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            淺析路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施

            所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2011-01-30 06:48 熱度:

              摘要:路橋工程中瀝青路面裂縫已成為導致路面破壞的主要原因之一,因此,對路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施進行探討,就顯得尤為重要,本文首先分析了常見裂縫類型及成因。其次,對路橋工程中瀝青路面預防裂縫產生的措施提出了自己的建議和看法,具有一定的參考價值。
              關鍵詞:路橋工程;瀝青路面;裂縫;預防措施
              
              1. 前言
              路橋工程中瀝青路面裂縫已成為導致路面破壞的主要原因之一。分析瀝青路面裂縫產生的原因并采取適當的措施預防裂縫的發生,對延長瀝青路面的使用壽命,保證投資效益有著極其重要的意義。
              
              2.常見裂縫類型及成因
              瀝青路面開裂是瀝青路面使用中的主要病害之一。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但就瀝青路面開裂的主要成因分類,裂縫可分為兩大類,即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫:由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫,一般稱之為荷載型裂縫。在車輪荷載作用下,作用力大于半剛性基層材料的抗拉強度時,半剛性基層的底部就會很快開裂;在行車荷載的反復作用下,底部的裂縫會逐漸擴展到上部,并使瀝青面層也產生開裂破壞。決定荷載型裂縫主要因素有面層的厚度、基層的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。
              非荷載型裂縫:主要是由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫,也稱溫度裂縫。溫度裂縫包低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫,均體現為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,又可以分為反射裂縫與對應裂縫。
              低溫裂縫主要是橫向裂縫。瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應力松馳性能,溫度升降產生的變形不致于產生過大的溫度應力,但當氣溫大幅度下降時,瀝青材料逐漸發硬并開始收縮,此時半剛性基層的底部將產生拉應力,當瀝青混合料的應力松馳趕不上溫度應力增長,混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的,面層中產生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度,瀝青面層就會開裂。這種情況在瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時,裂縫就更容易發生。
              溫度疲勞裂縫主要發生在晝夜溫差大的地區。由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞,使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小,加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應力松馳性能降低,最終達到極限抗拉強度使路面產生裂縫,瀝青面層從表面開始產生溫度疲勞裂縫。反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經開裂,并且允許有垂直位移和水平位移。冬季或在寒冷地區,在結合得好的瀝青面層下,開裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內產生大的拉應力或拉應變,由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬,它只能承受小的拉應力或拉應變,因此容易被拉裂,并且裂縫的擴展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄,反射裂縫形成的愈早和愈多。
              對于新鋪的半剛性基層,隨著混合料中水分的減少,要產生干縮和干縮應力;水分減少得愈多愈快,產生的干縮應力和干縮應變就愈大。在已經產生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層,在較薄瀝青面層的情況下,半剛性基層的裂縫會由于溫度應力而使面層底部先開裂,并較快形成對應裂縫。一旦行車產生的拉應力與溫度應力相結合,反射裂縫會形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下,由于溫度應力在表面最大,基層的裂縫將促使面層先從表面開裂,然后逐漸向下傳播形成對應裂縫。
              
              3.路橋工程中瀝青路面預防裂縫產生的措施
              雖然不能準確地判斷瀝青路面裂縫到底是由哪一種具體原因引起的,但不容否認的是,上述幾種原因都有可能存在。可以從分析這幾種裂縫產生的原因中找出一些積極有效的措施來預防和減少裂縫的產生。
              (1)針對半剛性基層的反射裂縫,在半剛性基層的施工中,應該采用優質的有級配的半剛性材料。施工時緊緊抓住混合料的拌和、攤鋪和碾壓等工藝環節,控制基層施工質量。其中最主要的是混合料的拌和一定要均勻,并做到隨拌、隨運、及時攤鋪碾壓。由于水泥的水化和硬化作用,強調從拌和到碾壓結束時間不得超過4h。同時,為減少半剛性基層的干縮量,施工中一定要嚴格控制含水量和水泥劑量。基層成型后一定要及時灑水養生,使表面始終保持一定的濕度,減少初期失水裂縫。另外要及時做好下封層,并鋪筑瀝青面層,防止基層過分干燥和長時期的暴曬,從而減少半剛性基層的開裂。
              由于半剛性基層不可避免地要產生收縮裂縫,一經雨水浸害,裂縫處基層將很快失去強度。因此,有必要改變過去只在基層間噴灑透層油的做法而應設置下封層,下封層厚1.0~1.5cm,隔斷下滲水對基層的浸蝕破壞。同時鋪筑面層時,設置瀝青面層上封層,厚度至少要大于或等于2cm,且要應用密實型細粒式瀝青砼。
              (2)低溫收縮裂縫是難以避免的。瀝青性質的優劣,尤其是低溫下瀝青性質的優劣,是關系到路面低溫開裂的一個重要因素。因此在瀝青混合料設計中務必注意瀝青混合料的低溫性能,采用針入度較大的高粘度優質瀝青或改性瀝青,并且用油量也要取參考范圍值的中偏上值。同時還要注意用油量與礦料組成相適應,以達到混合料的攤鋪碾壓密實。另外還應保證瀝青混合料面層的厚度,對于重型和特重型交通道路,面層厚度應選取規范規定施工厚度的中上值。
              (3)在瀝青面層與半剛性基層之間,鋪設土工織物應力吸收薄膜夾層。在瀝青路面基層上鋪設一層土工織物,其上再鋪筑設計厚度面層。這樣鋪筑的路面對防止基層裂縫反射,減少路面車轍,延長路面使用壽命,具有顯著的效果,但因其費用較高,故應證實其有較高效益時才使用。土工織物在施工中應注意清除鋪設層面的雜物,并使其鋪設牢固、順直、搭接合理(一般為15~20cm)、粘層油溫度適中,避免人為或施工機具對其損壞而達不到預期效果。
              (4)對于目前應用越來越廣泛的水泥穩定碎石基層,通常采用預留縫的方法來防止基層的不規則橫向裂縫,即在已鋪筑的基層上每隔一定距離鋸一條貫穿道路的橫縫,縫寬不大于1cm,縫深為該結構層厚的1/3左右。根據已鋪筑的基層裂縫發生的實際情況,鋸縫的間隔以8~12cm為宜,太長則起不到防止不規則裂縫發生的作用。鋸縫后用熱瀝青灌注,并且在縫上鋪50cm寬的土工布,以防止裂縫反射到瀝青面層。基層碾壓結束后及時攤鋪瀝青面層,使基層的水分不易蒸發散失,基層本身的含水量大部分被保存下來用于養生,使基層硬化所需的溫度和適當的水分條件仍然和開放養生相同或更好,避開了人工養生造成的干濕交替、含水量變幅過大的現象,對減少或避免基層因失水而產生的干縮裂縫有益。
              
              4.結語
              以上是幾種預防和減少瀝青路面橫向裂縫的方法,由于瀝青路面不可避免地要產生裂縫,因此對于面層已經出現開裂的情況,要盡快采用適當的材料填縫,以免危及基層,導致路況惡化。
              
              
              參考文獻:
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              [2]王萍.瀝青混凝土路面裂縫產生的原因與綜合防治[J].公路,2002,(05).
              [3]朱錦芳.瀝青路面裂縫的防治[J].橋梁建設,2003,(05).
              [4]鞠昌兵.瀝青混凝土路面裂縫產生的原因及防治措施淺析[J].城市道橋與防洪,2001,(03).
              [5]徐劍,秦永春,黃頌昌.微表處混合料路用性能研究[J].公路交通科技,2002,(04).

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