浅析沥青混凝土路面的裂缝控制.pdf

第 2 3 卷第 1 期 2 o l 3年 2 月 广东石油化工学院学报 J o u r n a l o f G u a n g d o n g Un i v e r s i t y o f P e t r o c h e mi c a l T e c h n o l o g y V0 1 2 3 N o 1 F e b 2 01 3 浅析沥青混凝土路面的裂缝控制 郭雷 ， 吴辰龙 ( 黑龙江工程学院 土木与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 5 0 ) 摘要 ： 系统地阐述了沥青混凝土路面裂缝的4种常见类型 、 表现形式和产生原因， 并就如何减少沥青路面裂缝提出了相应 的防治措施 ， 可为如何控制沥青混凝土路面的裂缝提供参考。 关键词： 沥青； 混凝土； 路面裂缝 中图分类号- U 4 1 6 2 1 6 文献标识码： A 文章编号： 2 0 9 5 2 5 6 2 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 7 0 0 3 沥青凝土路面以其表面平整、 行车舒适、 耐磨、 噪音小、 施工工期短、 养护维修简便等优点， 在我国的公 路建设中被广泛使用。但由于受路面结构、 气候、 地形、 地质条件、 行车荷载等多种因素的影响， 都会产生 各种形状的裂缝。路面随着表面雨水或雪水的侵入， 使处于开裂状态下的路面病害日 趋严重， 尤其是东北 地区 ， 冬季气温低和周期长 ， 裂缝附近路基的含水量及路基地下水加大 ， 在大量行车荷载的作用下 ， 产生沉 陷、 冲刷、 翻浆等病害， 严重影响沥青路面的使用性能。沥青混凝土路面产生各种裂缝， 不仅对路面的连续 性和平整性产生了破坏， 影响车辆的行驶舒适性， 而且还容易造成水等有害物质进入其中， 影响了道路使 用寿命。因此， 对沥青混凝土路面产生裂缝的预防与处理， 是保证行车质量、 延长道路使用周期的关键。 因此， 分析沥青混凝土路面裂缝产生的原因并提出相应的预防措施， 是本文探讨的主要内容。 l 沥青混凝土路面裂缝类型 沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型 1 ： 一种是荷载型裂缝， 主要是由于行车荷载作用下产生的裂 缝。在车辆荷载作用下 ， 半刚性基层底部产生拉应力， 如果拉应力大于基层材料的抗拉强度 ， 则基层底部 很快开裂 ， 直至影响到沥青面层 ； 另一种是非荷载型裂缝 ， 以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂 缝； 由于施工工艺不当或使用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、 纵向裂缝、 网裂和反射裂缝等形式表现出来。 2 裂缝产 生原 因及预 防措施 I 3 J 2 1 横向裂缝 1 ) 原因分析。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。施工缝没 处理好， 接缝处不紧密； 桥梁、 涵洞等结构物两端与路基衔接处出现地基沉降等。 2 ) 预防措施。 ( 1 ) 按照 公路沥青路面施工技术规范 中的相关要求， 结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要 求的沥青种类， 以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机 构进行试验检测， 验证其是否符合相关技术标准。 ( 2 ) 合理组织施工。摊铺作业尽可能连续， 尽量避免冷接缝。如不能避免， 冷接缝应按照要求先将已 压实的摊铺带边缘切割整齐， 清除浮料， 用新的热混合料敷贴到接缝部位， 使冷料部位预热软化， 清除敷贴 收稿日期： 2 0 1 2 1 0 2 4 ； 修回日期： 2 0 1 2 1 2 1 7 作者简介： 郭雷( 1 9 8 1 一) ， 男， 哈尔滨人， 讲师， 硕士研究生， 从事土木工程教学和研究。 第 1 期 郭雷等： 浅析沥青混凝土路面的裂缝控制 7 1 料 ， 横向接缝壁应涂刷粘层沥青， 再摊铺新的沥青混合料。 ( 3 ) 充分压实横向接缝。碾压时， 压路机先在横向接缝已压实的路幅上， 钢轮伸入新摊铺部位 1 5 c m左 右， 然后每压一遍向新铺层移动 1 5 2 0 c m， 直到压路机完全进入新摊铺层， 然后再转入纵向碾压。 ( 4 ) 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。 ( 5 ) 桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料， 并按照要求填筑充分碾压； 沉降严重地段， 应先进行软土基处理， 并合理组织施工， 以减少回填部位的不均匀沉降。 2 2 纵向裂缝 1 ) 原因分析。前后摊铺幅相接处的冷接缝， 未按有关规范要求认真处理， 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沉降不一。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 ) 预 防措施 。 ( 1 ) 合理组织施工， 路面摊铺作业应连续进行， 减少冷接缝。采用全路幅一次摊铺， 如分幅摊铺时， 采 用两个摊铺机， 前后间距 l 5 2 0 m同时摊铺， 确保热接缝。、 ( 2 ) 沟槽回填土应分层填筑、 压实， 压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难 时， 须作特殊处理， 如采用黄砂、 砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热焖钢渣等。 ( 3 ) 拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致， 或稍厚。土路基应密实、 稳定。铺筑沥青面层前， 对 下层需要进行认真检查， 清除杂物灰尘， 处理好软弱层及病害， 保证下卧层的稳定， 并在老路面侧壁涂刷 0 3 0 6 k g 粘层沥青。铺筑的沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。 2 3 网状裂缝 1 ) 原因分析。路面强度差， 在荷载作用下产生网状裂缝； 路面结构中夹有软弱层或泥灰层； 粒料层松 动， 水稳性差； 沥青与沥青混合料质量差、 沥青含量低、 延度低、 抗裂性差； 沥青层厚度不足或沥青含量少， 层间粘结差， 水分渗入， 加速裂缝的形成。 2 ) 预 防措施 。 ( 1 ) 路基强度主要是在填筑过程中形成得、 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， 其次是含砾、 砂低液限粘土， 再次是低液限粘土， 粉质土和有机土不能用于填筑路基。 ( 2 ) 应用抗裂性好的改性沥青。在沥青的低温粘度、 温度敏感性、 耐老化等指标上， 改性沥青均优于普 通沥青 ， 这已得到公认 。因此在沥青混凝土路面的设计 中应优先采用改性沥青作为预防和减少沥青路面 裂缝以及延长路面使用寿命的重要措施。 ( 3 ) 加铺网状格栅。在面层的底部加铺纤维格栅类的加筋网片， 使温度产生的收缩应力和车轮荷载产 生的弯拉应力由网格状的加筋来承受， 这样可大大提高沥青混凝土路面局部的使用寿命。 ( 4 ) 合理设计路面结构， 保证沥青层厚度和质量， 使上下层良好连接。 ( 5 ) 沥青路面摊铺前， 对下卧层需认真检查， 及时清除泥灰， 处理好软弱层， 保证下卧层稳定， 并宜喷撒 适量粘层沥青。 ( 6 ) 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。 ( 7 ) 完善路基路面的排水设施， 确保路面排水顺畅； 在公路养护过程中尽量少使用或不使用对沥青路 面结构有损害的物质和方法， 如北方地区冬季使用氯化钠除雪等。 2 4 反射裂缝产生原因及预防措施 1 ) 原因分析。 ( 1 ) 由半刚性基层温缩开裂引起冬季或在寒冷地区， 在结合得好的沥青面层下， 开裂的半刚性基层的 7 2 广东石油化工学院学报 2 0 1 3 矩 水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变。由于在较低温度下沥青面层通常较硬， 它只能承受小的拉应力或拉应变 ， 因此容易被拉裂， 并且裂缝的扩展途径是 由下至上的。沥青面层的厚度 愈薄 ， 反射裂缝形成的愈早且愈多。 ( 2 ) 由半刚性基层干缩开裂引起对于新铺的半刚性基层， 随着混合料中水分的减少， 要产生干缩和干 缩应力。水分减少得愈多愈快， 产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层 上铺筑沥青面层且较薄的情况下， 半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂， 并较快形成反 射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合， 反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下， 由于温度应力在表面最大基层的裂缝将促使面层先从表面开裂然后逐渐向下传播形成对应裂缝。 2 ) 预防措施。 ( 1 ) 基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响， 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。最好使用温度膨胀系数低的骨料半刚性 基层材料层中掺人 3 0 一 5 0 的2 4 c m粒径碎石， 可减少收缩裂缝， 并提高碾压中抗拥推能力。 ( 2 ) 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。 ( 3 ) 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。控 制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0 9 倍， 可降低其干缩系数。碾压完成后要及时保湿养护， 防止基层干晒 ， 一般要 51 4 d 。 ( 4 ) 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， 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粘层， 然后尽快铺筑沥青面层。 3结论 沥青混凝土路面裂缝产生的原因很多， 它与材料结构和性能、 结构层组合设计、 温度、 温湿循环、 车辆 荷载疲劳作用以及施工工艺、 施工管理养护等各方面因素有关。只有从设计、 施工、 养护以及交通荷载等 各方面全面控制， 综合考虑各方面的相互关系及影响， 才能有效防治沥青混凝土路面裂缝的发生， 提高沥 青混凝土路面的工程质量 。 参考文献 1 王国清 公路工程质量问题及防止措施百问 M 北京： 人民交通出版社 ， 2 0 0 2 2 李玉兰 沥青混凝土路面裂缝防治措施 J 交通标准化， 2 0 0 6 ( 8 ) ： 4 3 4 5 3 孙玉花 沥青混凝土路面裂缝产生的原因及防治 J 山西建筑， 2 0 0 r 7 ( 8 ) ： 3 0 9 3 1 0 4 甄伟超 高速公路沥青砼路面产生裂缝原因及其防治措施 J 交通标准化， 2 0 o 4 ( 8 ) ： 5 3 5 5 An An a l y s i s o f As p h a l t Co n c r e t e P a v e me n t Cr a c k s Co n t r o l GUO L e i WU Ch e nl o n g ( C i v i l a n d A r c h i t e c tu r a l E n g i n e e r i n g C o ll e g e ，H e i l o n g j i a n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ，H a r b in 1 5 0 0 5 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h i s p a p e r s y s t e ma t i c a l l y d e s c r i b e s t h e a s p h a l t c o n c r e t e p a v e m e n t c r a c k s i n t h e f o u r c o mmo n t y p e s ，m a e s t a fi o n s a n d c a u s e s ， a n d h o w t o r e d u c e the a s p h a l t pav e me n t c rac k s and i t s p r e v e n t i o n me asu r e s Ke y wo r d s ： asp h a l t ；c o n c r e t e ；pav e me n t c r a c k