【摘 要】隨著我國公路迅猛的發(fā)展態(tài)勢,我國公路建設速度和質(zhì)量都得到了較大提升。相應地對路面要求也在不斷地提高,由于具有造價相對較低、耐磨性好、施工周期短、路面光滑、行駛噪音低、駕駛舒適性更好等優(yōu)點,瀝青混凝土路面在高等級公路的建設中應用越來越廣泛。但伴隨著廣泛的應用,裂縫問題做為瀝青混凝土路面主要病害,始終對其應用和發(fā)展形成一定的困擾。因此,探討瀝青混凝土路面裂縫問題具有一定的現(xiàn)實意義。
【關鍵詞】瀝青;混凝土;路面
在世界范圍內(nèi),瀝青路面使用期間出現(xiàn)裂縫問題是普遍存在的,而且不管其基層是半剛性的還是柔性的均有發(fā)生裂縫病害的可能。公路路面出現(xiàn)裂縫會使水份不斷通過裂縫浸入公路,使基層甚至是路基軟化,進而導致路面出現(xiàn)承載力下降的問題,最終產(chǎn)生網(wǎng)裂、臺階、唧漿等公路病害?梢哉f,路面出現(xiàn)裂縫會加速路面的破壞,對公路的經(jīng)濟性造成不利影響。因此,探討并解決瀝青混凝土裂問題極具現(xiàn)實意義。
1.瀝青混凝土裂縫的主要類型分析
路面裂縫問題始終困擾瀝青混凝土公路和建設和使用。在最初,裂縫對于路面使用而言并沒有明顯影響,但伴隨著雨水的洗滌和沖刷,路面裂縫下的土基會因不斷增大的含水量而導致強度出現(xiàn)明顯降低,這時在車輛反復荷載的作用,就會出現(xiàn)唧漿和沖刷等現(xiàn)象,進而加速瀝青路面的破壞,甚至徹底對公路產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞,對瀝青路面的使用性能構(gòu)成極大危害。那么瀝青混凝土公路路面裂縫有哪幾種類型呢?
1.1橫向裂縫
橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設計不當和施工質(zhì)量低劣,或由于車輛嚴重超載,至使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應力超過其疲勞強度而產(chǎn)生裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式,它有兩種性情況:瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射裂縫。
1.2縱向裂縫
縱向裂縫產(chǎn)生的原因有三種可能性:一種是瀝青面層分幅攤鋪時,兩幅接茬處未理好,在行車荷載的作用下逐漸開裂;第二種是由于路基壓實度不均勻或由于路基邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的;第三種是路基加寬工程中新、老路基存在施工縫、壓實度和強度不均勻而引起的整個施工路段裂縫。
1.3不規(guī)則裂縫
這種裂縫主要是由于路面的整體強度不足而引起的。其原因可能是路面結(jié)構(gòu)設計不合理,路基路面壓實度不足,路面材料配合不當或未拌和均勻等,也可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填,致使水分滲入下層,尤其在融雪期間凍融交加,加劇了路面的破損。瀝青老化也是導致瀝青面層形成不規(guī)則裂縫的原因之一。
2.瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的主要因素探討
2.1瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)
瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因,瀝青是路面礦料的粘結(jié)材料,要求有較高物理吸附和化學吸附能力,同時要有溫度穩(wěn)定性,夏季高溫不軟,冬季低溫不裂。瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素,瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關鍵。在瀝青性能指標中,影響更大的是溫度敏感性,溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。
2.2基層材料的性質(zhì)
基層材料的收縮性愈小,面層裂縫愈少;鶎由嫌型笇佑鸵约訌娕c面層的粘結(jié)對抗開裂是有好處的,基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。
2.3氣候條件
極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。
2.4交通量和車輛類型
半剛性基層中的最大拉應力,通常是由最重的車輪荷載產(chǎn)生的;并且對于半剛性路面,不同軸載對路面的破壞作用遠不是4次方的關系,而11~13次方的關系,即使是通過次數(shù)較少的重荷載也對路面破壞起著決定性的作用。
2.5施工因素
主要指半剛性基層材料的碾壓含水量,半剛性基層完成后的暴曬時間等因素。
3.瀝青混凝土路面裂縫病害防治的主要措施
3.1防治瀝青路面裂縫問題首無應對原材料質(zhì)量嚴格控制
在選擇瀝青時,應選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進口瀝青。有條件的情況下,還可以在瀝青中摻加各種類型的改性劑,以提高瀝青的性能指標。
集料選用的骨料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。
混合料的級配確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性,路面表面特性和耐久性是兩對矛盾,相互制約,照顧了某一方面性能,可能會降低另一方面性能;旌狭吓浜媳仍O計,實際上是在各種路用性能之間搞,要根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和交通情況做具體分析,盡量互相兼顧,是設計達到平衡和最優(yōu)化。為了提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個途徑:第一是改善礦料級配,采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(sMA):第二是改善瀝青結(jié)合料,采用改性瀝青。
3.2路面設計的優(yōu)化也是防治瀝青路面裂縫問題不容忽視的一環(huán)
優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合設計是提高路面長期使用性能的重點,設計時,應該按每一條路的實際情況得到的數(shù)據(jù)去設計路面面層,這樣的設計才能更科學合理并具有較強的實用性。對各油面層瀝青混合料進行優(yōu)化設計,礦質(zhì)混合料設計時應采用骨架密實結(jié)構(gòu),最佳瀝青用量應根據(jù)不同層位油面層需要的功能謹慎選定。
3.3施工階段有效的處理措施是防治瀝青路面裂縫問題最重要的環(huán)節(jié)
3.3.1提高路基的強度和穩(wěn)定度
路基是路面的基礎,路基又是經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域,該深度區(qū)域具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性對保證路面結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性極為重要,否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強度的關鍵環(huán)節(jié),最大限度地減小路基完工后的沉降量。
路基的強度主要是在填筑過程中形成的,必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石、砂、礫類土,其次選用含礫、砂低液限粘土,再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機土不能用于填筑路基。
壓實度是反映路基強度的重要指標,也是提高路基強度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟、最有效的技術(shù)措施,施工中必須嚴格檢測控制,使其達到規(guī)定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響,施工中要插桿掛線,每層的松鋪厚度不應大于30 cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測結(jié)果達不到規(guī)定值的要加壓處理或推除重填。
3.3.2基層應有合理厚度
當基層厚度增加時,其承載能力也迅速增加,試驗證明,半剛性基層厚度由10cm增加到25cm時,其承載力提高為原來的3倍。
3.3.3修筑防裂路面
研究表明,面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響,厚度超過15.0cm的面層可有效地防止受拉疲勞所產(chǎn)生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應力。對于高質(zhì)量要求的公路,瀝青面層可適當加厚到17.5cm,以確保使用要求。
3.3.4設置應力吸收層。
在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層。
4.結(jié)語
瀝青路面裂縫的形式及產(chǎn)生原因是很多,只有采取因地制宜的防治措施,才能最大限度地控制路面裂縫的出現(xiàn),進而確保公路的使用舒適性和經(jīng)濟性,為地區(qū)經(jīng)濟建設提供有力支持。
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