吳 優/重慶交旅建設工程有限公司
路面開裂成因及防治措施分析
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公路的質量關系到人們日常出行的安全。因此,當路面出現開裂情況時,必須及時維修,防止裂縫進一步擴大而導致交通事故的發生。本文筆者對路面開裂成因及防治措施進行了分析探討,希望對相關從業人員具有借鑒意義。
路基路面;開裂;成因;防治措施
加強對路面開裂成因及防治措施的研究,有利于提高路基、路面施工質量控制水平,具有重要的現實意義。因此,加強對路面開裂成因及防治措施的研究是非常必要的。
依據公路建設的材料、結構、地理因素和道路載荷等,可將公路裂縫分為以下幾種。
(一)荷載型裂縫
荷載型裂縫,顧名思義,是因道路載荷引起的。公路在使用的過程中,長時間處于車輛的荷載之下,同時還要承受一定的拉應力作用,這樣就容易導致公路荷載超標而出現疲勞裂縫。該類裂縫的特點是呈網狀分布。
(二)溫度性裂縫
溫度性裂縫分為低溫裂縫和溫度驟變裂縫兩種。其中,低溫裂縫主要因溫度降低、路面材料收縮以及受車輛的碾壓而形成。低溫裂縫多出現于溫度較低的惡劣天氣條件下。該類裂縫產生時多以橫向裂紋為主,并且初始位置一般都為公路的表面,然后逐漸延伸至路面內部。另外,在寒冷的天氣條件下,路面溫度低于底層溫度,那么不同的路面層就會出現不同的收縮量。收縮量一旦超出了路面材料所能承受的拉伸應力,也會導致路面出現裂縫。溫度驟變裂縫是因長期受太陽照射和晝夜溫差產生的。由于公路在使用中長期處于太陽暴曬之下,對于溫度較高的地區,太陽直射會導致地表溫度較高,而夜晚溫度下降,路面溫度也隨之降低。這樣的溫差會形成較大的溫度應力,這種溫度應力一旦超過路面的拉伸強度,公路表面就會開裂,因此,該類裂縫多因溫差較大引發,在我國南北方地區均有出現。
(三)路基不穩定導致的開裂
在路基施工中,大部分施工單位會根據當地的土質選擇適當的路基施工材料和方法,也會充分考慮雨水對路基沉降的影響。同時,在施工過程中還會加強路基范圍內的排水工作,防止因雨水浸泡而導致路基沉降。但是,當路基的排水工作不到位或者采用的施工方法不合理時,就會造成路基含水量增加,即使經過多次碾壓,也會導致其穩定性不足;加之受持續車輛載荷的影響,路基就不能承載路面的變形,最終導致路面開裂。
(四)路面設計不到位導致的開裂
在路面設計環節就需要對可能引發路面開裂的因素予以充分考慮,在拓寬原來的路段時更應該注重新舊公路結合處防止開裂的設計,以保證公路路面強度,從而防止路面裂縫的出現。
(一)加強路基施工時的質量控制
路面開裂的主要原因就是路基、路面強度不夠,或者路面局部施工存在缺陷,導致路面完工后由于自然原因或者車輛碾壓而出現開裂。因此,需要加強路基施工時的質量控制,使其能夠滿足設計要求。具體可以從以下3方面入手:
1.合理選擇路基施工材料。
路基材料的選擇對整個道路的強度起著決定性作用,并不是所有土質都可以作為路基施工的材料,必須嚴格控制材料的質量。
2.路基填土完成后必須進行壓實度檢測。
壓實度直接體現了路基強度,壓實度的檢測對確保路基質量有著非常重要的作用。因此,在現場建設中,必須嚴格按照要求檢查這一指標,使之符合設計要求,切實增強路基強度和穩定性。
3.切實做好地下水位的控制。
路基施工時,有的地段地勢較低,地下水位距地表很近。這就給路基施工帶來了一定的困難。為了保證路基的強度和穩定性,防止地下水對路基施工產生影響,必須采取必要的措施控制地下水位,比如采用優質材料填充,或者對土質采取換填方式。
(二)合理控制公路基層厚度
在施工基層時,適當增加其厚度可大大提高基層的承載性能。通過試驗可知,將半剛性基層厚度從10cm增加到25cm后,其承載力可提高3倍。因此,在實際施工時,適當增加基層厚度可大大減少路面開裂情況的出現。
(三)增加路面瀝青厚度
通過對不同厚度的瀝青路面的檢測得出,當路面瀝青厚度大于15cm時,不僅能在很大程度上減少因受拉疲勞而出現的裂縫,還能降低因車輛負重產生的剪切力。
(四)施工時使用防裂效果好的原料
在選用施工材料時,需注意以下幾點:
1.在路基施工過程中,應多選用抗沖性能好的材料,選用受環境溫度、濕度等影響小且抗拉能力強的材料,扎扎實實做好基層施工。
2.通過使用輔助材料提升瀝青的穩定性。在路面施工中使用瀝青時,要對瀝青進行檢查,盡量使用優質瀝青,保證路面面層厚度和穩定性。當缺乏優質瀝青或者優質瀝青不充足時,可在瀝青中適當加入延伸性好的輔助材料,從而增強瀝青的延伸性,提高路面的抗裂能力。
3.路面表層的孔隙率對路面質量有很大的影響,因此在表層鋪設瀝青時,應選用密實型瀝青,以增加路面的結構強度。這樣,即使出現裂縫,也不會大規模擴大。
4.在采購材料時,應選擇表面較為粗糙、硬度較高的材料,充分考慮材料的耐磨性。
5.在施工過程中,控制瀝青混合料的配合比是一項關鍵的技術性工作。在確定不同材料的配比時,要考慮不同成分的穩定性,以及相互結合時的抗疲勞能力和抗裂性能。
(五)瀝青路面裂縫處理措施
1.灌縫是最常用的裂縫治理措施之一。
基層裂縫可采用壓漿法灌縫。面層裂縫一般采用改性瀝青或灌縫膠灌縫,普通瀝青灌縫在高等級公路中已很少采用。材料的選擇及是否開槽要根據裂縫發育情況而定。
2.稀漿封層。
在裂縫初發階段采用乳化瀝青稀漿封層,可提高路面的耐磨性能,延長路面的使用壽命。但由于需要一定的穩定期,這種方法不能有效控制裂縫的發展,耐久性大打折扣。
3.罩面。
罩面是一種有效的綜合養護方法,一般適用于大中修。雖然其絕對成本較大,但費用效益比很高,目前被廣泛采用。需要注意的是要避免老路裂縫再次引起反射裂縫。
4.路面再生。
路面再生技術有冷再生和熱再生兩種,施工工藝不同,但都是利用原有瀝青路面材料,經破碎、添加、拌和、攤鋪等工藝重新形成再生結構層。由于再生層一般很難達到預期使用壽命,常根據公路等級要求作封層處理或加鋪瀝青面層。
在公路施工過程中就應該加強質量的控制,防止裂縫的產生。而當路面出現開裂情況時,必須及時維修,防止裂縫進一步擴大而導致交通事故的發生??傊訌娛┕べ|量控制,及時治理已經產生的裂縫,延長公路的使用壽命,從而保證人民出行的安全和舒適。
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