淺析路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施

孟 翔

[摘要]路橋工程中瀝青路面開裂是普遍存在的現象,不管其基層是柔性的還是半剛性的。路面裂縫的危害在于從裂縫中不斷進入水分,使基層甚至路基軟化,導致路面承載力下降,產生唧漿、臺階、網裂等病害,加速路面的破壞。因此,探討路橋工程中瀝青路面裂縫產生的原因及預防措施。

[關鍵詞]路橋工程瀝青路面裂縫

中圖分類號:中圖分類號:TJ8文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1220094-01

一、路橋工程中瀝青路面裂縫產生的原因

(一)瀝青及瀝青混合料的性質。瀝青路面所鋪筑的瀝青混合料是由瀝青結合料、粗集料、細集料和礦粉等多種成分組成的。在混合料組成中,由于材質的不同和數量的多少,可形成不同的組成結構,表現為不同的物理力學性能。影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因是瀝青和瀝青結合料的性質,瀝青路面是否開裂的最根本因素是瀝青混合料的低溫勁度,而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。

(二)基層材料的性質。基層材料的收縮性愈小,面層裂縫愈小。基層上有透層油以加強與面層的粘結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。1.干燥收縮開裂。主要是由于混合料失去水分引起的,混合料中游離水分的減少縮小了顆粒間的空隙。2.低溫收縮開裂。半剛性基層多在高溫夏季和常溫時施工成型,入冬后溫度驟降,混合料遇冷收縮,在收縮過程中受到下層的約束產生收縮拉應力。如果收縮應力大于當時的極限抗拉強度時,就會產生溫度收縮裂縫,溫差越大,溫度變化越快,則約束越大,混合料就容易開裂。

(三)設計原因。我國瀝青路面的大規模的開發及其設計是近十幾年伴隨著高速公路建設而發展起來的。因此,還有不少設計問題有待研究。設計存在的主要問題如下:1.結構設計不合理。如基層厚度不夠,面層分層及材料配合比設計不當,面層厚度不合理。2.路面、基層、底基層排水設計考慮不周。3.路面所處段土質和水文情況與實際出入大,使得路面設計參數不符合實際。

(四)施工原因。1.軟土地基施工。在含水量較高、強度低、孔隙比大、壓縮性高的軟弱土層即軟土上修筑路基,若處理不當,往往會發生路基失穩、過量沉陷和不均勻沉降,路面產生縱向裂縫,導致公路破壞或不能正常使用。2.路基壓實度不足。路基壓實是路基施工過程中的重要工序,亦是提高路基路面強度與穩定性技術措施之一。壓實的目的在于使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的密度提高,形成密實整體,最終導致強度增加,穩定性提高。由于路基局部路段壓實度不足,會導致公路路面出現縱向裂縫和橫向裂縫。3.路面基層施工質量低劣。由于搶工期、趕進度,造成料源緊缺,原材料質量難以保證,不能按照施工規范的要求施工。半剛性基層沒有合理的齡期,放松對工程質量的控制,使得基層和底基層質量低劣,造成基層網裂破壞,反射到面層,面層出現網裂。在齡期不足的情況下,由于攤鋪機和重型運料車輛的碾壓并轉彎,底面層施工時用振動壓路機碾壓,這都會破壞水泥水化、硬化已形成的初期強度。4.瀝青面層集料離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多,細集料偏少;不易壓實。礦料與瀝青的粘結力小,抗剪強度低,容易出現龜裂和松散。

二、路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施

根據規范,通過路面結構設計和厚度計算可以滿足瀝青路面強度和承載能力要求,基本解決荷載型裂縫產生的問題。對于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產生,以下將作具體的論述。

(一)提高路基工作區的強度和穩定性

路基是路面的基礎,路基工作區又是路基經受行車荷載影響較大的深度區域該深度區域具有足夠的強度和整體穩定性對保證路面結構的強度和穩定性極為重要,否則將產生不均勻沉降使路面發生開裂。因此,必須采取有效措施處理好影響路基工作區的穩定性和強度的關鍵環節。

1.路基工作區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、礫、砂類土,其次選用含礫、砂低液限粘土再次選用低液限粘土。粉質土和有機土不能用于填筑路。面對當前高速公路超載現象十分普遍的情況下,建議在路基施工時對路基工作區的控制深度最好是大于路基工作區的設計深度,以防患于未然。2.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定性的最經濟、最有效的技術措施,施工中必須嚴格檢測控制。使其達到規定值。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30cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測結果達不到規定值的要加壓處理,或推除重填。3.降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩定性。當開挖后發現底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質差的地段要進行換填處理,確保其強度和穩定性。

(二)設計預防裂縫發生

1.在進行半剛性路面設計時,首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。2.選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層。在缺少優質瀝青的情況下,應采取改善瀝青性質的措施。3.在穩定度滿足要求的前提下,優先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。4.瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。5.采用合適的瀝青面層厚度,確保半剛性基層在使用期間一般不會產生干縮裂縫和溫縮裂縫。6. 為進一步提高表面層抗溫度裂縫性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層。7.設置應力消減(應力吸收)中間層。

(三)施工控制裂縫發生

1.嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量,混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規范容許的范圍內。2.半剛性基層碾壓完成后,要及時養生。3.半剛性基層碾壓完成后或最遲在養生結束后應立即用乳化瀝青做透層或封層。4.透層或粘層完成后,應盡快鋪筑瀝青面層。

三、結論

路橋鋪設瀝青面層前,采取裂縫預防措施和處理技術可以大大減少路面裂縫的出現。這種思路和方法是強調于道路建設初期采取措施阻止裂縫的形成。或通過選擇道路結構、技術或材料處理已出現的裂縫,這將減少裂縫或根本不出現裂縫,或者使得原有的或不可避免的裂縫活性大大降低。

參考文獻:

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