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沥青混凝土路面裂缝形成原因及处理和预防措施
摘要:随着沥青混凝土材料的发展,沥青混凝土路面在高级路面施工中得到普遍应用。然而道路的裂缝问题,作为常见的质量通病,没有得到根本解决。本文以南京旅游职业学院校园主干道沥青混凝土道路改造作为工程背景,对沥青混凝土路面工程中各类裂缝分类的基础上,对不同裂缝形式进行原因分析,并探讨常用的裂缝处理方式和预防措施。
关键词:沥青混凝土路面;原因分析;裂缝处理;裂缝预防
1 裂缝的分类及原因分析
1.1 裂缝的分类
根据沥青混凝土路面裂缝走向和道路走向的位置关系,路面裂缝可分为:水平裂缝、纵向裂缝和综合裂缝[1]。
裂缝走向与道路走向垂直的裂缝为水平裂缝。水平裂缝的宽度幅度较大,裂缝走向弯曲、还会分枝叉,此裂缝出现的概率最高。裂缝走向与道路走向大致平行的裂缝为纵向裂缝。纵向裂缝长度变化较大,常出现在地基回填量大的路段。多条不规则形状的小裂缝,经过日积月累,逐渐形成的网格状或龟纹状大裂缝为综合裂缝。
1.2 裂缝的形成原因
沥青混凝土路面的裂缝形式多样,引起裂缝产生的原因也不唯一。其中,沥青混凝土材料的力学性能是导致裂缝产生的主要内在因素。沥青混凝土经过摊铺、碾压形成具有一定承载能力的沥青混凝土柔性路面,当路面受到车辆、温度等各种外力和外部环境的作用后,使沥青混凝土材料内部产生拉应力,材料之间的粘结力和内摩阻力产生破坏,当拉应力大于材料的抗拉强度时,就形成了裂缝。
1.2.1水平裂缝形成的原因分析
水平裂缝形成的原因主要体现在:施工冷接缝处理不当,结合不良;使用沥青材料不符合质量标准或本地气候条件;沥青面层厚度不足;下部半刚性基层收缩;道路下管道不均匀沉降等。
1.2.2纵向裂缝形成的原因分析
纵向裂缝形成的原因主要体现在:填方密实度未达到设计要求,沿边坡部分路基承载力不足;分幅施工时,前后摊铺路幅相接处的接缝处理不符合规范要求; 新老路面地基沉降不均匀;边沟过深或路外侧深基坑开挖引起的滑坡等。
1.2.3综合裂缝形成的原因分析
综合裂缝的形成原因:车辆超载是主要原因;另外长期降雨积水破坏稳定基层及路基内部构造;温度变化;其他裂缝经过行车长期荷载作用也易发生龟裂。
2 裂缝的处理措施
沥青混凝土路面裂缝的处理方法很多,通常需要根据裂缝的破坏形式和损坏程度进行有针对性的选择。
2.1置换法
置换法是将原有路面铺装层全部清除,重新装铺沥青混凝土面层进行置换的方法。这种方法适用于沥青混凝土面层破裂程度异常严重且无法修补的情况。还应考虑对出现质量问题的基层,进行夯实补强。
2.2增铺法
增铺法就是在老路面上重新铺一层,一方面覆盖原裂缝,另外一方面增强原有路面的抗压能力。一般适用于严重网裂的沥青混凝土路面。
2.3局部修复法
局部凿补修复法指凿除裂缝周围松散的骨料,露出坚硬基层,清洗断面,重新铺筑沥青混凝土面层。假如发现基层已经局部破碎,局部破碎的基层要同步维修。假如基层存在大量积水,应将路面的水引流至路外。这种方法适用于出现局部性网状裂缝和沉陷的情况。
2.4灌缝法
灌缝法是将裂缝开槽,使用热灌缝材料进行灌缝密封,适用于单一走向的裂。该方法费用少、工期短,不影响交通运行,所以应该最为普遍。
2.4.1选择灌缝材料
当路面出现微小裂缝时就必须及时修复整治。不同的裂缝宽度,选择不同的灌缝材料,一般按以下原则选择[2]
2.4.2灌缝施工工序
灌缝施工工序包括:开缝、清缝、加热、灌缝四道施工工序。
1.开缝: 就是把裂缝凿宽。裂缝深度和宽度的比值叫深宽比。比值过小的话,灌缝材料不易灌入;比值过大的话,灌缝材料强度不足,容易破损。因此开缝时,要加以控制,常规宽度为 (1-2)cm,深度为(3-4)cm。
2.清缝: 就是把裂缝清理干净。裂缝中的垃圾,影响封缝材料的粘结性能。灌缝前,扫除干净垃圾后,撒水湿润,最后再吹扫干净。
3.加热: 加热裂缝不但可以使缝内保持干燥,而且有助于灌缝材料的粘结。
4.灌缝: 指将灌缝材料灌注到裂缝。采用专用的工具施工,将裂缝灌满,灌缝效果要做到饱满、平滑、洁净和美观。灌缝时,要分多次间隔灌注,且保证一定的间隔时间,否则灌缝材料会因吸附在缝壁,增大下渗阻力,影响灌缝效果。裂缝时,应该从高处往低处施工, 为控制灌缝材料流淌速度,加入适量细砂,尽量保证灌满裂缝。灌缝完成后,为防止车轮粘起灌缝材料,再加入少量粗砂或石屑。
3 裂缝的预防措施
裂缝处理后,由于无法完全与原路面形成一个整体,后期仍是道路破坏的薄弱环节,所以做好前期裂缝预防更有意义。以下从3个方面,归纳了裂缝的预防措施。
3.1设计方面
1.基层材料应优先选用强度高、抗冲刷、变形小的材料。
2.面层选用针入度较大、级配好的沥青混凝土。同时,针对不同的环境要求,可采用改性沥青。
3.设计合适的沥青面层厚度,一般控制在12-15cm。
4.提高表面层抗裂性能,如用聚合物改性沥青,或设置应力消减中间层。
3.2施工方面
1.严格控制路面结构的材料质量。材料质量是防止路面产生裂缝的基础。
2.严格控制路面结构的施工参数。混合料的碾压含水量应控制在最佳含水量附近。施工中必须严格控制压实度,使其达到规定值,否则加压处理,或推除重填。为达到良好的压实效果,填土层每层的厚度控制在30cm以内。
3.保证规范的施工工序。基层完工后要注重养护,及时覆盖乳化沥青,并尽快施工沥青面层。
4.保证路基强度、稳定性达标。为保证路基能按设计承受路面荷载,填筑前降低地下水位,并重点对土质不好的部位,按照设计要求,进行换填等地基处理
5.控制道路下管线开挖和回填工艺,做好管道接缝处处理,防止管道渗水或管道不均匀沉降。处理好道路与桥台、道路与道路之间的冷接缝处理。
3.3其他方面
1.保证道路边坡稳定性。路外侧河道、地块开发导致的深基坑施工,需严格做好支护处理,防止道路边坡失稳引起的道路开裂。
2.控制重载、超载车辆的行驶。坚决不允许超出道路等级对应的交通荷载上路。
大量实践证明,道路施工完成以后,出现道路裂缝问题,不仅维修成本高,而且基本上无法完全修复,因此必须做好沥青混凝土裂缝的预防措施。针对裂缝出现的根源,在设计层面,要保证材料配置科学、防裂措施合理;在施工过程中,控制施工质量,规范施工流程,针对容易出现裂缝的环节,要进行重点检查。最后,要避免外在原因导致裂缝的产生。沥青混凝土路面裂缝不可避免,如出现裂缝,还应按照要求做好灌缝处理,防止裂缝进一步扩大以致影响道路使用。
参考文献
[1] 刘建华.道路沥青混凝土路面裂缝的产生及预防措施分析[J].居业,2020,(6):113-114.
[2] 李梓豪,刘焱.我国道路交通建设的发展状况及沥青混凝土路面裂缝问题研究[J].决策探索(中),2017,(11):61-62.
[3]韦智超.沥青混凝土路面裂缝的成因与预防[J].广西大学学报,2007,(32):93-95.

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