2023年沥青路面裂缝病害分析与防治.docx
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1、2023年沥青路面裂缝病害分析与防治 第一篇:沥青路面裂缝病害分析与防治 沥青路面裂缝病害分析与防治 摘要:目前,沥青混凝土路面常见的路面裂缝病害极具普遍性和严峻,是公路工程质量的通病,对新建公路的正常运用够成了严峻的威胁,对公路养护提出了更为严峻的挑战。本文就以沥青路面裂缝的成因进行分析并结合实际状况提出相应的预防措施。关键词:沥青路面;裂缝病害;防治 一、沥青路面的裂缝分类 沥青路面建成后,都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的运用性能基本上没有影响,但随着外表雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载作用下,使沥青路而产生结构性破坏。沥青路而裂缝的形式是多种多样的,裂缝从表
2、现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有:沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。 二、纵向裂缝缘由分析、防治措施及处理方法 纵向裂缝一般有两种:一种主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形态是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形,这利,裂缝简洁使路基发生滑移,危险性很大;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延长到路堤边缘。 1、纵向裂缝形成的主要缘由有以下三个方面:1地基缘由。 有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土自然含水量较高,在设 计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载实力的差异出现不均匀沉降,造成路面纵
3、向开裂;2路基施工缘由。 假如土基施工时天气枯燥,局部路堤填料土块粉碎缺乏,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘抓实度不够,或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都会造成纵向裂缝。3水的渗透破坏。 中心分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝,另外填料若为弱膨胀土,如施工未做处理,渗水后含水量转变,也会导致裂缝产生。 2、预防纵向裂缝产生的主要措施是: 处理好地基,若路基分层填筑和抓实得好,使路基尽可能均匀,特别在预先实行措施防止地外表水渗入地基的状况下,可以大幅度削减纵向裂缝的数量,同时显着延
4、缓纵向裂缝出现的时间。 3、对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种 (l)对于缝宽小于3mm的裂缝可不作处理,大于3mm小于5mm的纵向裂缝,可将缝隙刷扫洁净,并用压缩空气吹净尘土后,接受热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。 (2)如纵缝进一步进展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),并对裂缝按方法 (1)先行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向舟隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最终再摊铺上面层。(3)对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法(1)处治外,还应根据裂缝成因,实行排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不接着进展。 三、横向裂缝
5、缘由分析、防治措施及处理方法 横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,慢慢进展而贯穿全路幅。贯穿裂缝沿路面大致呈均匀分布。 l、横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,其成因主要有三个:(l)材料收缩引起横向裂缝。 一方面在基层成型过程中因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环转变及行车荷载的反复作用而导致沥青而层低而裂缝。(2)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。 因沥青是一种对温度转变比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青
6、混合料慢慢变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面外表就会被拉裂,并逐步向下进展,形成上宽下窄的横向裂缝,这种温缩裂缝在北方温差较大地区初冬,一般宽度为3-5mm,到严冬可加宽到10mm,最宽到达20 mm,而到春季则又缩回。 (3)差异沉降引起的横向裂缝。 在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法转变处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。 因为温度转变引起的沥青面层本身收缩是造成横向裂缝的重要缘由,所以自由沥青含量越多裂缝越多,选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,限制沥青用量,精选矿
7、料,精确组成级配,或运用纤维等添加剂,均可有效削减裂缝。另外还应设计合理的路面结构并且细心施工。 2、对于横向裂缝的处治方法 (l)对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫洁净,并用压缩空气吹净尘土后,接受热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物去除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,接受砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实,并用烙铁封口。 (2)对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm一100cm范围开槽,挖除上面层,依据方法(l)先将裂缝填
8、实,然后沿横缝加铺玻璃格删,重新摊铺上而层。 四、网裂缘由分析、防治措施及处理方法 网裂是互相交织的疲乏裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状 开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。 网裂主要是由于路而的整体强度缺乏而引起的:一个缘由可能是路而结构设计不合理,路基路面压实度缺乏,路面材料协作不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个缘由可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未刚好封填,致使水分渗入下层,使基层外表被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被振到外表产生卿浆,基层外表被逐步淘空,产生网裂。另外,沥青老化和汽车严
9、峻超载,使基层产生疲乏破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要缘由。 为预防网裂必需加强货车的载重管理,在路面出现裂缝时要刚好修补处理。 网裂的处治方法如下:对于略微网裂可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。 除以上的分析措施外,在具体状况下,还应留意施工材料方面、设计方面、施工方面及养护方面的措施,刚好对裂缝的进行科学的处理,避开病害的讲一步扩展。 结论 沥青路面中的裂缝病害给道路交通带来各种各样的隐患,这是一个不容忽视的问题,但这些病害不是不行克服的,只要我们认真选 材,细心设计,把握住各个施工环节,严格依据施工规范和操作规程进行施工,做好
10、道路养护工作,加强变通管理,很多病害是可以避开或降低其破坏力。参考文献 公路工程质量通病防治指南,2023年 张登良,沥青路面,北京,人民交通出版社1998 郝培文,沥青路而施工与修理技术,北京,人民交通出版社2023 沙庆林,高等级公路半钢性基层沥青路面,北京,人民交通出版社1998 沙庆林,高速公路沥青路面早期破坏现象及预防,北京,人民交通出版社2023 其次篇:沥青路面裂缝分析与防治 裂缝是沥青路面的主要病害之一。根据沥青路面开裂的主要缘由,裂缝可以分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝,即主要由于交通荷载作用下产生的疲乏裂缝。探讨说明,荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型。
11、非荷载型裂缝,即不是由交通荷载引起的裂缝,主要为温度型裂缝。沥青路面的温度型开裂包括低温收缩开裂与温度疲乏开裂,均表现为张开型裂缝。对于沥青路面基层存在裂缝情形,按沥青面层沥青加铺层裂缝开裂部位,又可以分为反射裂缝与对应裂缝。1 路面裂缝的不利影响 当沥青路面出现裂缝后将会使道路运用质量恶化。由于裂缝局部过大的应力会引起裂缝四周路面结构逐步破坏,随着水的侵入,路基土承载力降低会加剧路面结构的破坏。这将使得舒适性和平安性降低。沥青路表出现裂缝是路况恶化的征兆,会对路面性能和耐久性产生不利的影响。这些不利影响包括: 第一,影响路面运用功能和品质。裂缝的存在,会影响行车舒适和平安,也影响路面美观。
12、其次,降低路面防水性,影响路面运用寿命。路表出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,甚至进入对湿度敏感的路基土中,从而引起路面早期破坏。 第三,引起路基过大压应力,易造成路面下沉。由于存在裂缝,造成路面板体不连续,在行车荷载作用下将加大板体边缘的变形,从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面,造成路基沉陷,从而引起路面下沉。第四,增大路面应力和变形,造成结构层提前破坏。上述的路面结构板体边缘变形,会在路面结构内尤其基层产生很大的应力和变形,在行车荷载作用下将缩短这些结构层的寿命。 第五,磨耗层沿裂缝的破坏。在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。2
13、沥青路面裂缝的成因 沥青路面开裂一般与路面材料的特性、结构组成及形式以及交通荷载和各类环境因素的作用有关。为解决沥青路面开裂问题,必需对其成因有一正确的相识。归纳起来,引起沥青路面开裂主要有下述几方面缘由: 2.1 路面疲乏 由于沥青路面所承受的累积交通量超过其设计极限,将导致路面疲乏开裂裂缝。这种疲乏作用对面层甚至整个路面结构底基层、基层和面层均会造成影响。对于沥青外表层磨耗层,其疲乏裂缝很细小,且限于行车道,随着时间会延长至整个路面,形成龟裂。用水泥处治的半刚性基层,当设计欠平安或已到达设计运用年限时,由于疲乏会产生开裂。并依材料的剩余力学特性强度、模量,大面积的块裂可能进展为小面积的块裂
14、甚至成为龟裂。除磨耗层外,沥青面层中其他结构层也可能由于基层的过度疲乏而易于开裂,在交通荷载的作用下裂缝将延长至磨耗层。虽然在裂缝出现的初期仅限于车辙处,但这些疲乏裂 缝通常会进展为块裂。2.2 路面结构的收缩变形 当无限长的路面结构收缩时,一旦面层与下层外表间的摩擦约束力在面层内引起的拉伸应力超过其抗拉强度,就会引起面层的收缩开裂。收缩的缘由,对于接受水泥材料的结构层可能是水泥的凝固变性或干缩,或者是因季节、早晚天气转变造成的温度收缩。通常收缩裂缝主要产生在至少有一层运用了水泥结合剂的结构中,但在特殊恶劣的气候条件下,这种现象也影响到沥青面层。始发于磨耗层外表的裂缝,可能因在冬天寒冷条件下的
15、温度收缩和路面结构层翘曲引起。在贫水泥混凝土基层路面上大量的观测到这种现象。在寒冷天气中,上层的温度比下层的温度低,结果因深度不同而收缩量不同,会引起路面板 的翘曲。这一影响加上沥青表层所产生的拉伸应力,当超过材料的抗拉强度时,就产生了这种裂缝。在冬天极度寒冷的国家,沥青材料在极低温度下会硬化,这就使得它们易于因温度收缩而开裂。当运用硬沥青和易老化的沥青时,这一现象更为常见。这时它们一般形成等距横向收缩裂缝。对于半刚性路面,水泥稳定类基层通常没有施工缝,因此,这些结构层易于产生自然横向缩缝。这些横向裂缝贯穿磨耗层到达路表时,它们往往间距为515m,且宽度随温度转变而转变,在零点几毫米到几毫米之
16、间。缩缝在路表成为 可见缝时通常为单一的直线型裂缝,但在交通荷载作用下可进展为双线型裂缝和分叉裂缝。2.3 路基土的变形 路基的变形或局部承载力的下降,也可以引起路面开裂,裂缝会贯穿路面各结构层。引起这种裂缝的缘由各异:由于路基排水不畅使其内部含水量增加而引起承载力下降;有压缩性强的土类填筑的路基或者未经充分压实的路基,在交通荷载和路面自重作用下而缓慢下沉;路基土体滑动,尤其是沿线半挖半填路段;在旱季,粘性土由于过度失水而引起收缩,特别是道路沿线存在的树木根系会使裂缝出现的更频繁;当路面结构层形成的温度隔离效应,缺乏以阻挡霜冻影响波及敏感土时引起路基冻胀。2.4 设计或施工不当 路面开裂也可能
17、因路面设计的某些缺陷,或某层或多层路面结构的施工不当而引起: 第一,当老路拓宽时,由于基础承载力的横向转变,经常在老路边缘处出现纵向裂缝,尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。其次,纵缝出如今道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地方,这样的裂缝通常是直线裂缝且往往相当密 第三,相邻车道铺筑时运用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节,假如施工不当且不能连续施工,这些缺陷将暴露在交通荷载作用下和温度转变中,将导致直线性裂缝,由于外表磨耗和材料的损失,裂缝往往加深。 2.5 老化和环境因素 在严冬,沥青材料最易裂开,其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力,可能由于路面的温缩和翘曲在路表出现
18、微裂缝。它可以从外表扩展至层底。这种类型的开裂可能最终进展为龟裂。但单个裂缝会始终很细小。沥青材料的老化变硬以及路表干脆暴露于大气环境中,会使这种影响随时间加剧。3 沥青路面裂缝扩展的影响因素 沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起。与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例子就是龟裂,它由车轮碾压引起。与环境有关的沥青路面开裂的典型例子是到达整个道路宽度或部分宽度的横向裂缝,这种类型裂缝是由于温度下降或干缩变形时沥青路面结构层收缩引起的。区分裂缝类型和各种类型裂缝环境的和交通的间的互相作用特殊重要。这些方面会因路面结构层属性柔性、半刚性和刚性的转变而 转变。 3.1 交通荷载诱发裂缝 根据经典的疲乏
19、强度理论,交通荷载引发的沥青路面裂缝产生于受约束层底部,然后向上扩展到路表。这些裂缝应出如今车轮轮迹处,而且根据理论计算,应为横向裂缝。然而,在车轮轮迹处观测到大量的纵向外表裂缝,它们产生于顶面,然后扩展到路面内大约4050mm 深处。尽管这种类型裂缝的起因不完全清楚,但人们信任它们可能是由于在轮胎与路面接触处的垂干脆触压力分布不均,以及出现了位于行车方向侧面的剪力作用的结果。 Dauzats 等人报道了法国许多较厚的柔性路面上所视察到的裂缝类型。得出的结论认为:大多数裂缝起源于路面表层。Numm 也得到类似的结论。Van Dommelen 作了类似的阐述。全部这些都说明:与交通荷载相关的沥青
20、路面开裂不愿定形成于约束层的底部,它们也可以产生于路表。3.2 环境因素诱发裂缝 事实上,由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝,这是因为温度下降或干湿转变而收缩产生的应力一般在纵向最大。在特殊条件下,如高摩擦力和温度或含水量急剧下降,就可能产生横向裂缝。在这种状况下,也可能产生典型的块裂。通常,环境因素诱发的裂缝与存在水泥处治层或高塑性指数的重粘土路基有关。这两者都对温度和湿度转变特殊敏感。而且,沥青层内也可以产生很大的温度应力,尤其是在低温地区。在这些地区,温度可以降低至使沥青材料具有玻璃特性,这意味着更可能发生裂开。然而,在温顺的气候下也可能发生开裂,尽管此时沥青材料中的应力可以快速松弛
21、。3.3 交通荷载与环境因素对沥青路面开裂的综合影响与交通荷载和环境因素相关的应力不是彼此孤立的。而且,在许多气候条件下,沥青路面裂缝在白天主要受交通影响,而夜晚主要受环境因素影响。Goacolou 等人和De Bondt探讨了交通荷载与环境温度的联合影响,说明:这类裂缝在起先阶段进展缓慢,而在最终阶段进展特殊快。适用于含水泥处治基层的沥青路面。温度引起的开裂能够以完全不同的方式进展。在早期阶段进展快,而在其次阶段扩展速度减缓。存在软弱地基或路基施工后沉降过大的路段,路面开裂往往由非均匀沉降引起。De Bondt 指出,在这种状况下,应用综合方法来分析这些影响。同时指出,交通荷载加速了非均匀沉
22、降引起的路面开裂,反之亦然。4 沥青路面裂缝的防治 应留意限制施工初期裂缝的形成和接受合适的预开裂措施。路面设计时应限制施工初期裂缝的形成,包括正确的选择基层材料,合理的设计道路结构和限制施工质量。假如知道裂缝的起因,有些状况下,可以在加铺前实行避开现有裂缝向上扩展的方法。因路基含水量过高而使其承载力减弱引起的的裂缝,此时,可以通过排水降低土体中含水量和通过路表防渗阻挡水分的进一步渗入;因通常的结构疲乏引起的裂缝,可以妥当的设计结构材料强度,解决这一问题;因层间滑动引起磨耗层的疲乏开裂,此时,可以有支配的挖除磨耗层,再铺筑与下层粘结良好的新磨耗层。对于新铺水泥处治基层等半刚性基层沥青路面,其收
23、缩裂缝难以避开,为防止裂缝对沥青面层造成不利影响,可实行预开裂技术目前常用五种不同的预开裂技术,结构层顶部且槽、沥青乳液接缝、嵌入硬质波浪形夹片、嵌入柔性塑料带、结构层底部预开裂,在缝处铺设土工织物防止基层开裂,并确保基层的压实度到达规范的要求等。4.1 新建沥青路面裂缝的预防 4.1.1 材料的选择 根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料。对于水泥处治基层,假如条件允许,最好运用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料,运用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂实力。沥青混合料中的集料应选用外表粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。假如集料呈酸性,则应添加确定数量的抗剥
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