只能分析產(chǎn)生裂縫的原因，從中找出方法更好的預(yù)防路面出現(xiàn)的裂縫。另外，在養(yǎng)護(hù)上也應(yīng)該加大力度，隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，汽車的通行量也大大的增加了，提高路面的使用性能不僅有助于經(jīng)濟(jì)發(fā)展也能減少交通事故的發(fā)生。在養(yǎng)護(hù)上也要不斷改進(jìn)技術(shù)，新型的養(yǎng)護(hù)技術(shù)會(huì)更好的減少瀝青路面裂縫的產(chǎn)生。還有的承包商只以盈利為目的，在施工時(shí)偷工減料，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了路面的使用年限大大下降。修路時(shí)要以“經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，美觀，”出發(fā)，這樣才能保證路面的質(zhì)量。參考文獻(xiàn)：1郭忠印，李立寒