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沥青混凝土路面裂缝的原因及预防

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随着我国公路市场建设的高速发展,沥青混凝土路面由于具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音小等特点,而越来越多地被应用到高等级公路建设中,但是沥青混凝土路面的常见裂缝问题一直困扰着公路行业。笔者现就沥青混凝土路面最常见的纵、横向裂缝,网状裂缝,反射裂缝产生的原因进行探讨,并提出如下防治措施。

一、纵向裂缝

(一)现象:

裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。

(二)原因分析:

前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范求认真处理,结合不紧密而脱开。

1 纵向沟槽回填土未按要求压实而发生沉陷。

2 拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。

(三)预防措施:

1 采用两台摊铺机联合摊铺,两台摊铺机前后的距离一般为10~30m。前后两台摊铺机摊铺重叠50~100mm,确保全路幅一次摊铺成型。

2 如无条件全路幅摊铺时,上下层的施工纵缝应错开15cm以上。前后幅相接处为冷接缝时,应先将已施工压实完的边缘坍塌部分切除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除碎料后,宜用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化,然后铲除敷贴料,并对侧壁涂刷粘层沥青,再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求。

拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁需涂刷粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。

(四)治理措施:

2~5mm的可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的裂缝可用改性沥青灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或石屑。

二、横向裂缝

(一)现象:

裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有贯穿整个路幅的,也有贯穿部分路幅的,缝与缝间距基本均衡。

(二)原因分析:

1 施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。

2 沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力大干沥青混合料的抗拉强度。

3 半刚性基层收缩裂缝的反射缝。

4 桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。

(三)预防措施:

1 合理组织施工,摊铺作业要连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切整齐、清除碎料,然后用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化;铲除敷贴料,对缝壁涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。

2 充分压实横向接缝。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15~20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。

3 根据规范要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。

4 桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理。

(四)治理措施:

为防止雨水由裂缝渗透至路面结构,对于细裂缝可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或石屑。

三、反射裂缝

(一)现象:

基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置开关与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,取决于下卧层。

(二)原因分析:

1 半刚性基层收缩的反射裂缝。

2 在旧路面上加罩沥青面层后,原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝的反射。

(三)预防措施:

1 采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。

2 基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,要防止碾压时含水量过小压实度和强度不足,造成强度裂缝。

3 对分段施工的基层,需碾压时,应预留3~5m混合料,并暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3~5m,以减少出现裂缝的机会。

4 合理选择混合料的配比,控制细料数量,重视结构层的养护,并应禁止重型车辆通过,及早铺筑上层或进行封层施工,以利于减少干缩缝。

5 在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后再加罩,或采用铺设土工布、搁栅后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

(四)治理措施:

1 缝宽小于2cm时,可不作处理。

2 缝宽大于2cm时,可采用改性乳化沥青或改性沥青灌缝。灌缝前须先清除缝内垃圾及缝夹碎粒,并保持缝内干燥,灌缝后撒粗砂或石屑。

四、网状裂缝:

(一)现象:

裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下,将面层分隔成多边形的小块。

(二)原因分析:

1 路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差或受水的侵入而变化。

2 沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。

3 路基局部压实度不够或基层局部松散形不成板体,使路面的承载能力下降,形成网状裂缝。

4 行车荷载重复作用下引起的路面疲劳裂缝。

(三)预防措施:

1 沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并喷洒粘层沥青。

2 原材料质量和混合料质量严格按照规范要求进行选定、拌和施工。

3 沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下的良好连接,并从设计施工养护上采取措施有效地排除雨后结构层内的积水。

4 路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用稳定性良好的粗粒料的石灰、水泥等稳定类材料。

(四)治理措施:

1 当夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;当因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需将路面渗透水排除至路外,然后再铺筑新混合料。

2 当强度满足要求、网裂出现在沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定:如在路面上加罩,为减轻反射裂缝,可采取各种“防反”措施进行处理。

3 由于路基不稳定,导致路面网裂时,可用石灰或水泥来处理路基,或进行注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20~40cm,消石灰用量5%~10%或水泥用量4%~6%。待土路基处理稳定后,再重做基层、面层。

4 由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或采取综合稳定的措施对基层进行加强。水稳定性好、具有收缩性的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。