時間:2012年10月22日 分類:推薦論文 次數:
關健詞:瀝青混凝土路面;裂縫; 防治
Abstract: After using the paved asphalt pavement, there will be a variety of cracks, road surface water intrusion accelerated the cracks, greatly reducing the life of the asphalt pavement. This article discussed the treatment of cracks from the road daily preventive maintenance aspects of the prevention.
Key words: asphalt concrete pavement; cracks; prevention
中圖分類號: TV544+.924 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,我國的公路建設飛速發展,但隨著公路使用年限的增長、交通量和大噸位運輸車輛的日益增長,尤其是瀝青路面裂縫病害愈來愈嚴重。現就內蒙古阿拉善盟公路發生的裂縫病害成因,危害以及防治情況做一分析。
瀝清路面裂縫成因
荷載裂縫。荷載裂縫主要是由于我國交通量迅速增長和重載車輛日益增多造成的。在車輪荷載作用下,半剛性基層底部產生拉應力,該拉應力大于半剛性基層的抗拉強度時,則基層底部就很快開裂。在荷載反復作用下,裂縫逐漸擴展到瀝青面層,裂縫表現為稠密的,甚至是網狀裂縫,嚴重的會出現車轍或沉陷。
非荷載裂縫。由于瀝青層本身產生的溫度裂縫,溫度裂縫主要是橫向裂縫,橫向裂縫會貫通全幅路面,當有中央分隔帶時,會貫通單幅,這種裂縫的特點是從路基邊緣向路中心過渡,且邊緣裂縫寬,路中裂縫窄。溫度裂縫有兩種情況,一種是溫度收縮裂縫,即隨著溫度下降瀝青面層開始收縮,由于瀝青面層各個面上的抗拉強度不同,在結構強度相對薄弱的斷面就會斷裂;另一種是溫度疲勞裂縫,即氣溫反復下降回升,晝夜溫差比較大時,使瀝青面層產生疲勞裂縫。由于半剛性基層產生的反射裂縫及對應裂縫,造成結構裂縫。第一種情況:由于半剛性基層溫度收縮開裂引起反射裂縫,在寒冷地區,當半剛性基層上為薄的瀝青面層時,由于半剛性基層的溫縮裂縫而引起瀝青面層產生反射裂縫,尤其是溫縮性大的石灰土和水泥土基層上溫縮裂縫更為明顯。實踐表明,當瀝青面層較厚時,對半剛性基層有很好的隔溫保護作用,能夠顯著降低半剛性基層頂面所受負溫效應,從而對瀝青面層起到一定的保護作用,大大降低了面層的反射裂縫。第二種情況,由于半剛性基層干縮開裂引起反射裂縫及對應裂縫。新鋪筑的半剛性基層隨著混合料中水分的減少要產生干縮和干縮應力。水分減少的愈多愈快,產生的干縮應力就愈大。試驗表明:干縮能夠使水泥穩定碎石基層表面產生很大的拉應力,其值可達1310KPa,干縮應力在施工后的頭幾天內就達到最大值,施工后逐漸降低。但是,在用瀝青封層養生的情況下,應力減少達85%左右。達到最大應力的時間也就相對延長。因此,合適的養生能減少干縮應力及減少裂縫。沒有進行合適養生的半剛性基層,特別是干縮性大的細粒土基層在壓實完成后的頭幾天內就產生了很大的干縮應力,而此時混合料的強度還沒有完全形成,因此,很容易產生干縮裂縫。半剛性基層養生結束后,如不及時鋪筑瀝青封層和瀝青面層,讓基層暴曬,隨著暴曬時間的增長,也會產生干縮開裂,開始時干縮裂縫往往很細,隨著水分繼續減少,裂縫會顯著增加。半剛性基層的干縮裂縫有的在鋪筑瀝青面層前已部分產生。在鋪筑瀝青面層后,基層中的水分還會進一步減少,直到含水量達到平衡,產生干縮裂縫。但鋪筑的瀝青面層較厚時,基層的水分減少得相當緩慢,最終達到含水量平衡,這種情況下對瀝青路面的影響也相對較小。
阿拉善盟地處內蒙古西部,具有特殊的地理環境,夏季氣溫高達40℃,路面溫度可達70℃ ,氣候干旱少雨。冬季最低溫度達到–30℃ ,且風沙大。對瀝清路面的溫度穩定性要求較高。阿拉善盟境內的公路大多是2-3級公路,有少量的高速和一級公路,公路等級低,極易產生裂縫,裂縫以橫向裂縫為主,一般冬季產生0.5-1.5厘米左右的裂縫。
裂縫形成后對路面的危害
路面出現橫向裂縫要及時治理,否則灌進雨雪水冬天凍融后,對路面的破壞非常嚴重。進水后的路面病害破壞的發展一般分為三個階段。第一階段,初期表現為裂縫部位的鼓脹,沿裂縫逐漸形成微量凍融松散灰土粉化,材料密度降低,將面層材料拱起,出現驢脊背現象;第二階段,為沿裂縫灌入雨雪水,存于水泥碎石與瀝青路面的結合層之間,由于行車碾壓推擠摩擦作用,將水泥和微粒同雨雪水在行車的壓力作用下擠出;第三階段,形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現泥漿,路面出現坑凹,甚至出現搓板路,最終導致龜裂病害的發生。
路面縱向裂縫如治理不及時,長時間雨雪水的灌入,會出現順行車道區一個∪型路面帶,嚴重時路面發生條塊形碎裂,對行車的影響非常大。
路面裂縫一旦形成,就必須采取相應措施進行修復,修復的越早,對路面的硬性破壞越小,效果也越好。處理這些病害如不及時,會對車輛形成一種潛在的危害,也極大地縮短路面的服務壽命。設計服務15年的高速公路,可能使用幾年就需要大修,給國家造成極大的經濟損失。
路面裂縫病害的預防及治理
由于目前所采用的基層的結構形式(強基薄面)和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的,但是出現裂縫就要及時治理,并防止其發展到路面龜裂、坑槽以及碎裂等嚴重病害。
治理的目的主要是防止不讓雨雪水灌入縫內,將裂縫封住,通常叫做灌縫。治理的方法過去一直延用40-70號熱瀝青灌縫。近年也有用乳化瀝青灌縫,由于灌縫材料是液體材料,可灌至裂縫深處,乳化瀝青灌入后的裂縫又出現一定的空隙,經過6-10次反復灌注直至灌滿。
自2009年起,阿拉善盟公路管理局采用一種新型材料—密封膠。這種材料為固體狀,用瀝青灌縫機加熱后,由三個人操作。工作原理近似于房建工程粉刷用的噴漿機,先吹干清理干凈縫內的灰塵、冰、水,然后用瀝青灌縫機將加熱的密封膠沿裂縫的走向噴于裂縫內,且噴滿裂縫。同時,將裂縫表面的密封膠抹平即可。凡是用這種材料處理的裂縫,至今已四年仍保持完好。經比較和估計,這一措施可以較大程度的節省養護成本,延長瀝青路面出現輕度和中度裂縫病害后路面的壽命,達到預防性養護的目的,極大的提高了養護效益。
自2008年起,阿拉善盟公路管理局采用乳化瀝青碎石封層技術治理路面裂縫和其它病害。即在裂縫比較多的路面上利用瀝青同步封層車噴灑1.4-1.6kg%m2的殘留物含量不小于65%的乳化瀝青,同時撒鋪8-10mm的單粒徑碎石覆蓋于乳化瀝青表面,再通過16-20t膠輪壓路機碾壓形成單層瀝青磨耗層。
乳化瀝青碎石封層技術作為一種預防性養護手段,可以防止路面病害的進一步擴展,減緩路面使用性能的惡化,延長路面使用的壽命周期,通常用于路面狀況良好,表面可見病害為較多龜裂、松散、橫縱縫、抗滑性能下降及狀態良好的修補路面。乳化瀝青碎石封層主要起防水、防滑、耐磨和改善路表外觀的作用,在路面結構體系中,只能作為表面保護層和磨耗層,而不能解決原路面的結構和強度問題,所以采用乳化瀝青碎石封層路段必須滿足原路段具有足夠的強度和剛度、有良好的整體穩定性、原路面病害必須事先處置和表面干燥清潔。乳化瀝青碎石封層技術不僅延長路面使用的周期,節約養護資金,而且大大提高了公路預防性養護水平,且每公里只需投入8-9萬元,僅為油路翻修工程的六分之一左右,在阿拉善盟公路預防性養護工作中廣泛推廣應用。
總之,路面裂縫影響路面美觀,消弱路面整體穩定性和平整度,并且由于水分的滲透降低基層與土基的承載力,從而加劇路面的破壞,縮短使用壽命。裂縫的防治,要根據具體情況采用不同的措施,應積極采用新材料、新工藝探索防止裂縫產生的新措施,力爭用更為有效、技術更合理、經濟上能接受的辦法控制公路瀝青路面裂縫的問題,提高公路瀝青路面的質量。