浅析路桥工程中沥青路面裂缝的预防措施

孟 翔

[摘要]路桥工程中沥青路面开裂是普遍存在的现象,不管其基层是柔性的还是半刚性的。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分,使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,产生唧浆、台阶、网裂等病害,加速路面的破坏。因此,探讨路桥工程中沥青路面裂缝产生的原因及预防措施。

[关键词]路桥工程沥青路面裂缝

中图分类号:中图分类号:TJ8文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1220094-01

一、路桥工程中沥青路面裂缝产生的原因

(一)沥青及沥青混合料的性质。沥青路面所铺筑的沥青混合料是由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的。在混合料组成中,由于材质的不同和数量的多少,可形成不同的组成结构,表现为不同的物理力学性能。影响沥青路面温度开裂的最主要原因是沥青和沥青结合料的性质,沥青路面是否开裂的最根本因素是沥青混合料的低温劲度,而沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中,影响更大的是温度敏感性,温度敏感性大的沥青更容易开裂。

(二)基层材料的性质。基层材料的收缩性愈小,面层裂缝愈小。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。1.干燥收缩开裂。主要是由于混合料失去水分引起的,混合料中游离水分的减少缩小了颗粒间的空隙。2.低温收缩开裂。半刚性基层多在高温夏季和常温时施工成型,入冬后温度骤降,混合料遇冷收缩,在收缩过程中受到下层的约束产生收缩拉应力。如果收缩应力大于当时的极限抗拉强度时,就会产生温度收缩裂缝,温差越大,温度变化越快,则约束越大,混合料就容易开裂。

(三)设计原因。我国沥青路面的大规模的开发及其设计是近十几年伴随着高速公路建设而发展起来的。因此,还有不少设计问题有待研究。设计存在的主要问题如下:1.结构设计不合理。如基层厚度不够,面层分层及材料配合比设计不当,面层厚度不合理。2.路面、基层、底基层排水设计考虑不周。3.路面所处段土质和水文情况与实际出入大,使得路面设计参数不符合实际。

(四)施工原因。1.软土地基施工。在含水量较高、强度低、孔隙比大、压缩性高的软弱土层即软土上修筑路基,若处理不当,往往会发生路基失稳、过量沉陷和不均匀沉降,路面产生纵向裂缝,导致公路破坏或不能正常使用。2.路基压实度不足。路基压实是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术措施之一。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的密度提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。由于路基局部路段压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝。3.路面基层施工质量低劣。由于抢工期、赶进度,造成料源紧缺,原材料质量难以保证,不能按照施工规范的要求施工。半刚性基层没有合理的龄期,放松对工程质量的控制,使得基层和底基层质量低劣,造成基层网裂破坏,反射到面层,面层出现网裂。在龄期不足的情况下,由于摊铺机和重型运料车辆的碾压并转弯,底面层施工时用振动压路机碾压,这都会破坏水泥水化、硬化已形成的初期强度。4.沥青面层集料离析。沥青面层集料大小颗粒离析局部粗集料偏多,细集料偏少;不易压实。矿料与沥青的粘结力小,抗剪强度低,容易出现龟裂和松散。

二、路桥工程中沥青路面裂缝的预防措施

根据规范,通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求,基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生,以下将作具体的论述。

(一)提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此,必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节。

1.路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路。面对当前高速公路超载现象十分普遍的情况下,建议在路基施工时对路基工作区的控制深度最好是大于路基工作区的设计深度,以防患于未然。2.压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推除重填。3.降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部位,它直接承受和吸收路面的扩散应力,要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水,不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑,土质差的地段要进行换填处理,确保其强度和稳定性。

(二)设计预防裂缝发生

1.在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。2.选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。3.在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。4.沥青面层采用密实型沥青混凝土。5.采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。6. 为进一步提高表面层抗温度裂缝性能,可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。7.设置应力消减(应力吸收)中间层。

(三)施工控制裂缝发生

1.严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。2.半刚性基层碾压完成后,要及时养生。3.半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。4.透层或粘层完成后,应尽快铺筑沥青面层。

三、结论

路桥铺设沥青面层前,采取裂缝预防措施和处理技术可以大大减少路面裂缝的出现。这种思路和方法是强调于道路建设初期采取措施阻止裂缝的形成。或通过选择道路结构、技术或材料处理已出现的裂缝,这将减少裂缝或根本不出现裂缝,或者使得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。

参考文献:

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[2]曾勇军、谢兆星,沥青路面裂缝修补技术探讨[J].交通标准化,2006年第11期.

[3]张玉芬,试论路桥工程中沥青路面裂缝的防治技术[J].黑龙江科技信息,2009年27期.