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瀝青路面裂縫病害分析與防治(專業(yè)版)

2024-11-15 22:31上一頁面

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【正文】 如果施工項(xiàng)目要求材料粘附性好、抗磨、施工快速、養(yǎng)生期短,則可考慮選用瀝青橡膠或橡膠瀝青。封口高出于路面的構(gòu)形承受磨損,而且裂縫的邊緣直接承受很高拉應(yīng)力,導(dǎo)致填封結(jié)構(gòu)內(nèi)部破交通壞。國際上通用的結(jié)論是需要將瀝青面層增加至15-25cm。是應(yīng)用在舊路加鋪時(shí)的一種整體預(yù)防裂縫的系統(tǒng)。格柵包括聚丙烯或聚醋土土格柵、玻璃格柵和金屬格柵。因此,在路面實(shí)際調(diào)查中應(yīng)該充分分析各種可能的原因,全面綜合考慮各種原因的影響,找出其中主要的原因并釋以相應(yīng)的處理對策,有的 放矢,才是上策。眾所周知,半剛性路面有著較高的路面承載力,較好的水穩(wěn)定性,成板性高的特點(diǎn),但也具有其不可避免的缺點(diǎn)就是會產(chǎn)生溫縮和干縮裂縫,加之路面在車輛荷載作用下在基層產(chǎn)生的疲勞開裂,瀝青路面底層便會在開裂處附近產(chǎn)生應(yīng)力集中,此時(shí)在交通荷載作用下的主拉應(yīng)力和溫度變化引起的拉應(yīng)力的綜合作用下,使瀝青面層在開裂處向上發(fā)展最終貫穿整個(gè)瀝青路面。由于路基不均勻沉降引起的縱縫,通常斷斷續(xù)續(xù),綿延很長;由于施工搭接不良引起的縱縫,其形態(tài)特征是長且直;由結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在靠近路基邊坡一側(cè)的路面邊緣。對于分層碾壓的基層,上下層的接頭應(yīng)錯(cuò)開3~5m,以減少出現(xiàn)裂縫的機(jī)會。(3)溝槽回填土應(yīng)分層填筑、壓實(shí),壓實(shí)度需達(dá)到要求,宜采用T型搭接。曝露時(shí)間、失水率、級配和水泥劑量對干縮性能有影響,降溫時(shí)間、溫度、級配和水泥劑量對溫縮性能有影響??v向裂縫容易形成沿行車方向呈臺階狀,影響行車舒適性。.2施工方面(1)調(diào)整無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料的礦料級配,增加粗集料用量,減少細(xì)粉含量,使集料混凝土盡量形成嵌擠結(jié)構(gòu);(2)采用合理的水泥品種和水泥劑量,減小水泥穩(wěn)定集料的強(qiáng)度和剛性。因?yàn)槁返毯蜆蚝瓨?gòu)筑物是建立在不同的基礎(chǔ)上。半剛性路面具有較高的強(qiáng)度和路面承載能力,有利于荷載的分布,極大地降低了路基土的垂直壓應(yīng)力和其上瀝青層層底的彎曲應(yīng)力。5 結(jié)束語瀝青路面產(chǎn)生裂縫的外部因素有交通荷載、環(huán)境溫度、突發(fā)的震災(zāi)、水分及陽光、空氣的老化作用,內(nèi)部因素有材料的受拉疲勞、受拉屈服、剪切屈服以及施工不當(dāng)留下的潛在裂縫。就目前常用的材料而言,土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈模較低,變形率較大,且不存在低溫脆化問題,效果最佳。對于瀝青結(jié)合料,使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。 交通荷載與環(huán)境因素對瀝青路面開裂的綜合影響與交通荷載和環(huán)境因素相關(guān)的應(yīng)力不是彼此孤立的。這些裂縫應(yīng)出現(xiàn)在車輪輪跡處,而且根據(jù)理論計(jì)算,應(yīng)為橫向裂縫??s縫在路表成為可見縫時(shí)通常為單一的直線型裂縫,但在交通荷載作用下可發(fā)展為雙線型裂縫和分叉裂縫。用水泥處治的半剛性基層,當(dāng)設(shè)計(jì)欠安全或已達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限時(shí),由于疲勞會產(chǎn)生開裂。瀝青路表出現(xiàn)裂縫是路況惡化的征兆,會對路面性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響。另一個(gè)原因可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時(shí)封填,致使水分滲入下層,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復(fù)作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被振到表面產(chǎn)生卿漿,基層表面被逐步淘空,產(chǎn)生網(wǎng)裂。三、橫向裂縫原因分析、防治措施及處理方法橫向裂縫是與路面中線近于垂直的裂縫,裂縫起初大多出現(xiàn)于路面兩側(cè)的硬路肩,逐漸發(fā)展而貫通全路幅。本文就以瀝青路面裂縫的成因進(jìn)行分析并結(jié)合實(shí)際情況提出相應(yīng)的預(yù)防措施。對于縱向裂縫的處治方法主要有以下幾種(l)對于縫寬小于3mm的裂縫可不作處理,大于3mm小于5mm的縱向裂縫,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。(2)對于由土基沉降引起的橫向裂縫,如出現(xiàn)錯(cuò)臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的,則需沿橫縫兩側(cè)各50cm一100cm范圍開槽,挖除上面層,按照方法(l)先將裂縫填實(shí),然后沿橫縫加鋪玻璃格刪,重新攤鋪上而層。1 路面裂縫的不利影響當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)裂縫后將會使道路使用質(zhì)量惡化。歸納起來,引起瀝青路面開裂主要有下述幾方面原因: 路面疲勞由于瀝青路面所承受的累積交通量超過其設(shè)計(jì)極限,將導(dǎo)致路面疲勞開裂裂縫。這時(shí)它們一般形成等距橫向收縮裂縫。區(qū)別裂縫類型和各種類型裂縫(環(huán)境的和交通的)間的相互作用非常重要。而且,瀝青層內(nèi)也可以產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力,尤其是在低溫地區(qū)。對于新鋪水泥處治基層等半剛性基層瀝青路面,其收縮裂縫難以避免,為防止裂縫對瀝青面層造成不利影響,可采取預(yù)開裂技術(shù)(目前常用五種不同的預(yù)開裂技術(shù),結(jié)構(gòu)層頂部且槽、瀝青乳液接縫、嵌入硬質(zhì)波浪形夾片、嵌入柔性塑料帶、結(jié)構(gòu)層底部預(yù)開裂),在縫處鋪設(shè)土工織物防止基層開裂,并確?;鶎拥膲簩?shí)度達(dá)到規(guī)范的要求等。SMA 被證明具有良好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能,使用壽命長,是防裂路面設(shè)計(jì)瀝青混合料的一項(xiàng)新技術(shù)。 瀝青路面裂縫的維修瀝青路面裂縫產(chǎn)生后,及時(shí)進(jìn)行維修以控制裂縫進(jìn)一步發(fā)展,可以防止路面早期破壞。另一種是溫度疲勞裂縫。3)沉降或沉陷裂縫。主要指半剛性基層材料的碾壓含水量、水泥青量,半剛性基層完成后的暴曬時(shí)間、透層油的滲透以及與瀝青面層的聯(lián)結(jié)情況等因素。裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,有時(shí)伴有少量支縫,縫長有的貫穿整個(gè)路幅,有的貫穿部分路幅,裂縫彎彎曲曲、有枝有叉。瀝青延度低,抗裂性差。如無條件全路幅攤鋪時(shí),上、下層的施工縱縫應(yīng)錯(cuò)開15cm以上。(1)采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫。最初多出現(xiàn)于道路的兩側(cè),逐漸向路中央發(fā)展形成貫通整幅路面的裂縫。為什么溫縮裂縫會首先出現(xiàn)在路表?因?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)具有厚度,在面層內(nèi)便會形成溫度剃度,當(dāng)在無約束條件下時(shí),路面便產(chǎn)生形變,如圖9所示,但實(shí)際上由于基層對于面層的粘結(jié)和摩阻力作用,使實(shí)際上的受力模式為圖10所示,這樣,便會在面層頂部形成拉應(yīng)力,同時(shí)又由于瀝青路面是直接暴露在野外的工程構(gòu)造物,面層材料直接接觸紫外線、氧氣、水分等的作用,老化最嚴(yán)重,加之行車荷載的剪切力作用,使的瀝青路面的溫縮裂縫最早產(chǎn)生于瀝青路面表層。在我國,城市道路的公共汽車站旁邊最容易發(fā)現(xiàn)這種車轍推擠裂縫。土工織物包括包括聚丙烯或聚醋織物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋無紡織物,厚度不超過幾個(gè)毫米。美國數(shù)十個(gè)州采用這項(xiàng)技術(shù)。加鋪層是鋪筑在夾層系統(tǒng)之上的各種結(jié)構(gòu)的瀝青面層。填縫(Crack filling)是將專門的材料填入非活動裂縫(nonworking crack)內(nèi),籍以有效地減少水的滲入和增加裂縫兩側(cè)路面的強(qiáng)度。材料的選擇對于裂縫的修復(fù)有著十分重要的意義,如果材料選擇不當(dāng),處置后的裂縫可能很快就會重新開裂。建議養(yǎng)護(hù)計(jì)劃人員及時(shí)掌握各類材料在現(xiàn)場的實(shí)際使用性能的信息。所希望的性能 美學(xué)上的考慮成本 如果希望填封結(jié)構(gòu)有較長的使用壽命,可考慮選用封口與路面齊平或高出路面呈凸臺形的結(jié)構(gòu)。瀝青材料的抗裂能力主要取決于骨料特性、瀝青劑量和粘結(jié)特性。夾層系統(tǒng)是由一層夾層材料組成,根據(jù)夾層材料的類型,采用特殊的錨固方法或固定在下臥層。而且由于它很薄,并不具備增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和改善排水等功能。一般最常見的是前兩種情況,因此在材料選擇時(shí),可選用勁度模量低,溫度敏感性低的瀝青,如SBS、SBR改性瀝青;而瀝青和石料接觸面處被拉開裂多是由于瀝青與石料粘附性不好而產(chǎn)生,因此可選擇表面粗糙,與瀝青粘附性好的石料,避免使用酸性石料,有條件時(shí)應(yīng)該選擇添加抗剝落劑改善粘附性。、承載力不足路基加固處理不當(dāng),路基邊緣浸水,導(dǎo)致路基濕軟、承載力不足,形成啃邊,有時(shí)也會導(dǎo)致路面邊緣的縱向裂縫。按照破壞程度可進(jìn)一步劃分為輕微、中等和嚴(yán)重三類。治理措施瀝青路面裂縫修補(bǔ)方法很多,一般可根據(jù)裂縫的實(shí)際情況(如寬度、深度等)確定具體的修補(bǔ)工藝。鋪筑瀝青面層前,老路面?zhèn)缺谛柰克⒄硨訛r青。(2)橋涵兩側(cè)填土充分壓實(shí)或進(jìn)行加固處理?;鶎赢a(chǎn)生裂縫后,在溫度和行車荷載作用下,裂縫逐漸反射到瀝青表面,路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。同時(shí)做好與排水井等人工構(gòu)造物的接頭;(8)最大限度地減少瀝青混凝土的離析。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.瀝青混凝土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凝土勁度的關(guān)鍵。2)縱向裂縫及網(wǎng)裂。總之,合理的設(shè)計(jì)、選材,精心的施工、養(yǎng)護(hù)和及時(shí)的維修是預(yù)防和控制瀝青路面裂縫的有效方法。 半剛性基層反射裂縫的預(yù)防 結(jié)構(gòu)層頂部切槽這種方法是結(jié)構(gòu)層碾壓后在其頂部預(yù)切槽口。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯然,所設(shè)計(jì)的道路必須能適應(yīng)所承受的的交通荷載水平和溫度條件。適用于含水泥處治基層的瀝青路面。Dauzats 等人報(bào)道了法國許多較厚的柔性路面上所觀察到的裂縫類型。 設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)路面開裂也可能因路面設(shè)計(jì)的某些缺陷,或某層或多層路面結(jié)構(gòu)的施工不當(dāng)而引起:第一,當(dāng)老路拓寬時(shí),由于基礎(chǔ)承載力的橫向變化,經(jīng)常在老路邊緣處出現(xiàn)縱向裂縫,尤其當(dāng)車輛輪跡主要集中在老路邊緣時(shí)。雖然在裂縫出現(xiàn)的初期僅限于車轍處,但這些疲勞裂 縫通常會發(fā)展為塊裂。第二,降低路面防水性,影響路面使用壽命。網(wǎng)裂的處治方法如下:對于輕微網(wǎng)裂可用玻璃纖維布罩面,對于大面積的網(wǎng)裂、常加鋪乳化瀝青封層或在補(bǔ)強(qiáng)基層后,再重新罩面,修復(fù)路面。一方面在基層成型過程中因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫,另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。瀝青路而裂縫的形式是多種多樣的,裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。(3)水的滲透破壞。另外還應(yīng)設(shè)計(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)并且精心施工。非荷載型裂縫,即不是由交通荷載引起的裂縫,主要為溫度型裂縫。在車輛、水分、霜凍等因素的綜合作用下,磨耗層常會沿裂縫發(fā)生骨料或小塊瀝青的剝落。這一影響加上瀝青表層所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力,當(dāng)超過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),就產(chǎn)生了這種裂縫。3 瀝青路面裂縫擴(kuò)展的影響因素瀝青路面開裂主要由交通和環(huán)境因素引起。在這種情況下,也可能產(chǎn)生典型的塊裂。路面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)限制施工初期裂縫的形成,包括正確的選擇基層材料,合理的設(shè)計(jì)道路結(jié)構(gòu)和控制施工質(zhì)量。對受拉疲勞開裂的研究表明,%%,可以使以25m 板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10 年延長到45 年。保證了裂縫處有效的傳遞荷載能力。一種是由于氣溫突然下降造成面層溫度收縮,在有約束力的瀝青層內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過瀝青混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)造成的開裂。這種情況在城市道路及高速公路上是常見的。另外基層上的透層油可以加強(qiáng)基層與面層的粘結(jié),對抵抗瀝青路面的開裂也是有好處的;(4)氣候條件。如何做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù),還有待于我們在實(shí)踐中探索發(fā)現(xiàn)。(1)填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。碾壓時(shí),壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15~20cm,直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止,再改為縱向碾壓。(4)瀝青面層各層應(yīng)滿足最小施工厚度的要求,保證上下的良好連接;并從設(shè)計(jì)施工養(yǎng)護(hù)上采取措施有效地排除雨后結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水。除次之外還有其他的劃分方法,如按成因可劃分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫,按擴(kuò)展過程又可分為又下而上的反射裂縫和又上又下的下延裂縫。低溫開裂是指低溫時(shí),瀝青勁度模量增大,瀝青變脆,瀝青混凝土應(yīng)力松弛不能適應(yīng)溫度應(yīng)力的增長,溫度下降產(chǎn)生的應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而使瀝青路面產(chǎn)生開裂,這種開裂一般首先出現(xiàn)在路表,是路表裂縫的一種,并隨著溫度應(yīng)力的持續(xù)作用向面層下部擴(kuò)展;其次氣溫驟降時(shí),混合料勁度模量急劇增大,超過極限勁度而產(chǎn)生開裂,這種裂縫在南方炎熱多雨地區(qū)常見,夏季路表氣溫高,由于暴雨驟降,使得瀝青混凝土路面溫度急劇降低,產(chǎn)生開裂。這是由日本的松野三郎教授在20世紀(jì)90年代首先提出的,受到了世界上的重視,并專門召開了國際會議。應(yīng)力吸收層是指
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