市政道路水稳层开裂的原因及防控研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：孟熙植（1990），男，汉族，江苏连云港人，中级职称，本科，江苏农垦连云港建筑工程有限公司，研究方向为土木工程管理。-153-市政道路水稳层开裂的原因及防控研究 孟熙植 江苏农垦连云港建筑工程有限公司，江苏 南京 210000 摘要：摘要：市政道路水稳层开裂问题的研究和防控具有重要的意义。通过深入分析开裂原因，可以识别并解决施工和材料选择中存在的问题，提高水稳层的质量和耐久性。此外，研究水稳层开裂还有助于改善城市道路交通状况，减少交通事故风险，提高城市交通效率和可持续发展水平。本文首先了解了市政道路水稳层裂缝的危害，接着进一步研究了市政道路水稳层裂缝的成因，最后提出防控的措施，希望能够为相关技术人员在研究市政道路水稳层开裂的原因和防控方法等方面提供参考。关键词：关键词：市政道路；水稳层；开裂；原因；防控 中图分类号：中图分类号：TU318 0 引言 市政道路水稳层的开裂问题一直是道路工程中的重要挑战。随着交通运输的不断发展和城市化进程的加快，道路负荷不断增加，环境因素也对道路结构产生了更大的影响。水稳层开裂不仅会影响道路的平稳性和行车舒适性，还可能给交通安全带来潜在风险。水稳层开裂的原因多种多样，包括材料性能、施工质量、设计不合理、环境因素、车辆荷载等。例如，土壤的承载能力不足、温度的周期性变化等都可能导致水稳层的开裂。因此，为了解决市政道路水稳层开裂问题，需要进行深入的研究。1 市政道路水稳层裂缝的危害 1.1 加大交通安全风险 首先，水稳层裂缝会影响车辆的稳定性和操控性。裂缝使得道路表面不平整，增加了车辆行驶时的颠簸和摩擦阻力，降低了汽车的抓地力。特别是在高速行驶或急转弯时，裂缝会导致车辆失去平衡，增加了发生侧滑和翻车的风险。其次，水稳层裂缝会增加车辆的行驶阻力。裂缝使道路表面不平整，增加了车辆与道路之间的摩擦阻力。这会导致车辆的燃油消耗增加，降低了燃油经济性，从而增加了车辆的运营成本。此外，水稳层裂缝还会影响车辆的制动性能。裂缝使得道路表面不平整，减少了车轮与道路的接触面积，降低了刹车力的传递效果。这将导致制动距离增加，延迟了车辆的制动反应时间，增加了交通事故的风险。最重要的是，水稳层裂缝会增加交通事故的发生率。水稳层裂缝给驾驶员带来不稳定感和驾驶不适感，容易分散驾驶员的注意力，增加了驾驶员疲劳和失误的可能性。裂缝还会影响驾驶员的视线，特别是晚上和雨天时，裂缝的存在会增加驾驶员的视觉干扰，降低行车的安全性。1.2 缩短道路使用寿命 首先，水稳层裂缝会加速道路的破坏和损坏。裂缝使得道路表面产生了不均匀的应力分布，容易导致路面材料的开裂和碎裂。尤其在长时间的车辆压力作用下，裂缝会扩大，进一步破坏道路结构，导致路面塌陷、坑洼等问题的发生。这种持续的破坏将缩短道路的使用寿命，迫使频繁维修和更换道路。其次，水稳层裂缝会影响道路的排水性能。裂缝形成后，会破坏道路的排水系统，阻碍水分的正常排除。在雨水季节或水域较多的地区，积水将会进一步侵蚀裂缝，加速道路的病害发生和发展。长时间的积水和水渗透会影响道路底层的稳定性，导致更严重的道路破坏，从而缩短了道路的使用寿命。1.3 增加经济成本 首先，水稳层裂缝会增加道路维修和养护的成本。裂缝的出现要求对道路进行及时的维修和修补工作，以防止进一步的破坏和损失。维修和养护工作包括重新铺设水稳层、填补裂缝、修复被破坏的路面等，这些工作需要投入大量的人力、物力和财力。频繁的维修和养护工作不仅会占用大量的资源，还会增加管理中国科技期刊数据库 工业 A-154-和维护的成本，增加了道路的经济负担。其次，水稳层裂缝会导致车辆损坏和维修的成本增加。裂缝存在于道路表面，给车辆的悬挂系统、轮胎等车辆部件带来了额外的冲击和磨损。长期以来，车辆在经过裂缝处行驶时会受到更大的震动和冲击力，加速了车辆部件的磨损和损坏。这将导致车辆的维修频率增加，修理和更换部件的成本也会随之增加。对车辆所有者和运输公司来说，这将增加他们的经济负担，增加了道路使用的成本。2 市政道路水稳层裂缝成因分析 2.1 路基土壤原因 首先，土壤的承载能力不足是导致水稳层裂缝的主要问题之一。当路基土壤承载能力不足时，无法有效地支撑水稳层的负荷，会造成水稳层下沉和移位，从而引发裂缝的形成。这通常是由于路基土壤的密实度不足、强度较低或土壤的可塑性较高所导致的。因此，路基土壤的不合适特性会增加水稳层裂缝的风险。其次，土壤的含水量过高或过低也会导致水稳层裂缝的产生。当土壤过于湿润时，其孔隙中的水分会增加土壤的饱和度，导致土壤流动性增加，从而引发水稳层的沉降和变形。相反，土壤过于干燥时，土壤会变得脆弱和易碎，容易发生裂缝。因此，土壤含水量的不合适会影响水稳层的稳定性，增加了裂缝形成的风险。2.2 天气和温度原因 温度的周期性变化使道路裂缝形成。当温度发生变化时，道路材料会膨胀或收缩，从而产生应力和变形。长期以来，这种循环性变形会导致水稳层裂缝的形成。季节性变化也是道路裂缝的重要因素。在气温经历极端变化的季节，如夏季和冬季，道路材料会遭受更大的热胀冷缩影响。这种温度变化不仅增加了水稳层的应力，还容易导致裂缝的形成。降雨和雨水渗透也是道路裂缝形成的重要原因。当水渗入水稳层中，会引起材料的膨胀和变形。当水分迅速蒸发或排水不畅时，水稳层中的应力集中，从而导致裂缝的产生。紫外线辐射对道路材料的破坏作用。长时间的暴露在阳光下，紫外线会导致材料老化，使其变得脆弱和易于开裂。2.3 施工材料、配比原因 首先，施工材料的质量和性能对水稳层裂缝的形成起着关键作用。如果选用的骨料质量不合格，含有过多的粉状颗粒或太多的细颗粒，可能会导致水稳层的强度不足，易于发生裂缝。此外，沥青作为粘结剂的性能也至关重要，如果沥青的黏度过高或过低，或者沥青的粘附性不良，都会导致水稳层裂缝的发生。因此，在选择施工材料时，必须确保其质量符合规范要求，并具备良好的性能。其次，水稳层的配比也是影响裂缝产生的重要因素之一。配比的合理性决定了水稳层的强度和稳定性。如果配比中骨料的比例过高或过低，或者沥青含量不足或过多，都会导致水稳层的强度不均匀，易于出现裂缝。2.4 养护不当原因 水稳层在施工完成后需要进行初始养护，以确保道路材料充分固结和稳定。如果初始养护不足，道路材料可能无法完全凝结和固结，导致裂缝的形成。水稳层在养护期间需要加强保护，以避免外界因素对道路材料的损害。如果保护层施工不当或养护不当，会影响水稳层的稳定性和耐久性，从而导致裂缝的出现。养护时间是保证水稳层质量的重要因素。如果养护时间过短，道路材料的固结和稳定过程可能尚未完成，水稳层可能不具备足够的强度和耐久性，从而易于出现裂缝。养护温度是影响水稳层质量的重要参数之一。如果养护期间的温度过高或过低，会对道路材料的固结速度和强度产生不利影响，导致裂缝的形成。3 市政道路水稳层开裂的防控措施 3.1 前期做好道路相关数据采集 收集道路设计方案、设计参数和技术规范等相关资料。这些资料包括设计荷载、道路截面形状、路面结构、材料规格等，可以为后续的施工、养护和维修提供基础数据。进行环境地质勘测和地质资料搜集，包括土质类型、地下水位、地下管线等。这些信息有助于评估道路地基的稳定性和水稳层的承载能力，以及选择合适的防水措施。通过交通量调查，了解道路的通行车辆类型和数量，以及车辆荷载特点。这样可以合理评估道路的负荷情况，为水稳层的设计和施工提供参考依据。对道路线路进行实地勘测，包括道路纵横坡、道路曲线、中国科技期刊数据库 工业 A-155-交叉口、排水设施等。通过现场勘测可以准确了解道路的实际情况，包括道路几何形状、周边环境和排水状况等，为水稳层设计和施工提供准确的数据。总结以往类似工程的经验教训，分析道路水稳层开裂的原因和特点。通过分析历史数据和经验，可以为新工程设计提供参考依据，避免重复问题的出现。3.2 确保水稳碎石基层强度达标 选择质量良好、粒径均匀、抗压强度高的碎石材料，确保基层的强度和稳定性。同时，对于特殊工程要求的道路，如高速公路等，还应根据设计要求选择合适的材料。对于基层存在问题的区域，应进行适当的处理和加固，如填充砂土、加铺石灰土等。这样可以提高基层的承载能力和稳定性。在碎石基层施工过程中，应控制好水稳碎石的填压和夯实工艺，确保碎石与基层之间的结合良好。此外，还要注意施工过程中的均匀性和密实度，以防止孔隙和缺陷出现，影响基层的强度。及时进行养护管理是保障水稳碎石基层强度的重要手段。定期检查道路病害和损坏情况，及时进行维修和补强，确保基层的完好性和稳定性。3.3 施工合理用料，严控配比 选择符合规范要求的优质水稳层材料，包括石料、沥青、填充料等。这些材料应具备足够的强度和稳定性，并符合设计要求。在选择材料时，要严格执行相关规范，避免使用不合格或劣质材料。根据道路设计要求、现场材料性能及工程实际情况，进行合理的配合比设计。设计时应充分考虑材料的力学性能、耐久性和稳定性等因素，确保配比能够满足道路的使用要求，同时防止水稳层开裂的发生。严格控制石料、沥青和填充料等材料的质量。进行材料检测，包括颗粒分析、粘结强度、沥青含量等指标的检测。只有符合规范要求的材料才能使用，以确保施工质量和水稳层的稳定性。严格按照工艺要求进行施工，确保材料的均匀分布和充实密实。合理的施工工艺包括石料的铺设、压实、沥青的铺装和压实等。施工过程中要严密监控材料的摊铺温度、厚度和压实度等参数，避免施工不均匀和质量问题。对施工过程进行严格的质量检查和监督，包括现场实测、样品采集和试验分析等。及时发现并解决施工中的质量问题，确保水稳层的质量和稳定性。及时进行水稳层的养护管理，包括保持道路清洁、解决排水问题、进行定期检查和维修等。保持水稳层的良好状态，延长其使用寿命，减少开裂的风险。3.4 做好排水和防水措施 根据道路的地势和降雨情况，进行科学合理的排水设计。设计合理的排水系统，包括排水沟、雨水篦子、雨水收集井等。确保道路上的雨水及时排除，避免水稳层内积水产生的压力和渗透问题，减少水稳层开裂的风险。在施工前进行充分的路基处理，包括土壤改良、填筑加固等措施。改善路基的承载能力和稳定性，减少路基沉降和变形，有效防止水稳层因路基问题而开裂。在水稳层与路基之间设置适当的防水层。防水层可以采用沥青膜、聚合物改性沥青等材料进行覆盖，有效阻止水分的渗透和侵蚀。防水层的设置可以防止水稳层与路基之间的水分交换，减少水稳层的开裂风险。在水稳层的制作过程中，可以添加沥青稳定剂。沥青稳定剂可以提高水稳层的抗变形能力和耐久性，减少开裂的可能性。3.5 做好后期养护工作 定期对水稳层进行检查，包括观察开裂情况、沉降情况等。通过及时的检查，可以发现潜在的问题，并及时采取补救措施，防止问题进一步扩大。一旦发现水稳层出现裂缝或损坏，应及时进行修复。采取补充沥青、填充材料等措施，确保水稳层的完整性和稳定性。及时修复可以防止裂缝扩大，避免水稳层的进一步损坏。定期进行水稳层的维护工作，包括清除杂物、修补损坏部分等。保持道路干净整洁，防止杂物积聚引起水稳层损坏。对于暴露在外的水稳层，可以进行防尘、防晒等处理，延长其使用寿命。保持排水系统的畅通和正常运行。定期清理排水沟、雨水篦子，确保雨水能够顺利排出。防止积水对水稳层的冲刷和侵蚀，减少水稳层开裂的风险。加强对水稳层的保护措施，防止机械损伤和化学腐蚀。对于经常频繁使用的道路，可以设置路面标识和警示设施，提醒驾驶员注意保护水稳层。建立完善的水稳层监测记录系统。记录水稳层的检查、维护和修中国科技期刊数据库 工业 A-156-复情况，及时掌握水稳层的健康状况。通过监测记录，可以及时发现问题、分析原因，并制定相应的养护方案。4 结束语 总之，研究市政道路水稳层开裂问题的原因和防控至关重要。通过探索有效的防控措施，可以提高水稳层的抗裂性能，延长道路的使用寿命，减少维修和交通事故的发生。市政道路水稳层开裂的原因复杂多样，为了防止水稳层开裂问题的发生，我们需要加强相关的防控研究工作。通过做好前期道路相关数据采集、合理施工用料、做好后期养护工作等手段来提高道路的抗裂性能和使用寿命。通过不断的研究和探索，相信在未来能够进一步改进防控措施，实现更加可靠和持久的市政道路水稳层。参考文献 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