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摘要:我国公路工程路面使用过程中,沥青路面裂缝问题直接影响到交通运输的发展,其重要性不言而喻。因此,在沥青路面施工过程中,相关人员应立足于工程实际,分析病害产生的原因,并有针对性、多角度地加强裂缝的预防,以提高沥青路面建设水平,保证工程质量。
关键词:沥青路面;裂缝特征;防治
引言
目前,我国的公路建设施工成为城市发展中的一个重要的项目,它是促进城市发展的重要基础条件。由于城市建设水平的提高,对于公路的施工数量不断的增加,在一定程度上缓解了交通带给的压力但是由于公路的施工路面极易出现裂缝等质量问题,这对于公路的使用年限与功能产生重要的影响。
1沥青路面裂缝产生机理
公路的沥青路面在实际使用中常常会出现各种各样的裂缝。其原因主要是:在新建公路的路基碾压施工中,如果不同区间路段的碾压强度不一致,将导致不同区间的公路基础层受力不同而产生裂缝;在改建路面时,新的沥青材料铺在老的沥青层上,如果两层沥青材料的结构体膨胀系数不一致,就会在温度、天气变化的影响下产生裂缝;沥青材料中通常会添加小石子,如果没有处理好接缝,就会形成渗水通道,导致路面形成裂缝;假如路基的承压力不符合设计标准,在车辆载荷、水的多重影响下也会产生裂缝;这些都是导致沥青路面产生裂缝的主要原因,这类裂缝往往会顺着车轮轨迹方向逐渐扩展至沥青路面内部结构层,因此这类裂缝比路面材料因为受力疲劳而产生的裂缝危害性更大。
2裂缝产生的原因
2.1设计方面的因素
从设计角度分析,任何设计环节都会影响裂缝的产生。例如,公路施工设计时规定的要求与道路等级不符,没有选用恰当的材料配比,或者沥青面层的种类、厚度设计不合理等。
2.2施工方面的因素
(1)不均匀碾压路基,路基填充材料的水分含量以及压实度不合标准。太低的压实度将引发路基的不均匀沉降;而含水率过大,路基在冬季会形成冻胀,并向上逐渐扩展,反射到路面形成裂缝。
(2)基层开裂:半刚性基层道路的施工,通常里程数大、备料量多、管理困难,容易因为温度或水分的变化形成温缩或干缩裂缝;在地下水的浸润下,公路基层结构将被破坏,导致路基结构强度下降,路面容易产生变形,导致裂缝产生;上基层、下基层之间的横向、纵向施工连接缝如果位置相同,将造成基层裂开,并最终反射到路面形成反射裂缝。
(3)面层施工不当:公路的面层施工不能中途停止,如果在施工过程中,因为各种原因导致施工中断,也会产生裂缝;路面的摊铺宽度不宜过大,如果摊铺过大,随着摊铺机布料器的螺旋而向两边散开,导致沥青材料温度下降太快,不容易压实,面层易开裂。
(4)基层材料配比方面:根据相关文献的研究结果可知,基层材料的配比对成型后路面的抗压强度影响巨大;在路面基层的材料配比当中,随着水泥剂量增大,对稳定砂砾混合料的温缩和干缩影响明显,并且以干缩为主。
(5)从化学性质角度来说,水泥的安定性不良好、水化反应过快,这些都会加速水稳基层的收缩开裂;从物理性质角度来说,水泥的初凝及终凝时间不够长,当水泥凝结时,硬化固结作用失效,混合料仍未碾压成型,不能板结达到设计强度,容易导致基层松散开裂。
(6)运输方面,目前车辆载荷不断增大,车辆超载情况屡见不鲜,以及不断增加的交流流量,都可能超过公路路面的设计承载能力,进而导致路面或基层出现下沉,产生裂缝。
3公路沥青路面裂缝养护措施
3.1加铺土工格栅
土工合成材料所生产的产品可置于路基、基层、面层表面,起到加强保护的作用,同时其有防护、过滤、排水、隔离和防渗等功能。通常情况下,如果路基或基层由于各种问题出现开裂,沥青面层就会出现反射裂缝,而这时无论采用刚性基层还是半刚性基层,都不能很好地抑制反射裂缝的产生,但采用土工格栅来增强沥青混凝土面层材料的抗拉强度,可有效抑制裂缝向上发展,进而达到防治反射裂缝的目的。具体为:首先通过对路面弯沉等指标的观测,确定路面的回弹模量值,并得出路面状况指数,同时根据混合料的级配类型,确定最小罩面层厚度,一般为3~4cm。其次根据相关规范要求,对土工格栅从抗拉强度、最大负荷延伸率、网孔尺寸和形状等方面进行选择,并在铺设格栅时,应先固定一端,再将另一端进行张紧,张紧后再将另一端进行固定。另外在格栅搭接时,横向搭接宽度一般为8~10cm,纵向搭接宽度一般为5~8cm,固定间距不应超过1.5m,并且为保证新铺的覆层与旧沥青路面的层间结合良好,应在铺设完成的玻璃纤维格栅上喷洒沥青黏层油。
3.2灌缝
常用的灌缝施工方式包括标准槽灌注、宽槽贴封、标准槽贴封以及贴封四大类。实际使用时,可依据裂缝的类别、间距、周边环境温度等进行合理选用,以确保灌缝效果良好。首先在施工前1h需用灌缝机对密封胶进行加热,加热的温度应当在193~204℃之间,同时借助粉笔对裂缝轨迹进行标注之后,采用切割设备切割出裂缝矩形槽口,不同的灌缝工艺其对应的槽口宽度、深度也不尽相同。其次采用高压喷枪将缝内或槽内的灰尘杂质吹除,每条裂缝或灌缝槽应至少吹扫2次,如若路表温度在4℃以下,则应借助热空气喷枪等对裂缝或灌缝槽进行烘烤,确保其内部水汽被清除干净。另外为有效控制密封胶冷却后的凹陷,建议灌缝施工分两遍进行,如进行标准槽贴封施工,通常先灌注密封胶至槽深一半,之后再灌注至槽口,并完成口部两侧的贴封作业,同时待密封胶灌注完成后,需要一定的冷却养生时间,通常情况下,冷却养生15min后即可通行。
3.3补强处理
(1)面层补强
就目前公路的施工环境而言,在对沥青路面裂缝进行处理时,还没有一次压实的设备,并在一次性施工结束后,无法保证处理效果,因此应当在第一次压实之后,进行第二次精补。
(2)基层补强、填补脱空
①化学注浆:利用多组分聚合物压浆是治理沥青路面翻浆病害的主要技术,将两种高分子聚合物同时压入沥青路面,可使两者产生反应,而生成物可被填充于路面的裂缝中,从而达到良好的封缝效果。②水泥压力注浆:这种注浆方式主要是在水泥浆中加入适当的膨胀剂等物质,通过设备以强压力的方式注入到路面的基层之间,以依靠水泥中的膨胀剂填充空隙,达到封缝的目的。
3.4结构型裂缝的处理
对于该类裂缝,必须采取挖补的方式进行处理,并且处理需及时,否则可能由于后期降水逐步渗入而导致大面积翻浆。首先在小面积处理中,如灰土底基层发生破坏,应开挖至好的路基区域。在维修时,一般采取“盖帽式”的修补方式,即上一层道路结构层要比下一层每侧边宽出30~50cm。其次基层要振捣密实,表面拉毛作业要便于沥青面层的摊铺,但如果沥青面积过大过长,则要预先切缝,缝间距一般控制在4~5m,并且应均匀留缝并填缝。另外还应在接缝处贴防裂贴,减轻反射裂缝,如果结构型裂缝较为轻微,平整度尚可,也应尽快进行灌缝或微表处施工,同时还可加强早期养护,并注意观测,如其破坏程度最终发展到坑塘、沉降且足以影响行车舒适度和安全性时,则采用挖补的方法,对其进行彻底处治。
结束语
裂缝是沥青路面最常见病害之一,由于我国道路结构普遍采用半刚性基层和较薄的沥青面层等特点,裂缝的产生也是难以避免的。裂缝虽然短期内对车辆通行安全与舒适性影响不大,但是对路面的使用寿命及病害加速发展影响巨大。因此对沥青路面裂缝处治技术进行研究探讨是很有现实意义的。
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