沥青路面裂缝分析与防治.docx
《沥青路面裂缝分析与防治.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沥青路面裂缝分析与防治.docx(63页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、沥青路面裂缝分析与防治 第一篇: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。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
2、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。 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
3、,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 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
4、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
5、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。
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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。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
12、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
13、,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
14、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,尽可能运用人工砂代替圆形颗粒的自然沙。 4.1.2 路面结构设计 明显,所设计的道路必需能适应所承受的的交通荷载水平和温度条件。若道路承载力缺乏如结构层太薄,将加速路面疲乏开裂过程。对于水泥处治基层,应尽量削减反射裂缝。反射裂缝明显的受沥青面层的影响
15、,厚度超过15cm 的面层可以有效的防止受拉疲乏产生的裂缝。在设计中应特别留意路面排水与防水措施。 4.1.3 沥青混凝土协作比设计 沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选择混合料级配时,应兼顾其高温稳定性、疲乏性能和低温抗裂性,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。对受拉疲乏开裂的探讨说明,沥青用量从4.2%增加到6.2%,可以使以25m 板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲乏寿命由10 年延长到45 年。空隙率对面层的疲乏寿命有很大影响,当空隙率从11%降到3%时,针入度为100 的密级配沥青碎石路面的抗疲乏寿命会增加4 倍。开级配沥青混合料具有较高的空隙率,因此抗拉实力比较低,试验说明
16、,其疲乏寿命比密级配混合料要缩短2.5 倍。SMA 被证明具有良好的高温稳定性和低温抗裂性能,运用寿命长,是防裂路面设计沥青混合料的一项新技术。在条件允许的状况下,留意改善集料级配如SMA和接受改性沥青。 4.1.4 设计应力汲取层 设计应力汲取层,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削减,可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性,降低应力强度因子,而汲取层的弹模越低,防裂效果越好。就目前常用的材料而言,土工织物与沥青橡胶薄膜的弹模较低,变形率较大,且不存在低温脆化问题,效果最正确。 4.1.5 施工质量 铺筑路面材料时,应当遵循正确的施工原则。结构层之间粘
17、结不良和施工不良的纵缝和施工缝会产生本可以轻易避开的裂缝。 4.2 半刚性基层反射裂缝的预防 4.2.1 结构层顶部切槽 这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口。深度大约为层厚的1/31/4 。 4.2.2 沥青乳液接缝 这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底,并在缝壁内注入速破沥青乳液。随即将切缝封闭,然后以正常方式碾压该层。 4.2.3 嵌入硬质波浪形夹片 这种技术形成所谓的“活性接缝。在结构层摊铺和初压后,制作深到层底的切口,然后将波浪形塑料材料插入,封槽后再以通常方式碾压。 4.2.4 嵌入柔性塑料带 这种技术是在刚处理的摊铺材料中埋入柔性塑料带,以形成裂缝,其厚度大约为结构
18、层厚度的1/3 。保证了裂缝处有效的传递荷载实力。 4.2.5 结构层底部预开裂 与类似,通过在结构层底放置三角形木板或木块,削减水硬性结合料结构层横断面,使首先在该处产生裂缝。 4.3 复合式沥青路面裂缝的预防 复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上,反射裂缝的预防如前所述,实行的措施还包括:铺筑20cm 全厚式沥青混凝土;在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力汲取层;接受裂缝固定技术后,再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层;在原水泥混凝土路面加铺一层3cm 厚的钢纤维混凝土,再铺沥青混凝土;锯开水泥混凝土面板;用12mm 厚,1020cm 宽的弹性沥青层覆盖裂缝;用水泥砂 浆或环氧树脂填充
19、来限制混泥土板的移动和填充水泥混泥土板下脱空;用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻挡水渗入到下部结构;在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。 4.4 沥青路面裂缝的修理 沥青路面裂缝产生后,刚好进行修理以限制裂缝进一步进展,可以防止路面早期破坏。选用相宜、经济可行的修理方法,严格工艺操作是修理裂缝的关键。常用的方法包括:灌油修补法,将纵横裂缝处清扫洁净,干脆用油壶灌入加热的沥青油或乳化沥青;乳化沥青稀浆封层,运用乳化沥青混合料封层时,一般厚度在1.5cm 以内,可接受层铺法或拌和法施工;沥青混合料罩面法,常用标准的中粒式或细粒式 沥青混凝土作罩面材料,厚度在1.54.0cm 之间
20、;裂缝现场再生修理法,对于裂缝多的路段,用加热车对旧油面实施两次加热,使外表裂缝深处全部溶化变软,喷洒确定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量骨料实施就地拌和或用再朝气械、铣刨机、人工,然后再进行碾压成型。 5 结束语 沥青路面产生裂缝的外部因素有交通荷载、环境温度、突发的震灾、水分及阳光、空气的老化作用,内部因素有材料的受拉疲乏、受拉屈服、剪切屈服以及施工不当留下的潜在裂缝。裂缝的防治实行综合治理的方法,宜从防裂厚度、混合料协作比、应力汲取层、应用改性沥青等方面综合考虑。裂缝一旦出现应及早治理以防路况急剧恶化,修理方法实行灌油法、封层罩面法以及现场再生法等。总之,合理的设计、选材,细心的施工、
21、养护和刚好的修理是预防和限制沥青路面裂缝的有效方法。-复制自天工网 xiexiebang 其次篇: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
22、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
23、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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沥青路面 裂缝 分析 防治
限制150内