公路沥青路面裂缝产生原因及防治措施

公路沥青路面裂缝产生原因及防治措施

东莞市交建路面工程有限公司广东省东莞市523518

摘要:我国公路施工所用的材料大多数是由沥青铺成,沥青公路的优点很多,例如表面光滑、没有缝隙、车辆行驶舒适、施工快捷、便于日后养护等,随着交通运输的不断发展,我国的国道和省道的标准也逐渐提高,越来越使用由沥青施工的公路,但是用沥青并不是完美的,它也有存在的缺陷,比如会出现裂缝,它的存在给公路带来了致命的威胁,行车的安全系数也大大降低,如果出现裂缝问题应该找出最合理的办法并及时进行补救。

关键词:公路沥青;路面裂缝;产生原因;防治措施

1导言

目前不光是国道或省道的建设上采用沥青材料,在一些乡村道路上采用的也是沥青材料,沥青公路在我国的公路上处于绝对主体地位,因为外界的一些条件,公路出现裂缝是不可避免的事情,裂缝问题的出现对于公路的美观方面与安全方面都受到了影响,阻碍了公路运输的发展,故对裂缝的处理上应有及时的预防措施,在路基的平稳性上进行加固,沥青原材料的选择上使用质量上乘的,对公路的管理上进行加强,裂缝问题的修复,能够很好的延长公路的使用时限。

2裂缝对沥青路面的危害

2.1影响路面使用功能和品质

裂缝的出现通常伴随出现沉降、车辙等病害,会使车辆通过时产生跳车,影响行车舒适和安全,且影响车速和路面美观;同时会对司机和乘客心理造成压力,影响道路的使用寿命。

2.2降低路面防水性

路面表面出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,在行车荷载的作用下形成啃边、坑槽;水分通过裂缝渗入,会降低路面结构的强度,甚至进入对湿度敏感的路基土中,从而引起路面早期破坏。与交通荷载、气候共同作用,会导致剥落、松散、唧泥、坑槽,产生新的裂缝和使原有裂缝更加严重,甚至导致基层或路基产生冻胀、翻浆等,严重影响路面的使用寿命和结构的稳定性。

2.3引起路基压应力过大,造成路面下沉。

由于存在裂缝,造成路面板体的不连续,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。

3沥青路面裂缝的成因

3.1材料变形因素

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。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;在旱季,黏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得更频繁;当路面结构层形成的温度隔离效应,不足以阻止霜冻影响波及敏感土时引起路基冻胀。沥青混合材料过细,其结合料过少(即油石比过低);集料级配不佳;配合比不正确。沥青原材料低温延性差或沥青混合料黏结力低,造成路面早期裂缝。

3.2气候因素

由于气温骤降造成面层温度收缩,在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂。一般情况下,由于沥青混合料具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力,当气温骤降时,由于沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,超过混合料的极限拉伸应变,便产生开裂。

3.3路面疲劳

由于车辆超载导致沥青路面所承受的累积交通量超过其设计极限,将导致路面疲劳开裂裂缝。这种疲劳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。对于沥青表面层(磨耗层),其疲劳裂缝很细小,且限于行车道,随着时间会延伸至整个路面,形成龟裂。

3.4设计或施工不当

路面结构设计不合理或厚度不足,路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,以至沥青路面产生裂缝。(1)当老路拓宽时,由于基础承载力的横向变化,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。(2)纵缝出现在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较密。(3)相邻车道铺筑时使用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节,如果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变化中,导致直线性裂缝。(4)地下管道设计深度不够,导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。

4公路沥青路面裂缝的防治措施

4.1合理设计

强化公路工程沥青路面施工结构的设计,保证结构设计的科学性和针对性,是防治沥青路面裂缝问题的首要方法。(1)沥青路面的基层或底基层必须设置成半刚性。这是因为半刚性基层的强度和承载模量往往高于其他类型,能够在较大程度上保护沥青路面而不会形成较多的荷载型裂缝。(2)结合工程实际与运营需求,科学设计沥青路面厚度。对于柔性路面施工而言,设计人员应综合分析公路等级、未来的交通量及其年均增长率、地质水文条件、路基结构以及外界温度等;而对于以往水泥路面的项目改建来说,则必须从路面的结构强度出发,独立制定出恰当的沥青路面厚度。(3)精选沥青材料并严格控制沥青质量。若财务预算允许的情况下,可选用进口的优质沥青,以保证其含蜡量较低。(4)应在沥青路面的面层与基层之间建设独立的隔水层,从而避免路面表层上的水分向下渗透。

4.2合理选材

1)基层材料,应选用抗裂性能强、抗雨水冲刷、温度敏感性较弱且不易发生干缩现象的材料。目前,我国公路工程路面建设中普遍使用的是水泥稳定粒料,并尽量避免使用石灰碎石土。

2)面层材料,正如前文所述,沥青的含蜡量是影响沥青路面强度与稳定性的主要因素,因此,必须选用含蜡量较低的优质沥青来作为面层材料。同时,也可使用性能良好的改性沥青。对于高等级公路来说,施工人员可采用添加了丁苯橡胶等高分子聚合物的国产沥青,添加高分子聚合物的目的即是改性,增强沥青与其他物料的粘结性与强度。

3)若针对位于地震带上的桥梁进行抗震性能设计,则必须设置具有相等的跨度大小且每个跨度内桥墩具有一致的刚度。如果桥梁结构的跨度分布不均匀,各个桥墩的刚度值也不相同,则必然会使得桥梁结构的重心偏移,在地震灾害中极易被损伤。若不同的桥墩具有差距较大的高度,此时,设计人员应适当地调整桥墩顶部位置的支座大小,并使用套筒方法来维持各个桥墩的刚度一致。需要注意的是,地震带上的桥梁结构跨度应保持在合适的范围内,切忌不能过长,若跨度过长会增大桥墩的轴向力,反而减少了其应具有延性力[4]。

4)针对抗震设防烈度较高区域的桥梁抗震性能设计来说,设计工作者必须注重消能装置的设计与安装,通常情况下,这种装置多添加在桥梁的纵向,如为了保证桥梁结构在地震灾害中的完整保留,可装置减、隔震支座,同时,也可以在桥梁结构体与桥墩的相连位置增加结构的柔性、阻尼等,以促进桥梁结构的重力平均分布在各个桥墩之上、降低水平方面的桥梁荷载。

5结语

路面裂缝影响路面美观、削弱了整体稳定性和平整度,并且由于水分的渗透,降低基层与土基的承载力,从而加剧路面破坏,缩短使用寿命。要根据具体情况,采用不同的措施防治路面裂缝。而沥青路面的防治属于一项综合治理工作,需要从设计、选材、施工以及维护等环节入手,充分考虑裂缝问题,才能够有效防治沥青路面裂缝,保证行车质量和延长道路使用寿命。

参考文献:

[1]陈成.高速公路沥青路面裂缝病害成因及防治措施[J].工程与建设,2017,31(03):335-336.

[2]周睿,袁洋冰.高速公路路面裂缝的原因及防治[J].交通世界,2016(36):20-21.

[3]杨焱韬.公路工程中沥青路面裂缝防治措施[J].低碳世界,2016(26):213-214.

[4]刘全文.公路沥青路面裂缝成因及防治措施分析[J].公路交通科技(应用技术版),2016,12(07):7-8.

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