公路瀝青路面裂縫成因分析的論文

實用文時間：2021-08-31 手機版

公路瀝青路面裂縫成因分析的論文

　　摘要：隨著交通量的增加，軸載的增大和高等給公路上行車速度的提高，按照傳統瀝青規范修建的道路出現了嚴重的初期損壞現象，瀝青路面早期破壞常見的現象有：泛油、波浪、擁包、裂縫、坑槽、松散等。在此基礎上提出了防治措施及維修后的檢測措施。

　　關鍵詞：瀝青路面；早期損壞；防治措施

　　1路面早期破壞的原因

　　1.1路基方面

　　（1）設計與路段實際情況相差大，設計結構不合理。瀝青面層結構選用不當，混合料類型不合理，瀝青混合料配比設計不準確。

　　（2）路面厚度設計不足導致路面強度明顯不能滿足行車要求，交通運輸發展迅猛，路面回彈彎沉值逐漸增大，滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過早產生疲勞破壞，路面網裂伴隨著縱向裂縫和形變產生。

　　（3）路線設計未對路面排水系統詳細考慮，如路塹段縱坡宜20.3%，路線縱坡宜小于等于2%，凹曲線底部宜設計在涵洞處，井在邊坡上設急流槽，超高段盡量避免設在路塹地段，原則上要求考慮加深邊溝。

　　1.2路基施工方面

　　（1）路基填土含水量偏大，在凍脹作用下使路面形成裂縫。

　　（2）路基碾壓不均勻，出現填土局部未壓實或兩側密實度不夠，使路基產生不同程度的沉陷，形成裂縫。

　　（3）舊路拓寬時，新舊路基銜接處理不符合技術規范要求，新路基壓實度不夠，造成路基不均勻沉陷或滑坡，形成裂縫。

　　（4）傍山公路半填半挖地段、橋臺與填方接頭處、路基施工未按規范要求，易造成自然沉降，經長時間行車作用易形成裂縫。

　　1.3養護管理方面

　　（1）養護不及時。瀝青路面在行車作用下出現小面積松散，個別坑槽后，未及時進行養護。初期及時養護更為重要。

　　（2）養護方法不當，有些養護人員在瀝青混凝土路面上采取人工噴油，人工灑料方法進行養護。

　　1.4基層施工方面

　　（1）目前，高等級公路路面結構基本上是半剛性基礎層的結構，采用這樣的結構有很多毛病，半剛性基層容易開裂，反射到表面，路面進水后，又很難排出，容易造成路面界面條件和受力狀態的變化。

　　（2）基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結構層前，若路面結構層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層油料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿，進而波及到瀝青面層表面。

　　（3）由于施工質量不好，無機結合料穩定基層沒有拌和到底，底部留有素土夾層，在行車反復作用下導致路面產生塊狀裂縫。

　　（4）基層松散及系數控制不嚴而導致的二次補加層。

　　（5）在基層施工過程中，灰土的上、下橫接縫因重疊或搭接過少而出現裂縫。

　　（6）部分基層壓實度不足，在最大干密度確定的情況下，基層的壓實度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關。

　　1.5路面施工方面

　　（1）瀝青混合料的組成。礦料級配，瀝青含量，集料品種不符合設計規范要求，對原材料檢驗不嚴，對瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準，使瀝青路面早期出現推擁，油包，松散，露骨，坑槽，裂縫等。

　　（2）當瀝青面層的空隙率較大時，瀝青面層的通透性增大，外界水易侵入結構內部。

　　（3）施工當中未按照施工工藝和程序進行施工，部分路面混合料離析和不均勻容易造成局部滲水，使路面出現病害。

　　（4）施工中壓實不足，片面追求平整度，不能在溫度較高的時候及時壓實，不敢采用輪胎壓路機，這樣就造成了路面表層看起來很平整，通車不久就很快衰減。

　　（5）施工機械設備陳舊，不配套，使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響。

　　（6）瀝青混合料加熱溫度過高，瀝青和礦料拌和時，瀝青便被礦料的高溫灼焦、使瀝青老化、路面強度不足，產生松散、坑槽等病害。

　　2周圍環境影響

　　（1）老化和環境因素。在嚴冬，瀝青材料最易破碎，其強度將難以承受由溫縮引起的拉伸應力，可能由于路面的溫縮和翹曲在路表出現微裂縫。

　　（2）瀝青路面裂縫擴展的影響因素。瀝青路面開裂主要由交通和環境因素引起，與行車荷載有關的瀝青路面開裂的典型例子就是龜裂。這種類型裂縫是由于溫度下降或干縮變形時瀝青路面結構層收縮引起的。

　　（3）交通荷載誘發裂縫。根據經典的疲勞強度理論，交通荷載引起的瀝青路面裂縫產生于受約束層底部，然后向上擴展到路表。這種裂縫應出現在車輪輪跡處，應為橫向裂縫。

　　（4）環境因素誘發裂縫。事實上，由環境因素誘發的裂縫通常呈現為橫向裂縫，這是因為溫度下降或干濕變化而收縮變化的應力一般在縱向最大。在特殊條件下，如高摩擦力和溫度或含水是急劇下降，就可能產生橫向裂縫，在這種情況下也可能產生典型的塊裂。

　　（5）荷載與環境因素對瀝青路面開裂的綜合影響。與交通荷載和環境因素相關的應力不是彼此孤立的，而且在許多氣候條件下，瀝青路面裂縫在白天主要受交通影響，而夜晚主要受環境因素影響。

　　3新建瀝青路面裂縫的預防

　　（1）材料的選擇。根據道路所在地區的氣候條件和混合料類型選擇結合料，對于水泥處治基層，如果條件允許，最好使用溫度膨脹系數低的骨料。對于瀝青結合料，使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。瀝青混合料中的'集料應選用表面粗糙，石質堅硬，耐磨性強，嵌擠作用好，與瀝青粘附性的材料，盡可能使用人工砂代替圓形顆料的天然沙。

　　（2）路面結構設計。顯然，所設計的道路必須能適應客觀存在的交通荷載水平和溫度條件。若道路隨載力不足，將加速路面疲勞開裂過程。

　　在設計中應特別注意路面排水與防水措施：

　　（1）瀝青混凝土配合比設計。瀝青混合料級配也是一項重要因素，在合理選擇混合料級配時，應兼顧其高溫穩定性，疲勞性能和低溫抗裂性，以及耐久性等各方面的要求。對受拉疲勞開裂的研究表明，瀝青用量從4.2%增加到6.2%，可以使用25m板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10年延長到45年。

　　（2）設計應力吸收層。設計應力吸收層，對減緩反射裂縫的產生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產生的應力傳到面層時大為減少，可明顯減弱裂縫尖端應力的奇異性，降低應力強度因子，而吸收層的彈模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈模較低，變形率越大，且不存在低溫脆化問題，效果最佳。

　　（3）施工質量。鋪筑路面材料時，應該遵循正確的施工原則。

　　4半剛性基層反射裂縫的預防

　　（1）結構層頂部切槽。這種方法是結構層碾壓后在其頂部預切槽口，深度約為層厚的1/3~1/4。

　　（2）瀝青乳液接縫。這種預開裂技術是在結構層碾壓前切割一條縫直至層底，并在縫壁內注和速破瀝青乳液。

　　（3）嵌入硬質波浪形夾片。這種技術形成所謂的“活性接縫”。

　　（4）嵌入柔性塑料帶。這種技術是在剛處理的攤鋪材料中埋入柔性塑料帶，以形成裂縫，其厚度大約為結構層厚度的1/3。保證了裂縫處有效的傳遞荷載能力。

　　（5）結構層底部預開裂。與（1）類似，通過在結構層底放置三角開采木板或木塊，減少水硬性結合性結構層橫斷面，使首先在該處產生裂縫。

　　5復合式瀝青路面裂縫的預防

　　復合式路面是用瀝青混凝土鋪筑在舊水泥路面上，反向裂縫的預防如前所述，采取的措施還包括：

　　（1）鋪筑20cm全厚式瀝青混凝土。

　　（2）在水泥混凝土和瀝青混凝土之間鋪設應力吸收層。

　　（3）采用裂縫固定技術后，再鋪筑三層體系的防裂瀝青混凝土面層。