瀝青路麵的裂縫及預防
發布時間:2014-08-09
摘要:liqinglumianliefengwentishigonglugongchengzhiliangtongbingzhiyi,liqinglumianzaidifangdaolushiyongqikailieshipubiancunzaidewenti。congliefengchanshengdeyuanyinrushou,duiliqinglumiancengjianyinglijinxinglejiaoxiangxidefenxi,bingyouzhenduixingditichuleyufangliefengchuxiandexiangyingcuoshi。
關鍵詞:瀝青;裂縫;成因及預防;堤防道路
1瀝青路麵開裂原因
(1)瀝青路麵開裂的主要原因可分為兩大類:一(yi)種(zhong)是(shi)由(you)於(yu)行(xing)車(che)荷(he)載(zai)的(de)作(zuo)用(yong)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)結(jie)構(gou)性(xing)破(po)壞(huai)裂(lie)縫(feng),一(yi)般(ban)稱(cheng)之(zhi)為(wei)荷(he)載(zai)型(xing)裂(lie)縫(feng)。另(ling)一(yi)種(zhong)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)於(yu)瀝(li)青(qing)麵(mian)層(ceng)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)溫(wen)度(du)裂(lie)縫(feng),包(bao)括(kuo)低(di)溫(wen)收(shou)縮(suo)裂(lie)縫(feng)和(he)疲(pi)勞(lao)裂(lie)縫(feng),一(yi)般(ban)稱(cheng)之(zhi)為(wei)非(fei)荷(he)載(zai)型(xing)裂(lie)縫(feng)。(2)由you於yu我wo國guo現xian行xing瀝li青qing路lu麵mian設she計ji規gui範fan中zhong規gui定ding或huo推tui薦jian瀝li青qing路lu麵mian采cai用yong半ban剛gang性xing基ji層ceng。所suo以yi還hai存cun在zai著zhe因yin為wei半ban剛gang性xing基ji層ceng的de溫wen縮suo裂lie縫feng或huo幹gan縮suo裂lie縫feng引yin起qi瀝li青qing麵mian層ceng產chan生sheng的de反fan射she裂lie縫feng或huo對dui應ying裂lie縫feng。此ci類lei裂lie縫feng主zhu要yao是shi非fei荷he載zai型xing的de,在zai某mou些xie情qing況kuang下xia也ye可ke能neng是shi由you溫wen度du和he荷he載zai共gong同tong完wan成cheng的de。(3)堤防自身直接影響瀝青路麵裂縫的產生,堤身發生不均勻沉降,進而產生裂縫、下蟄、錯位等破壞現象。
2瀝青路麵裂縫應力分析
2.1結構性破壞裂縫
liqinglumiandejiegouxingpohuailiefengzhuyaoshiyouyuxingchehezaiyinqide。zaibangangxingjicengxiacaiyongbangangxingcailiaozuodijiceng,keshijicengdimianyouxingchehezaichanshengdelayinglimingxianjianxiao,shenzhihaixiaoyubangangxingdijicengdimianchanshengdelayingli,zheduibangangxingjicengchengshouxingchehezaidefanfuzuoyongshishifenyoulide。tongshizaimianceng
滲水、冰凍水、毛細水等的作用,裂縫的修補不及時等原因,造成水分積聚在基層和麵層之間、縫隙之中,在凍漲、車輛衝擊荷載作用下,造成基層界麵軟化、嘰泥等,使該部位完全失去連續性。造成麵層單板、基層裂縫處集中應力作用。兩種情況均會完全脫離原有的基礎,造成麵層底、裂縫邊緣處應力集中,很快導致破壞。
2.2溫度裂縫
瀝青麵層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種,一種是低溫收縮裂縫或簡稱低溫裂縫,另一種是溫度疲勞裂縫。
①低di溫wen裂lie縫feng。瀝li青qing材cai料liao在zai較jiao高gao溫wen度du條tiao件jian下xia,具ju有you良liang好hao的de應ying力li鬆song馳chi性xing能neng,溫wen度du升sheng降jiang產chan生sheng的de變bian形xing不bu致zhi於yu產chan生sheng過guo大da的de溫wen度du應ying力li,但dan當dang氣qi溫wen大da幅fu度du下xia降jiang時shi,瀝li青qing材cai料liao逐zhu漸jian發fa硬ying並bing開kai始shi收shou縮suo,麵mian層ceng中zhong產chan生sheng的de收shou縮suo拉la應ying力li或huo拉la應ying變bian一yi旦dan超chao過guo瀝li青qing混hun合he料liao的de抗kang拉la強qiang度du,瀝li青qing麵mian層ceng就jiu會hui開kai裂lie。
②溫度疲勞裂縫。這種裂縫主要發生在日溫差大的地區。由於溫度反複升降導致瀝青麵層溫度應力疲勞,使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小,加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應力鬆馳性能降低,最終達到極限抗拉強度使路麵產生裂縫。
2.3半剛性路麵的反射裂縫和對應裂縫
2.3.1由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫
dongjihuozaihanlengdiqu,zaijiehedehaodeliqingmiancengxia,kailiedebangangxingjicengdeshuipingweiyishidezhijiezailiefengshangdemiancengneichanshengdadelayinglihuolayingbian,youyuzaijiaodiwenduxialiqingmiancengtongchangjiaoying,tazhinengchengshouxiaodelayinglihuolayingbian,yincirongyibeilalie,bingqieliefengdekuozhantujingshiyouxiazhishangde。liqingmiancengdehouduyubo,fansheliefengxingchengdeyuzaoheyuduo。
2.3.2由半剛性基層幹縮開裂引起的反射裂縫或對應裂縫
對於新鋪的半剛性基層,隨著混合料中水分的減少,要產生幹縮和幹縮應力;shuifenjianshaodeyuduoyukuai,chanshengdegansuoyinglihegansuoyingbianjiuyuda。zaiyijingchanshenggansuoliefengdebangangxingjicengshangpuzhuliqingmianceng,zaijiaoboliqingmiancengdeqingkuangxia,bangangxingjicengdeliefenghuiyouyuwenduyingliershimiancengdibuxiankailie,bingjiaokuaixingchengfansheliefeng。yidanxingchechanshengdelayingliyuwenduyinglixiangjiehe,fansheliefenghuixingchengdegengkuai。zaijiaohouliqingmiancengdeqingkuangxia,youyuwenduyinglizaibiaomianzuida,jicengdeliefengjiangcushimiancengxiancongbiaomiankailie,ranhouzhujianxiangxiachuanboxingchengduiyingliefeng。yishangjielunyibeichangshajiaotongxueyuanguangdanmoxingshiyansuozhengshi,biaomianjiangwen30℃時,不同厚度瀝青麵層內下層裂縫上方的溫度應力分布規律。
不(bu)同(tong)的(de)應(ying)力(li)分(fen)布(bu)規(gui)律(lv)不(bu)難(nan)推(tui)斷(duan),通(tong)過(guo)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)試(shi)驗(yan)或(huo)計(ji)算(suan),將(jiang)會(hui)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)臨(lin)界(jie)麵(mian)層(ceng)厚(hou)度(du)。麵(mian)層(ceng)厚(hou)於(yu)此(ci)臨(lin)界(jie)厚(hou)度(du)時(shi),裂(lie)縫(feng)將(jiang)主(zhu)要(yao)從(cong)表(biao)麵(mian)開(kai)始(shi);薄於此臨界厚度時,裂縫可能主要從底部開始。此臨界厚度與氣候條件、麵層混合料的勁度模量、溫縮性以及基層混合料的溫縮性有關。
2.4堤防自身裂縫
(1)由於機淤固堤工程措施是將泥漿放淤到堤身一側,且目前大部分措施都是以堤身作為一道“天然”圍(wei)堤(di),和(he)外(wai)圍(wei)三(san)麵(mian)新(xin)築(zhu)圍(wei)堤(di)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)封(feng)閉(bi)的(de)施(shi)工(gong)單(dan)元(yuan),將(jiang)泥(ni)漿(jiang)放(fang)淤(yu)進(jin)去(qu)。而(er)泥(ni)漿(jiang)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)就(jiu)直(zhi)接(jie)和(he)堤(di)身(shen)接(jie)觸(chu),如(ru)果(guo)原(yuan)堤(di)身(shen)土(tu)質(zhi)比(bi)較(jiao)疏(shu)鬆(song)幹(gan)燥(zao),則(ze)泥(ni)漿(jiang)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)就(jiu)會(hui)被(bei)原(yuan)堤(di)身(shen)的(de)幹(gan)燥(zao)土(tu)壤(rang)很(hen)快(kuai)吸(xi)收(shou)進(jin)去(qu),吸(xi)收(shou)了(le)水(shui)分(fen)的(de)幹(gan)燥(zao)土(tu)壤(rang)就(jiu)會(hui)很(hen)快(kuai)改(gai)變(bian)其(qi)原(yuan)有(you)性(xing)狀(zhuang),而(er)沒(mei)吸(xi)收(shou)進(jin)水(shui)分(fen)的(de)一(yi)側(ce)則(ze)會(hui)保(bao)持(chi)其(qi)原(yuan)來(lai)狀(zhuang)態(tai),這(zhe)樣(yang),原(yuan)來(lai)的(de)堤(di)身(shen)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang),進(jin)而(er)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)、下蟄、錯位等滲透破壞現象。
(2)原有堤身再存在洞穴、裂縫等隱患,則發生這樣變化的速度會更快,破壞程度也會更嚴重。
(3)堤防
加固工程施工措施是臨背河加高加寬原堤身,工程施工雖進行開蹬、碾壓、檢(jian)驗(yan)等(deng)工(gong)序(xu)。但(dan)該(gai)工(gong)程(cheng)舊(jiu)堤(di)身(shen)部(bu)與(yu)新(xin)堤(di)身(shen)部(bu)經(jing)曆(li)的(de)時(shi)間(jian)不(bu)同(tong),沉(chen)降(jiang)係(xi)數(shu)也(ye)不(bu)同(tong),這(zhe)樣(yang)堤(di)身(shen)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang),進(jin)而(er)產(chan)生(sheng)縱(zong)向(xiang)裂(lie)縫(feng)破(po)壞(huai)現(xian)象(xiang)3影響裂縫產生的主要因素
(1)瀝li青qing及ji瀝li青qing混hun合he料liao的de性xing質zhi。瀝li青qing和he瀝li青qing結jie合he料liao的de性xing質zhi是shi影ying響xiang瀝li青qing路lu麵mian溫wen度du開kai裂lie的de最zui主zhu要yao原yuan因yin,瀝li青qing混hun合he料liao的de低di溫wen勁jin度du是shi決jue定ding瀝li青qing路lu麵mian是shi否fou開kai裂lie的de最zui根gen本ben因yin素su,瀝li青qing勁jin度du又you是shi決jue定ding瀝li青qing混hun合he料liao勁jin度du的de關guan鍵jian。在zai瀝li青qing性xing能neng指zhi標biao中zhong,影ying響xiang更geng大da的de是shi溫wen度du敏min感gan性xing,溫wen度du敏min感gan性xing大da的de瀝li青qing更geng容rong易yi開kai裂lie。
(2)基(ji)層(ceng)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)質(zhi)。基(ji)層(ceng)材(cai)料(liao)的(de)收(shou)縮(suo)性(xing)愈(yu)小(xiao),麵(mian)層(ceng)裂(lie)縫(feng)愈(yu)少(shao)。基(ji)層(ceng)上(shang)有(you)透(tou)層(ceng)油(you)以(yi)加(jia)強(qiang)與(yu)麵(mian)層(ceng)的(de)粘(zhan)結(jie)對(dui)抗(kang)開(kai)裂(lie)是(shi)有(you)好(hao)處(chu)的(de),基(ji)層(ceng)材(cai)料(liao)種(zhong)類(lei)對(dui)瀝(li)青(qing)麵(mian)層(ceng)的(de)裂(lie)縫(feng)率(lv)有(you)明(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)。
(3)氣候條件。極端最低溫度、降溫速率、低溫持續時間、升降溫循環數次數是氣候條件影響瀝青路麵溫縮裂縫的四大要素。
(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生的;並且對於半剛性路麵,不同軸載對路麵的破壞作用遠不是4次方的關係,而11~13次方的關係,即使是通過次數較少的重荷載也對路麵破壞起著決定性的作用。
(5)施工因素。主要指半剛性基層材料的碾壓含水量,半剛性基層完成後的暴曬時間等因素。
4減輕瀝青路麵裂縫的措施
根gen據ju規gui範fan,通tong過guo路lu麵mian結jie構gou設she計ji和he厚hou度du計ji算suan可ke以yi滿man足zu瀝li青qing路lu麵mian強qiang度du和he承cheng載zai能neng力li要yao求qiu,基ji本ben解jie決jue荷he載zai型xing裂lie縫feng產chan生sheng的de問wen題ti。對dui於yu如ru何he避bi免mian或huo減jian輕qing非fei荷he載zai型xing裂lie縫feng的de產chan生sheng,應ying從cong設she計ji與yu施shi工gong兩liang個ge方fang麵mian來lai進jin行xing考kao慮lv。
4.1設計方麵
(1)在進行半剛性路麵設計時,首先應選用抗衝刷性能好、幹縮係數和溫縮係數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。(2)選用鬆弛性能好的優質瀝青做瀝青麵層。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麵層。(4)瀝青麵層采用密實型瀝青混凝土。(5)采用合適的瀝青麵層厚度,確保半剛性基層在使用期間一般不會產生幹縮裂縫和溫縮裂縫。(6)為進一步提高表麵層抗溫度裂縫性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表麵做一封層。(7)設置應力消減(應力吸收)中間層。
4.2路基方麵
(1)在項目規劃時,盡可能先實施放淤固堤項目,使堤防隱患充分暴露,有針對性處理後,再實施堤頂道路硬化工程項目。(2)如果機淤固堤項目還沒有批複,不妨在堤頂路麵硬化前先處理堤身隱患,再硬化路麵。(3)對於堤頂道路已經硬化的堤段,機淤固堤時,放淤前先在靠堤身側修築一道隔堤(需層層壓實),以截斷因放淤產生的
滲水,從而消除或減小對原有堤身及堤頂道路產生的滲透破壞。(4)堤防加高地段要經一段時間沉降期後,進行路麵硬化工程實施,以避免堤身發生不均勻沉降產生縱向裂縫破壞現象。(5)使用錐探灌漿措施處理堤防存在的虛土層、洞穴、堤身裂縫等隱患。該辦法在處理堤身虛土層、洞穴及裂縫隱患時,不需要大斷麵開挖,對堤防道路交通和日常管理影響較小,效果也較為理想,造價也相對較低。
4.3施工方麵
(1)嚴格控製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製在施工規範容許的範圍內。(2)半剛性基層碾壓完成後,要及時養生。(3)半剛性基層碾壓完成後或最遲在養生結束後應立即用乳化瀝青做透層或封層。(4)透層或粘層完成後,應盡快鋪築瀝青麵層。
5結語
實際上按照現行瀝青路麵設計規範要求,瀝青路麵厚度設計相對偏厚,目前采用的半剛性基層收縮性都比較小,
施工工藝水平有很大提高,所以新建半剛性瀝青路麵上出現的裂縫絕大多數是瀝青路麵本身產生的溫度裂縫。如何提高瀝青麵層的防裂性能、改善瀝青及瀝青混合料的使用品質應是我們今後研究的主要方向。