浅析沥青路面裂缝产生原因及处治方法

发表时间:2020/12/2   来源:《城镇建设》2020年24期   作者:田桂涛
[导读] 沥青路面建成投入运营后,一般都会产生各种形式的裂缝。
        田桂涛
        日照市交通基本建设工程质量监督站   山东日照276800
        引言:沥青路面建成投入运营后,一般都会产生各种形式的裂缝。裂缝产生的初期对沥青路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载作用下,沥青路面将产生结构性破坏。尽管沥青路面裂缝的形式多种多样,但从裂缝表现形式上可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。下面本人以实际工作中遇见的裂缝病害及其处治方法作简单介绍。
        关键词:沥青路面;裂缝;处治方法
        0引言
        随着国家对公路建设投资力度的不断加大以及交通强国战略的提出,我国的公路工程建设事业发展十分迅速。在我国道路建设的迅速发展中,由于沥青路面具有表面平整,坚实、无接缝、施工工期短和养护简便等优点,使行车噪声低、平稳和舒适的特点,因此沥青路面的施工得到了普遍的推广和应用。但随着交通量的增长和重载超载车辆的增多,加上由于受到温度和湿度的变化以及冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如结构性破坏裂缝、沥青路面的裂缝、松散及水损害等等,其中裂缝病害是最常见的病害之一。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以裂缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏,这对公路的正常使用够成了严重的威胁,对公路养护工作提出了更为具体的要求。
        1纵向裂缝产生原因及处治方法
        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,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形,这种裂缝容易使路基发生滑移,危险性很大;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延伸到路堤边缘。
        纵向裂缝形成的主要原因有以下三个方面:
        ①地基原因。有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。
        ②路基施工原因。如果土基施工时天气干燥,局部路堤填料土块粉碎不足,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,致使路基边缘压实度不够,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。中央分隔带、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,如施工中未做处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生。
        预防纵向裂缝产生的主要措施是处理好地基,若路基分层填筑和压实得好,使路基尽可能均匀,特别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少纵向裂缝的数量,同时显着延缓纵向裂缝出现的时间。
        对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种:
        ①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,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。
        ②如纵缝进一步发展,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每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。
        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,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。
        2横向裂缝产生原因及处治方法
        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,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。


        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:
        ①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,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层低面裂缝。
        ②沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,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,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,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,最宽达到20mm,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、软土地基处理方法变化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。
        因为温度变化引起的沥青面层本身收缩是造成横向裂缝的重要原因,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,控制沥青用量,精选矿料,准确组成级配,或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。另外还应设计合理的路面结构并且精心施工。
        对于横向裂缝的处治方法:
        ①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,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用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~100cm范围开槽,挖除上面层,按照方法①先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删,重新摊铺上面层。
        3网裂产生原因及处治方法
        网裂是相互交错的疲劳裂缝,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。
        网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。另外,沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。
        为预防网裂必须加强货车的载重管理,在路面出现裂缝时要及时修补处理。
        网裂可采取如下处治方法:对于轻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。
        4结束语
        裂缝是公沥青路面最常见的病害之一,面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以裂缝为中心的下陷形变同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。路面裂缝是一个不容忽视的问题。只要工程从业者认真选材,精心设计,把握住各个施工环节,严格按照施工规范和操作规程进行施工,做好道路养护工作,加强交通管理,就可以把裂缝对道路的不利影响降到最低。
        
参考文献
[1]《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2018)
[2] 《公路沥青路面养护技术规范》(JTG 5142-2019)
[3] 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2001
       
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