高速公路沥青路面裂缝病害成因及防治措施分析.doc

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高速公路沥青路面裂缝病害成因及防治措施分析
褚德勇
武警交通二总队第七支队
【摘要】我国的高速公路路面通常采用半刚性基层沥青路面，若路面裂缝不能及时处理，会导致路面承载力不足，直接导致严重后果。本文通过分析影响沥青路面裂缝产生的因素 以及裂缝形成的原因，提出裂缝处理的意见，仅供参考。
【关键词】高速公路；沥青路面；裂缝
【 abstract 】 the our country the highway pavement usually USES semi-rigid base asphalt pavement, if the road surface crack cannot be handled in time, will lead to pavement bearing capacity is insufficient, directly lead to serious consequences. This paper by analyzing the influential factors of the asphalt pavement of cracks and the causes of the formation of crack, and puts forward the opinion of the crack treatment, only for reference.
【 key words 】 highways; and The asphalt pavement; crack

中图分类号：U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：
1.前言
在高速公路使用过程中，伴随着公路使用时间的增长以及通过汽车的累积次数的增多，沥青路面出现以不同类型的裂缝为主要现象的破坏形式。根据裂缝的形成原因，裂缝分为：路基沉降裂缝、半刚性基层的反射裂缝、沥青面层温缩裂缝、自上而下的表面裂缝、综合原因形成的网状裂缝等。若不能在裂缝出现早期加以及时处理，会导致路面承载力不够，路面破坏速度加快，降低了公路的使用能力，更严重者将会引起交通事故。然而通过分析裂缝的形成原因，我们完全可以做到“因病施治，有的放矢”。
2.高速公路沥青裂缝的分类
2．1路基沉降裂缝
通过调查分析发现，影响沥青路面开裂主要元凶是以结构物端部和软土地基沉降为主的路基的不均匀沉降。由路基沉降产生的裂缝的表现形式主要有以下三种：
第一，构造物端部或顶部的横向裂缝。这是高速公路沥青路面最常见的病害，几乎可以在所有的高速公路上均可见，唯一不同的是裂缝的开裂比例以及开裂程度。
第二，路基横向不均匀沉降产生的纵向裂缝。纵向裂缝主要发生在半填半挖路段、高填方路段、老路加宽后的新老路基结合部，在山区，丘陵区和平原区等的高速公路均可见。
这类裂缝的产生主要是由于不均匀碾压造成的，再加上通车后汽车荷载以及水的共同作用，通常使得路基横向沉降不均匀。
第三，软土地基沉降产生的块裂和龟裂。在我国高速公路经过的大部分地区分布着软土。由于软土层的自身特点，即：土层深度，成分，颗粒级配的不同，造成地基的强度和稳定性有差别，因而，在汽车等荷载作用下造成不均匀沉降，造成块裂和龟裂的现象出现在沥青路面。
2．2半刚性基层反射裂缝
通过研究发现，半刚性基层反射裂缝是由于贯通横缝是由于基层开裂后反射到沥青面层而形成的。
水泥稳定类基层作为影响半刚性基层反射裂缝产生的主要原因，主要体现在，矿料级配设计不合理(悬浮密实型)细料(0．075以下颗粒)含量过多，水泥剂量偏高，施工时含水量过大，以及施工后养生不及时或养生方法不当等方面。
2．3沥青面层温缩裂缝
气温骤降造成面层温度收缩和温度疲劳裂缝是沥青路面的温缩裂缝有两种型式。温度的作用原理为温度反复升降导致混合料的极限拉伸应变变小，应力松弛性能降低，导致裂缝的产生。
2．4自上而下的表面裂缝
大量资料表明，许多许多裂缝是从路表面开始，逐渐向下发展，一般发生在轮迹带处、施工离析的部位以及两台摊铺机作业的交界处，存在形式多为轻微纵向裂缝和网状裂缝。
3.高速公路沥青裂缝的形成原因
3.1材料
面层裂缝的大小与基层材料的收缩性有关，面层裂缝随着基层材料的收缩性的减小而减小。通常我们选择收缩性小，以及有透层油的基层材料并且加强与面层的粘结，可以减小沥青的开裂。
沥青面层的裂缝率受基层材料的影响主要表现在干燥收缩开裂和低温收缩开裂。前者的作用原理是由混合料因为失去水分而缩小了颗粒间的空隙。后者是由于施工时多在高温的夏季，而在冬季是温度急剧下降，混合料收缩，产生收缩应力，温度收缩裂缝产生在收缩应力大于极限抗拉强度时，通常温差越大，温度变化越快，则约束越大，混合料就容易开裂。
3.2设计
我过沥青路面存在的主要问题表现在以下三个方面：第一，结构设计不合理。第二，路面、基层、底基层排水设计考虑不完善。第三，实地勘察不完善，路面设计状况与实际情况不相同，使得路面设计参数不符合实际。
3.3施工
由施工原因造成的沥青路面裂缝主要表现在：一，局部路堤填料料粘土土块粉碎不足，导致的路基压实不均匀；二、路基边缘压实度不够，这是由于暗埋式构造物因其自身长度的原因造成的；三、减速车道与行车道衔接段不在同一时段施工；四、由于处理不当在半填半控处的衔接，导致路基的不均匀沉降产生的纵向裂缝。
3.4其他
第一，气候温度条件。影响沥青路面温缩裂缝的主要气候原因，即，最低温度、降温速率、持续低温时间、升降温循环次数。第二，通车辆和车辆类型。一般情况下由最重的车轮荷载产生刚性基层中的最大拉应力。通过研究表明，不同轴载对半刚性路面的破坏作用约是16次方的关系。
4.裂缝处治技术建议
4.1设计因素
第一，面层厚度。经验与规范相结合，在严格执行沥青路面设计规范的同时结合在设计中的经验。
第二，基层厚度。相关资料表明，增大结构层厚度可以有效的提高路面承载力。
第三，做好排水设计。降低地下水位是提高路基以及路面强度的有力保障。
第四，做好沥青混合料配合比设计。沥青的用量直接影响混合料的骨架嵌挤作用。合理的沥青混合料配合比对路面承载力的提高具有不容忽视的意义。
4.2材料特性
第一，选择松弛性能好的优质沥青做面层。确保沥青的针入度、延度等指标符合要求。在没有优质沥青的时，应采取补救措施，添加某些添加剂和聚合物，提高沥青的性能，降低裂缝产生或者扩展的几率。
第二，选用适宜的集料。沥青混合料的集料的选用标准即为集料表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料，碱性材料的抗剥落性能比酸性材料要好，因此尽量避免采用酸性集料，如若必须采用酸性集料，要加入抗剥落剂，来提高混合料的抗剥落性能。选择合适的级配，确保合料的高温稳定性、抗疲劳性、低温抗裂性和耐久性等满足要求。
4.3加铺沥青防裂层
通常采用两种方式加铺沥青防裂层，第一，在面层与基层之间设置沥青碎石中间层、低黏度沥青混凝土层等均匀应力吸收层；第二，在沥青路面加土工格栅。通过上述两种方式来改善沥青路面的主要性能，对控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝有特别的效果。
4.4保证路基强度
作为路面持力层的路基不仅要承受自然因素的作用外，还要承受路面所传递下来的荷载，这是主要需要承受的荷载。所以，需要路基具有足够的强度、刚度与稳定性，避免产生不均匀沉降，导致路面开裂。
4.5严格控制施工环节，保证施工质量
首先，路基填筑。必须严格控制路基的填筑工艺，保证路基的强度。严格按照沥青路面施工规程的要求施工。
其次，路面施工。在路面施工中，控制好沥青混合料在拌和、运输、摊铺时的温度，在进行碾压作业时，宜采用初压、复压和终压的步骤，确保压实度、表面稳定性以及表面平整度符合标准。
4.6裂缝病害养护维修措施
为了防止雨水或碎屑进入裂缝，通常采用裂缝修补这种局部处理方法，通常选用在裂缝中放置填料。虽然维持时间短，但是可以有效的延长路面的寿命。通常有三种具体的修补方法：首先，清缝并灌缝：此法适用于各种类型的裂缝，其工作原理是采用热空气喷枪或压缩空气将裂缝中的碎屑吹出，其后灌入热沥青或者乳化沥青进行封填。其次，扩缝并灌缝：此法适用于横向及纵向裂缝，其工作原理采用路面锯或开槽机在原有裂缝上设置填缝槽，然后放置填缝料或者灌缝进行封填。第三，压缝带封缝：此法多用于横向裂缝，其工作原理是用液化气喷枪烧烤缝面，并用余温烧烤压缝带使其软化，然后粘贴于缝隙进行封缝。
5.小结
及时有效的对混凝土路面产生的各种裂缝进行修补，可以延长路面的使用寿命，降低因裂缝而产生的行车影响，避免发生人身安全，提高综合效益。根据产生路面裂缝的因素及原因的分析，根据不同路况，具体制订养护维护措施，延长路面的使用时间，为车辆的安全行驶提供安全可靠的环境。
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