沥青路面裂缝产生的原因及控制措施.docx

沥青路面产生裂缝的原因与控制措施裂缝主要形式与现象公路沥青路面的开裂表现形式是多种多样的，主要有横向、纵向、网状和反射裂缝.横向裂缝现象为：裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉.横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝,在路面积水的作用下加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷.纵向裂缝现象为：裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一 .一般都发生在高填方的路基上.纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性.网状裂缝现象为：裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽1mm以上，缝距40cm以下网状裂缝导致公路沥青路面松散或坑槽，严重影响公路沥青路面的综合服务水平.反射裂缝现象为：基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似.对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一，主要取决于下卧层裂缝产生的原因分析1. 引起公路沥青路面开裂的原因很多，大体可分为三大类：1）由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝.在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时，产生的开裂称之荷载型裂缝.2）由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载裂缝3）是经常出现在桥涵两端的横向裂缝，或在路段上出现较长的纵缝，主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起，称为沉降裂缝.2. 尽管公路沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因.2.1横向裂缝沥青面层的自身温缩开裂；半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层；某些基层开挖沟槽埋设管线以与冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂；面层施工时，施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良.桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等.2.2 纵向裂缝填方材料和填方的不均匀性，以与填方密实度达不到设计要求.经过一段时间的自然沉降，特别是经过雨水浸泡后，路基强度有所下降，沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝.施工时，前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规X要求认真处理，结合不紧密而脱开;纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷；拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂；边坡值小于设计值，边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂.2.3网状裂缝路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体，使路面的承载能力下降形成的裂缝；沥青与沥青混合料质量差.沥青延度低，抗裂性差.沥青混合料拌和时间过长，拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长，使沥青变硬，对拉应变敏感而产生的裂缝；沥青层厚度不足，层间粘结差，水分渗入,形成的裂缝；行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝.外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂2.4反射裂缝在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层，由于温度的变化降低，老路面的裂缝继续扩展,给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力,使新铺层在旧裂缝处断开.半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等.裂缝形成后对道路的危害由于环境温度、交通荷载等因素的影响，沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响，但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂，随着路面使用时间的延长.已有的裂缝逐渐向上扩展到路表，横向裂缝不断增加.缝宽不断增大，横向裂缝再不断附生纵向裂缝，最终形成大小不等独立板块，在表面水的作用下，致使裂缝附近基层的含水量加大，甚至饱和.其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下，产生冲刷、唧浆和沉陷等现象,聚终导致路面很快产生结构性破坏，使道路结构逐渐丧失承载能力.这些病害，如得不到与时治理，对社会车辆形成一种潜在的危害，也极大地缩短道路的服务寿命，给国家造成极大的经济损失.沥青路面裂缝的预防和处理措施延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝，可采用两大类方法：一是在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施；二是在维修养护时选用合适的加铺层体系.通常在有条件时，为获得最佳效果，可综合运用这两类方法.1.1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，最大限度地减小路基完工后沉降量.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基.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.1.2基层应有合理厚度当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到25cm时，其承载力提高为原来的3倍.1.3修筑防裂路面研究表明，面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响，厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力.1.4选择防裂性能好的材料1选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料.2选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标；在缺少优质沥青的情况下，应采用某些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能与高温稳定性能.3在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作面层.4采用密实型沥青混凝土面层.空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展.5沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料.如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂.1.5设置应力吸收层在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层.采用应力吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子.而吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好.可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好.用土工格栅加筋沥青路面的主要功能是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝，不同类型的格栅性能显著不同.橡胶沥青吸收膜,是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,施于面层中间，形成一薄膜或与砂石成一薄层.有试验结果表明，此应力吸收层在面层中间效果最佳.1.6施工时控制裂缝发生的措施在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规X要求，碾压完成后要与时保湿养护,防止基层干晒，养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层.制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，不使沥青老化、加强碾压，使沥青混合料达到规定的压实度,也可减少反射裂缝.为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝,应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝.