精選天津市公路瀝青路面面層裂縫成因分析及防治對策研究

1、天津市公路瀝青路面面層裂縫成因分析及防治對策研究 天津市公路瀝青路面面層裂縫成因分析及防治對策研究摘要：從產生機理和現(xiàn)場調查兩方面，對天津市公路瀝青路面的裂縫病害成因進行了分析，并據(jù)此從材料、設計、施工等角度列舉了假設干適用的裂縫防治措施。關鍵詞：瀝青路面；裂縫；防治對策abstract: the mechanism and field survey produced from two aspects of the asphalt pavement of tianjin road diseases.it cracks are analyzed, and accordingly from mat

2、erial, design and construction, introduces some examples of applicable angle crack prevention and control measures.keywords: the asphalt pavement; crack; countermeasures to prevent and control0研究背景自我市80年代開始修筑高等級公路以來，瀝青路面的病害也一直是困擾著道路工作者的難題。近年來，隨著交通量、車輛荷載的日益增大以及新建高速公路的大量修筑，路面病害表達出了時間早、開展迅速、治理難度大等開展趨勢；

3、且在以往常見、多發(fā)病害類型的根底上，又出現(xiàn)了一些新的變化，其突出特點是損壞期提前。對此，很多道路工作者憑經驗對路面病害的起因和開展提出了很多看法和推測，但是目前路面病害的研究焦點大都集中在半剛性基層本身的缺陷及其對其上結構層的影響方面，單純深入分析面層本身病害尤其是裂縫這種最常見的路面病害的研究并不多見。故而本文期拋開路基及基層原因對面層的影響，而是從面層本身出現(xiàn)裂縫病害的成因分析出發(fā)，結合現(xiàn)場調查，探尋一些對其有效診斷和處治的措施，翻開路面裂縫病害防治研究新的思路和視野。1瀝青路面面層裂縫病害成因分析瀝青路面結構面層的裂縫按其方向和成因可分為縱裂、橫裂、龜裂、網(wǎng)裂和塊裂等。限于本文的研究范圍

4、，僅討論溫縮裂縫、自上而下的外表裂縫、自下而上的疲勞裂縫龜裂、網(wǎng)裂等。溫縮裂縫：一般認為，瀝青路面面層的低溫開裂有兩種形式，一種是由于氣溫驟降造成面層溫度收縮，在有約束的瀝青層內產生的溫度應力超過瀝青混合料的抗拉強度時造成的開裂。另一種是溫度疲勞裂縫，由于氣溫的反復升降導致瀝青混合料溫度應力疲勞，以及混合料的極限拉伸應變減小，應力松弛性能降低，最后導致在并不太大的溫度應力下即可開裂。溫度裂縫大多為橫向裂縫，間距變化在數(shù)米至100米之間。當路面寬度大于裂縫間距時，還可能產生縱向裂縫，從而形成塊狀裂縫。溫度裂縫破壞了瀝青路面的整體性及連續(xù)性，而且為水分滲入使基層甚至路基軟化，導致路面承載力下降，還

5、為凍融提供了條件。此外，溫度裂縫對瀝青加鋪層的影響反射裂縫也不容無視。自上而下的外表裂縫：以往傳統(tǒng)的認識都認為路面一旦出現(xiàn)縱裂和網(wǎng)裂，都是因為承載力缺乏引起的結構性破壞，這種裂縫是從下面層彎拉破壞開始向上開展并到達路表的。然而在對我市出現(xiàn)裂縫病害的路面鉆芯調查可知，有相當局部的路面裂縫屬于外表裂縫，有的孤立，有的成網(wǎng)裂，但是此種外表裂縫是從路表開始，逐漸向下開展的，性質完全不同的裂縫。有的芯樣裂縫僅限于外表層；有的開展到中面層，由于中下面層聯(lián)結良好，尚未貫穿；有的外表層與中面層聯(lián)結良好，但中下面層之間已經脫開，裂縫貫穿上面兩層。分析其原因也很單純，是由于瀝青路面的外表層或中面層與下面的瀝青層脫

6、開所致，之所以脫開其原因是由于施工時的層間污染。因此，解決好層間污染問題是我市瀝青路面施工過程中必須重視的當務之急。自下而上的疲勞裂縫龜裂、網(wǎng)裂：自下而上的疲勞裂縫是傳統(tǒng)的柔性路面力學模式最典型的結構破壞，當路面結構在重復荷載作用下，瀝青層的層底拉應變大于極限拉伸應變時，路面將發(fā)生疲勞損壞。其初期階段表現(xiàn)為相互交錯的裂縫，繼而開展為銳角多邊形裂塊，形成龜裂、網(wǎng)裂，并時常伴有沉陷和唧漿現(xiàn)象2。根據(jù)彈性層狀體系理論下半剛性基層瀝青路面計算說明，假定瀝青層幾層都是連續(xù)的一個完整的整體，無論瀝青層與基層是處于連續(xù)還是滑動狀態(tài)，基層都是在瀝青層之前先發(fā)生疲勞損壞，逐漸由整塊變成大塊、小塊，直至碎塊，當初

7、按整體設計的瀝青層肯定會顯得承載能力缺乏，從而疲勞損壞。在這種情況下，裂縫將從底部開始，向上擴展，最后導致瀝青面層網(wǎng)裂而徹底破壞1。2裂縫病害的防治對策以上分析了我市公路瀝青路面面層常見的裂縫病害及其成因，總的來說，造成此類病害或早期損壞的外因不外乎交通量和超載車的問題，而內因那么根本可以歸結為管理、設計、施工及養(yǎng)護等各環(huán)節(jié)的問題。我們必須進行深入的調查研究，探求其開展的客觀規(guī)律，并結合已有的使用經驗，才能制定合理適宜的裂縫病害防治對策。2.1溫縮裂縫溫縮裂縫從某種意義上說，是屬于一種正常的力學行為，要從根本上解決其是不現(xiàn)實的。下面僅從材料、設計、施工等角度列舉一些適用于我市防治溫縮裂縫的措施

8、。2.1.1認真選擇材料(1)注意瀝青的油源，選用針入度較大、溫度敏感性小pi大、低溫延度大的瀝青，使用摻加纖維的聚合物改性瀝青，從改性瀝青性能來說，改善感溫性是最根本的措施。(2)采用吸水率小、100%軋制碎石的集料拌制瀝青混合料，采用低溫延伸及應力松弛性能好的瀝青混合料。2.1.2精心設計、選擇合理的瀝青路面結構(1)適當增加瀝青面層厚度，可有效的防治瀝青路面低溫開裂。(2)采用柔性基層，或在半剛性基層和瀝青層之間設置級配碎石過渡層，減少半剛性基層開裂與溫縮裂縫的綜合作用。(3)選擇空隙率小、不透水的密級配瀝青混凝土作為路面結構層，設計空隙率宜降低采用2%4%。盡可能采用間斷級配抗滑表層或

9、瀝青馬蹄脂碎石混合料sma作外表層。2.1.3認真施工(1)充分碾壓，壓實度最好提高到98%以上，有效的降低施工結束時的剩余空隙率至小于6%。(2)嚴防施工過程中的工序交叉干擾，杜絕施工污染。盡可能在同一年內完成基層和瀝青面層的施工，并確保瀝青面層成為一個整體。(3)改善瀝青路面壓實度檢驗方法，盡量減少取樣鉆孔的頻度，鉆孔處必須仔細回填，不留缺陷。鉆孔處經常是溫縮裂縫的發(fā)源地。2.2疲勞裂縫兩種疲勞裂縫，一種是自上而下的外表裂縫，一種是自下而上的疲勞裂縫，如何防治目前尚缺乏系統(tǒng)的研究。這里僅從機理角度出發(fā)作一些很簡單的探索。1.實施有效的路政管理，嚴格限制超限、超載車的通行。2.設計路面結構容許彎沉時適量留有余地，考慮局部超限車的軸載作用。3.確保瀝青層有足夠的厚度，進行層底拉應力應變驗算。4.將瀝青層的最下層做成高抗疲勞層，采用耐老化的改性瀝青，在確?？管囖H能力的根底上增加瀝青用量，采用較稀的瀝青。5.強化噴灑粘層油，使各瀝青層粘結良好