论城市道路沥青路面裂缝的产生及防治 白爱萍

发表时间:2021/6/11   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:白爱萍
[导读] 摘要:近年来,随着我国城市基础设施建设的快速发展,城市道路建设的规模也在不断的扩大,城市道路的建设一般采用具有表面平整、无接缝、耐磨性好、行车舒适、振动小、施工周期短等优点的沥青路面,但是所有的事物都不是十全十美的,虽然沥青路面的质量控制程序正随着城市道路建设的发展而逐渐的完善,但是沥青路面也存在面层的温度稳定性较差和抗弯拉强度低等缺点,在城市道路实际施工过程中,沥青路面出现裂缝一直是比较常见的问
        太原市市政工程总公司  山西  030002
        摘要:近年来,随着我国城市基础设施建设的快速发展,城市道路建设的规模也在不断的扩大,城市道路的建设一般采用具有表面平整、无接缝、耐磨性好、行车舒适、振动小、施工周期短等优点的沥青路面,但是所有的事物都不是十全十美的,虽然沥青路面的质量控制程序正随着城市道路建设的发展而逐渐的完善,但是沥青路面也存在面层的温度稳定性较差和抗弯拉强度低等缺点,在城市道路实际施工过程中,沥青路面出现裂缝一直是比较常见的问题,由于大量的裂缝产生,造成路表水不断的渗入,结果导致路面结构层和土路基的含水量增大,直接影响了路基和路面的强度。本文主要对城市道路沥青混凝土路面产生开裂的主要类型和产生原因进行详细分析,并探讨防治沥青混凝土路裂缝的措施。
        关键词:城市道路,沥青路面,裂缝
        引言:
        我国城市道路的建设大多采用半刚性基层沥青路面。但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,由于路表水的浸入,裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大,致使路基和路面强度降低。导致路面裂缝的原因多种多样,主要有温度变化、地基变形、半刚性基层材料自身原因造成的温度反射裂缝、行车荷载、疲劳裂缝等因素。目前交通量越来越大,特别是大吨位车辆行车荷载的作用,路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用,导致加快路面裂缝的产生,大大缩短沥青路面的使用寿命。
        一、沥青路面裂缝的表现形式
        沥青路面裂缝的形式有三种:第一是横向裂缝,它是沥青路面病害的常见病害之一。第二是纵向裂缝,沥青路面产生纵向裂缝主要有路基填筑质量、通车后地基的整体稳定性、路基填料本身原因等原因。第三是不规则裂缝,它的产生主要是城市道路沥青路面表面或早或迟都会出现局部小块的形变,形成网裂、龟裂、块裂等不规则裂缝,并且通常伴有盆状或槽状沉陷而产生的。
        二、沥青路面裂缝产生的原因
        1. 荷载型裂缝。严重超载是造成城市道路裂缝产生和其他病害的主要原因。近年来由于车辆的不断增长,造成超载车辆的累积轴次增大,由此引发了设计弯沉值减小,超载与车辆的振动冲击作用将会直接对路面造成一次性破坏。此外,超载车辆在上下坡和刹车的同时会对沥青面层造成严重的剪切性破坏,由于超载时还会超出路面基层的设计抗拉强度,因此将使底层提前产生拉裂。
        2. 非荷载型裂缝,主要是由沥青面层自身产生的温缩裂缝和由基层材料产生的收缩裂缝。沥青路面面层温缩裂缝分为两种:一种是低温收缩裂缝,即由于气温骤降造成面层温度收缩,在有约束的沥青面层内产生的温度应力超过沥青混合料的抗拉强度而形成的低温开裂,沥青面层就会开裂。由于沥青面层的厚度都不很大,收缩所受的约束力小,所以低温裂缝主要是横向裂缝。另一种是由于温度反复升降导致温度应力疲劳,即由于一年四季气候的变化,使沥青面层产生温度疲劳裂缝,无论哪种裂缝,都是由内因和外因两个因素所导致的,主要是材料性质和外界环境两个。由于温度的下降沥青混合料的刚度大大增加,在气温温差较大或路表结构层产生较大梯度时,较易在沥青路面表层先产生开裂,继而发展到面层深层,其裂缝形式一般为从上到下,而且裂缝一般为等间距。
        3.设计因素。由于缺乏对城市道路设计年限内交通量的增长率的科学估算,对城市道路沥青路面设计的厚度不足,在车辆荷载的作用下,因为路面的强度不足和无法适应,最终导致沥青路面裂缝的产生。此外,由于各种地下管道掩埋的深度不够,也会影响基层的压实不平,从而导致路面横向裂缝的产生。
        4. 施工因素
        路基或基层结构强度不足,路基局部下沉路面掰裂;半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力,形成干缩裂缝;基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理,造成基层上部细粒料上浮,形成强度较弱的薄层,在行车荷载作用下,易产生龟状裂缝;半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生;半刚性基层养生结束后,如果不及时洒铺封层或透层油,随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝;施工填土未压实,路基产生不均匀沉陷,接缝处压实未达到要求,在行车作用下形成纵向裂缝;沥青混合料摊铺时间过长,其表面温度低,内部较热,用重型压路机碾压易引起路面表层切断;施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝;压力机加速或减速过猛,尤其是转向时过猛易产生路面横纹;沥青混合料分幅碾压力或纵向接茬时,由于接茬处理不当造成接茬开裂。
        三、沥青路面裂缝产生的防治措施
        城市道路不同于国道和省道,其交通量多以小型车为主,所以首先应加强和注重城市道路路面结构的设计,做好城市道路的预防性养护和经常性养护,对延缓沥青路面寿命具有十分重要的意义。


        1 做好结构层和结构层之间的组合设计
        经大量实践经验证明,同等气候条件下柔性基层的抗裂性优胜于半刚性基层,但半刚性基层具有结构整体性好、抵抗变形能力强的优点,因此结构设计要从行车、气候、当地材料等多方面做综合考虑。
        2 使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。
        3 适当的增加面层的厚度
        针对低温不足面层易裂的特点,可考虑调整结构层厚度,国外数据证明面层厚度由6cm增至16cm时,面层的开裂率可下降约3倍。
        4 铺设应力吸收薄膜
        即在沥青面层上用沥青橡胶(勃稠沥青75%+磨细硫磺橡胶粉25% )混合料铺设一层厚约lOmm的薄层,构成应力吸收薄膜,以提高路面的抗拉强度和减少温度对路面开裂的影响,有效地阻止原路面细小裂缝或路基裂缝反射裂缝的发生。
        5 选用防裂性能好的材料
        5.1选择适合满足设计要求的材料,为减少收缩变形,可降低材料的塑性指数;
        5.2采用足够数量的矿粉,保持矿粉与沥青的一定比例;
        5.3采用细粒式(密实型)沥青混凝土面层,细粒式沥青混合料的孔隙率小,可以有效防止雨雪水的渗人造成的反射裂缝;选用抗干缩、低温收缩系数小、抗变形能力强的半刚性材料作基层;
        5.4半刚性基层和面层之间可做碎石层过渡,以减少反射裂缝的产生;
        5.5增加沥青层层间结合,提高沥青面层的整体强度。
        6 做好施工控制,注重工艺质量
        6.1为保证施工质量,施工前应做好材料的人场检查和材料配合比的验证工作,防止材料给路面质量带来的隐患。
        6.2路基施工前,做好测量放线工作,施工中要插杆挂线,做好施工放样,必须严格控制路基的填筑工艺,每层的松铺厚度不应大于30cm,为确保路基强度,施工中必须严格控制检测,使其达到规定值。检测压实度时,必须挖至下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推掉重填。
        6.3基层施工前做好下承层的检查,下承层必须坚实、平整有一定的横坡,施工时,严格控制施工碾压需要的最佳含水量,碾压完成后要及时养生,并及早用乳化沥青做透层或封层,完成后尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
        6.4面层正式施工前,做好试验路段的铺筑,试验路段宜铺筑在直线段,长度为100-200m,试验路段的铺筑可分为试拌和试铺两个阶段,经试验路段可确定施工的各项工艺参数和检验相关技术参数。
        6.5认真做好沥青混合料的碾压工作,严格的按照碾压的三个阶段进行,即初压、复压和终压。
        6.6施工时注意接茬的处理,施工接缝。市政道路越来越宽,受摊铺机有效摊铺宽度的影响,路面必然会产生接缝问题,那么采用热接缝或双机联铺或多机联铺是最有效消除纵缝的方式。出现冷接缝时,碾压时,压路机在已压实的横幅上,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压;冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘部分铲除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除废料后,然后用热混合料敷贴接缝处,使冷料部位预软化并清除敷贴料,然后对接缝涂刷粘层沥青,最后铺筑新的沥青混合料。面层施工要尽可能的采用全幅摊铺,如果不具备全幅摊铺的条件,可以采用多台摊铺机进行共同作业,不能在前幅混合料已经冷却之后再进行后半幅摊铺,要保证混合料的热接。
        结束语:
        沥青混凝土路面产生裂缝的原因,多种多样,但只要控制好设计与施工的关键环节,在今后的沥青混泥土路面施工过程中,不断总结经验、分析原因,不断提高施工人员的素质,就能够减少沥青路面早期裂缝的发生,使城市道路更好地服务于社会。
        参考文献:
        [1]管旭日.市政道路掘路修复工程的常见病害与对策[J].中国市政工程,2010( 8) : 8-9.
        [2]刘元凯.市政道路工程施工质量控制要点[J].中国新技术新产品,2010( 8) : 3-5.
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