沥青路面裂缝病害分析与防治

2013-08-15 00:54
科技视界 2013年6期
关键词:面层行车沥青路面

王 梅

(甘肃省白银公路总段,甘肃 白银 730900)

1 沥青路面的裂缝分类

沥青路面建成后,都会产生各种裂缝。初期产生的裂缝对路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的浸入,在大量行车荷载作用下,造成路面的结构性破坏。路面裂缝根据表现形式分为横向、纵向、龟裂和网裂等。造成裂缝的主要因素包括:沥青的品种和等级、行车荷载作用、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和沥青面层温度变化等。

2 纵向裂缝原因分析、防治措施和处理方法

纵向裂缝走向基本与行车方向平行,长度和宽度不一,大多都发生在高填方的路基上。裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状,影响行车舒适度。纵向裂缝一般有两种:一种,主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形,这类裂缝容易使路基发生滑移,危险性很大;另一种,发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延伸到路堤边缘。

2.1 纵向裂缝形成的主要原因有以下两方面:

2.1.1 施工原因

一种是,因填土未压实,路基产生不均匀沉陷或冻胀作用所造成的;另一种是,沥青混合料摊铺时接缝处理不当,接缝处压实未达到要求,在行车作用下所形成的。

2.1.2 水的渗透破坏

降水渗入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,如网裂、坑洞、唧浆和辙槽。于是水有更长的时间浸入沥青面层,长期行车荷载作用下,沥青也就失去了强度从而产生网裂。

2.2 预防纵向裂缝产生的主要措施

路基填筑时,使用合格的填料,并进行分层压实,同时正确放坡,高填方段放缓边坡,降低边坡深度。面层施工时,尽量采用全路幅一次摊铺,沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求。在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少纵向裂缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。

2.3 对于纵向裂缝的处治方法

2.3.1 缝宽在5mm以内

清除缝中杂物及尘土;将粘度较低的热沥青灌入缝内,缝内潮湿时宜采用乳化沥青,灌入深度约为缝深的2/3;填入干净石屑或粗沙并捣实;将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除。

2.3.2 如纵缝缝宽再5mm以上

需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),再对裂缝按方法(1)进行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向每隔6m设宽度为1m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。

3 横向裂缝原因分析、防治措施及处理方法

横向裂缝是与路面中线近于垂直的,起初大多出现于道路两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。

3.1 横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,其成因主要有三个

3.1.1 材料收缩引起横向裂缝

一方面,在基层成型过程中因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝;另一方面,基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层底面裂缝。

3.1.2 沥青及混凝土的温缩引起的裂缝

沥青面层的自身温缩开裂,沥青是一种对温度比较敏感(热胀冷缩)的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形,当收缩拉力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的裂缝,北方温差较大的地区较为常见,初冬加宽,而春季又缩回。

3.1.3 差异沉降引起的横向裂缝

在硬土地基与软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交界处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,半刚性基层的开裂反射到沥青面层,形成横向裂缝。

温度变化引起的沥青面层收缩是造成横向裂缝的重要原因,自由沥青含量越多裂缝越多,所以选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,控制沥青用量,精选矿料,准确组成级配,或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。另外还应设计贺黎的路面结构并精心施工。

3.2 对于横向裂缝的处治方法

3.2.1 对基层进行处治。采取防裂措施,及时对基层进行养生以减少前期开裂,及时铺筑沥青面层或浇洒透油层以减少裸露时间,减少基层横向干缩性开裂。

3.2.2 对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边,裂缝宽度大于5mm,则需沿横向裂缝两侧各50cm-100cm范围开槽,挖除上面层,用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热搅拌沥青混合料填充捣实,重新摊铺上面层。

4 网裂原因分析、防治措施及处理方

网裂是互相交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间横向和斜向的接缝,形成缝网。

4.1 一个原因可能是路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,路面的承载能力下降;另一个原因可能是路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,水分渗入下层,把基层表面泡软,在汽车荷载反复作用下,基层表面被逐步掏空,产生网裂。另外,路面整体强度不足,沥青面层老化也可造成局部网裂。

4.2 网裂的处治方法如下

4.2.1 对于大面积的网裂,通常加铺乳化沥青封层或沥青表面处治。对于网裂严重的路段,则应进行补强或彻底翻修。

4.2.2 除以上分析措施外,在具体情况下,还应注意施工材料方面、设计方面、施工方面及养护方面的措施,及时对裂缝进行科学的处理,避免病害进一步扩展。

5 结论

总之,沥青路面中的裂缝病害原因很多,为预防,控制病害,应在公路设计、施工、养护三方面综合分析,采取切实可行措施和方案,并在养护过程中及时处理,以达到控制、缓解和改善沥青路面性能,提高路面的使用寿命。

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