瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因及預(yù)防措施

最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因及預(yù)防措施瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因及預(yù)防措施 【摘要】瀝青路面作為高等級路面，其表面平整無接縫，行車振動小，噪音低，開放交通快，養(yǎng)護簡便，當(dāng)前路面越來越多采用該結(jié)構(gòu)形式，但是瀝青路面裂縫問題是公路工程質(zhì)量通病之一。本文分析了瀝青路面各類裂縫產(chǎn)生的原因，并有針對性地提出了預(yù)防裂縫出現(xiàn)的相應(yīng)措施。 【關(guān)鍵詞】瀝青路面；裂縫；預(yù)防措施 中圖分類號： U416.217 文獻標識碼： A 文章編號： 瀝青路面在使用過程中出現(xiàn)裂縫病害是當(dāng)前無論任何區(qū)域都普遍存在的問題。路面裂縫會造成水分不斷從裂縫處進入，在各類行車荷載反復(fù)作用及其溫度變化影響下，使基層、路基整體性發(fā)生破壞，導(dǎo)致路面承載力下降，進一步產(chǎn)生塊裂、龜裂甚至坑槽等病害，從而加速瀝青路面破壞，縮短公路使用年限。 一、瀝青路面裂縫產(chǎn)生原因 瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因根據(jù)成因可分為四類：一是由于路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層發(fā)生破壞，造成瀝青路面出現(xiàn)裂縫。二是由于行車荷載反復(fù)作用而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，稱之為荷載型裂縫。三是由于外界環(huán)境變化造成瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和疲勞裂縫。四是由于我國現(xiàn)行瀝青路面大部分采用各類半剛性基層，由于配合比設(shè)計問題及其使用過程中的溫縮或干縮裂縫會造成瀝青路面產(chǎn)生各類反射裂縫。 二、瀝青路面裂縫應(yīng)力分析 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外界行車荷載造成的。在車輪荷載特別是超限車輛的作用下，其一會造成路基發(fā)生不均勻沉降，從而路面基層出現(xiàn)裂縫。其二當(dāng)荷載作用大于基層材料的抗拉強度時，路面基層底部出現(xiàn)開裂，在外部荷載的反復(fù)作用下，基層底部的裂縫向上逐步反射，最終造成瀝青混凝土面層產(chǎn)生裂縫。拉應(yīng)力主要由瀝青混凝土面層的厚度、基層的層數(shù)、厚度、基層的回彈模量和路基的回彈模量所決定的。因而要根據(jù)路線的設(shè)計交通量選取適當(dāng)?shù)臑r青面層厚度和半剛性基層厚度，適當(dāng)增加基層的層數(shù)，以滿足路面的使用要求。 2、溫度裂縫 溫度裂縫分為兩種，一種是因低溫造成各結(jié)構(gòu)層材料收縮而產(chǎn)生的裂縫，另一種是溫度發(fā)生較大急劇變化引起的瀝青混合料產(chǎn)生疲勞裂縫。（1）低溫裂縫。瀝青材料在正常溫度范圍內(nèi)，具有較好的延展性，溫度變化不會對瀝青混凝土產(chǎn)生較大的影響，但當(dāng)氣溫大幅度下降時，瀝青混凝土?xí)S著溫度的降低逐漸變硬收縮，基層底部將由此產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，當(dāng)瀝青混凝土路面中的收縮拉應(yīng)力或應(yīng)變超過瀝青混合料的抗彎拉強度時，瀝青路面就會出現(xiàn)裂縫。當(dāng)瀝青混凝土面層與基層間的粘結(jié)較差時，面層就更易發(fā)生因低溫造成的路面裂縫。 （2）疲勞裂縫。疲勞裂縫在晝夜溫差大的地區(qū)比較容易發(fā)生，由于瀝青混凝土路面溫度反復(fù)升降，造成瀝青混凝土路面溫度應(yīng)力疲勞，瀝青混合料容許應(yīng)變范圍變小，加上混合料中瀝青的老化使瀝青的應(yīng)變性能降低，從而產(chǎn)生因溫度變化形成的路面裂縫。 3、半剛性基層反射裂縫（1）半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。半剛性基層通常在夏季高溫季節(jié)時施工，隨著季節(jié)性氣溫降低及其晝夜溫差變化，基層混合料出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，當(dāng)收縮應(yīng)力大于材料本身能夠承受的抗彎拉強度時，半剛性基層就會出現(xiàn)橫向開裂現(xiàn)象。冬季或在寒冷地區(qū)，瀝青混凝土路面與半剛性基層結(jié)合面部位，開裂的半剛性基層的水平位移使裂縫處的面層內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于瀝青混合料在低溫下通常較硬，承受容許拉應(yīng)力或拉應(yīng)變較小，易造成瀝青混合料出現(xiàn)裂縫，且所產(chǎn)生的裂縫從瀝青路面底部開始由下至上傳遞，所以稱為反射裂縫。 （2）半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫。半剛性基層施工完成后，隨著混合料中水分的逐漸減少，混合料內(nèi)部產(chǎn)生因干縮引起干縮應(yīng)力，當(dāng)干縮應(yīng)力大于材料本身能夠承受的抗彎拉強度時，半剛性基層就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。在發(fā)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青混凝土面層時，半剛性基層的干縮裂縫會使面層底部率先開裂，在行車荷載的反復(fù)作用下，其底層裂縫以較快的速度反射到路面頂部形成裂縫。 三、影響裂縫產(chǎn)生的主要因素 1、路基施工質(zhì)量。路基作為路面的基礎(chǔ)，承受路面?zhèn)鬟f下來的各類動、靜荷載，要求其具有足夠的強度和穩(wěn)定性，其施工質(zhì)量的好壞將最終影響到瀝青路面質(zhì)量。如填筑材料不均、填筑壓實度不足、臺階開挖處理不善等，都會造成瀝青混凝土路面出現(xiàn)各類裂縫病害。 2、瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)。瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面出現(xiàn)溫度裂縫的最主要原因，瀝青混合料配合比的好壞是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素。其集料的規(guī)格、質(zhì)量、級配，瀝青的路用性能對抵抗瀝青混凝土路面裂縫的發(fā)生起著關(guān)鍵作用。 3、半剛性基層材料的性質(zhì)。半剛性基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少?；鶎硬牧系募壟?、水泥質(zhì)量與用量、混合料含水量以及施工工藝都影響著基層材料的性質(zhì)，從而造成基層出現(xiàn)溫縮或干縮裂縫，進而造成瀝青面層的裂縫。 4、氣候條件。極端低溫、降溫速率、低溫持續(xù)時間、升降溫循環(huán)次數(shù)是氣候條件影響半剛性基層及其瀝青路面溫縮裂縫的主要原因。 5、超限荷載分為超重荷載與超量次荷載。在超重荷載車輛影響下，路面半剛性基層中會產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，當(dāng)其超過基層本身所能承受的容許拉應(yīng)力時，基層就會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，直至瀝青混凝土路面出現(xiàn)開裂破壞。超重荷載造成路面開裂破壞是瞬時、快速、不可恢復(fù)的。在每條道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時都選擇了相應(yīng)的設(shè)計交通量，當(dāng)短期實際交通量超過設(shè)計交通量時，其超量次荷載會加速瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)殘余變形的累積，極易造成路面發(fā)生疲勞破壞出現(xiàn)開裂。 6、施工方式及工藝。主要指路基填筑、碾壓不當(dāng)，基層施工養(yǎng)生不及時，瀝青混凝土路面攤鋪時橫向及縱向接縫處理不當(dāng)?shù)纫蛩亍?四、瀝青路面裂縫預(yù)防措施 1、加強路基施工管理，保障其具有足夠的強度和穩(wěn)定性，特別是半填半挖路段，要嚴格按照規(guī)范要求開挖臺階分層壓實，保障其具有足夠的壓實度。對新舊路面的銜接部位可采取鋪設(shè)土工布或玻璃格柵等措施，減少路基出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面出現(xiàn)裂縫。 2、保障瀝青及瀝青混合料的質(zhì)量。瀝青的溫度敏感性是影響裂縫的重要因素，針入度指數(shù)愈大，瀝青的溫度敏感性就愈低，因而要選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青來用于瀝青面層施工，在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，優(yōu)先選用針入度較大的瀝青原材料。 3、在進行路面設(shè)計過程中采用合適的瀝青混凝土面層厚度，根據(jù)路線所處氣候環(huán)境及交通量狀況可適當(dāng)增加瀝青混凝土路面面層厚度；為減輕瀝青混凝土路面反射裂縫，在基層頂面可設(shè)置中間層，如采用土工織物、土工隔柵、粘接間斷層、大粒徑瀝青碎石等。 4、在進行半剛性基層設(shè)計時，應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強度高的半剛性材料。在基層施工中嚴格控制混合料中細集料的比例及混合料的塑性指數(shù)，其中小于0.075mm的顆粒含量嚴格控制在5%以內(nèi)，以減輕基層產(chǎn)生收縮裂縫。施工中要做好各作業(yè)環(huán)節(jié)配合，在基層攤鋪過程中根據(jù)運輸距離、天氣情況等控制好集料的含水量，防止碾壓時彈簧現(xiàn)象的發(fā)生。半剛性基層攤鋪碾壓完成后嚴禁大型車輛通行，在養(yǎng)生期結(jié)束后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層，減少基層的暴曬時間，如不能及時鋪筑面層，應(yīng)加強養(yǎng)生，及時采用乳化瀝青做透層或封層，保障基層不至于過分干燥而出現(xiàn)裂縫。 5、在公路竣工通車后，交通管理部門應(yīng)加大源頭治理，從根本上解決超限車輛對路面造成的嚴重破壞。 五、結(jié)束語造成瀝青路面產(chǎn)生裂縫的影響因素還有很多，如橋涵構(gòu)造物兩側(cè)不均勻沉降、地下水的影響等等，但我們只要能夠認真分析，了解其形成裂縫的原因，采取有針對性的預(yù)防、治理措施，就能夠減輕瀝青路面裂縫病害出現(xiàn)的數(shù)量及其嚴重程度，最大限度的降低養(yǎng)護資金的投入，