时间:2013-11-29 分类:交通运输
摘要:本文对山区公路沥青路面的开裂原因、发生机理进行了分析,针对不同的开裂情况,阐述了相应的防治措施,有一定参考价值。
关键词:公路维护评职论文发,职称论文发表,山区公路,沥青路面,路面开裂,防治措施
一、山区公路沥青路面开裂的原因
山区公路沥青路面建成后,总会产生各种形式的裂缝。开裂的形式主要包括由路基裂缝的反射或由低温收缩造成的横向裂缝以及由路基沉降、施工接缝质量或结构承载力不足引起的纵向裂缝。公路沥青路面的开裂表现形式是多种多样的,主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。在山区公路沥青路面使用初期产生的裂缝对沥青路面的使用功能一般无明显影响,但随着裂缝的不断增多和缝宽的逐渐变大,以及路表水的不停渗入,使山区路面结构层甚至路基软化,致使路基、路面强度降低、承载力下降。山区公路沥青路面的裂缝大致可分为两大类:一类是由于行车荷载作用而产生的结构性破坏裂缝,即荷载性裂缝;另一种是由于温度变化而产生的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,即非荷载性裂缝。
荷载因素是指道路在通行期间,交通车辆的荷载对路面各个结构层的破坏。在交通荷载的重复作用下,使得路面材料受到疲劳损伤的作用,当疲劳损伤的累计达到材料的极限承受能力时,路面结构内部便产生裂纹,加上施工时路面各结构层中已有很多的裂缝,随着交通荷载作用次数的增加,裂纹将不断扩展,最终在路表形成可见的疲劳裂缝。荷载因素会造成路基沉陷,基层断裂和疲劳开裂,沥青面层反射裂缝和疲劳裂缝。山区公路沥青路面容易产生荷载性裂缝的原因有很多,包括路面结构层设计不合理;路面层设计厚度不足;路面基层强度不能满足行车要求;同时在车辆反复作用下,沥青路面也会很快开裂;另外,路基压实不够,引起路基整体或局部沉降,从而产生面层裂缝;施工时新老路基结合处、填挖结合处以及施工搭接处处理不当,导致局部出现开裂和沉陷。
山区公路沥青路面还会出现非荷载性裂缝,非荷载性裂缝产生的主要原因是温度的影响。气候因素主要是指温度对半刚性基层沥青路面开裂的影响。冬夏季节气温变化很大,在沥青路面温度上升和下降的过程中,由于热胀冷缩的作用,沥青混合料将会不可避免地产生温度收缩。由于路面在纵向为连续的无限长结构,纵向的温度收缩因受到约束而无法实现。当温度较高、降温速度较慢时,由于沥青混合料的热粘弹性特征,不会对路面造成严重的损伤;当温度较低,降温速度较快时,沥青混合料的粘性特征减弱,弹性特征增强,在路面内部产生裂缝。当能量积蓄到一定程度时就会在路表或路面结构强度的薄弱部位使裂缝扩展。由于沥青是一种粘弹性材料,以沥青为粘结料的沥青混合料性质随温度改变而改变。温度裂缝主要有低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝主要是在冬季气温骤降时,沥青面层材料收缩,当沥青面层中产生的收缩拉应力或拉应变超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变时,沥青面层就会开裂。温度疲劳裂缝主要是由于温度反复升降而导致温度应力疲劳,使混合料的极限拉伸应力变小而产生的沥青面层疲劳开裂。
施工因素对沥青路面裂缝的影响以前是大家容易忽略的一个环节,路面碾压时普遍采用振动压路机,在前进方向和垂直方向双重力作用下,沥青混合料内容易产生微裂缝,如果这个微裂缝不及时消除,在温度应力、荷载应力的双重作用下,这些微裂缝会扩展为宏裂缝。另外,为了抵御车辙的破坏,面层普遍采用骨架密实级配,使压实困难和易发生离析,均会造成施工的不均匀,易产生裂缝。由于高速公路由路基、底基层、基层和面层等几大部分组成,面层以下各个结构层的破坏都会造成路面的开裂,每个结构层的施工质量均会对沥青面层的裂缝产生影响,所以说施工因素对沥青面层的影响是全方位的。路基的不均匀沉陷、台背回填处理不彻底、路床处治和底基层施工时压实度不足、底基层和基层以及面层的离析等施工因素均影响沥青路面裂缝的产生。
二、沥青路面裂缝的分类
沥青路面的常见病害多而复杂,开裂是沥青路面发生结构性损坏最主要的形式之一。沥青路面开裂从外观看分为:横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和龟裂。沥青路面裂缝从发生、发展方向上分为:自上向下的裂缝和自下向上的裂缝。根据沥青路面开裂的成因分为:荷载裂缝、温度裂缝和反射裂缝。反射裂缝又分为温缩型反射裂缝和交通荷载引起的反射裂缝两种。
1)温缩型反射裂缝
温度下降时沥青面层自身会因收缩变形,同时由于基层已经开裂,裂缝端会随温度的下降而产生张开位移,当温度呈性变化时,在基层裂缝顶端与沥青面层底部对应的位置受到疲劳的累计作用,使得沥青面层在较短的时间内开裂,并且很快扩展至路表,形成温缩型反射裂缝。不管环境温度高低,只要存在日温差,基层中的裂缝对面层底部对应位置必然开裂。
2)交通荷载引起的反射裂缝。
半刚性基层开裂后,车辆产生的交变荷载作用于沥青面层,在基层开裂处对应的面层混合料内部产生损伤,随着荷载作用次数的增加,混合料内部的损伤逐渐累计增加,当损伤累计达到材料的极限承受能力时,沥青混凝土内部便产生裂缝,在疲劳和剪切的双重作用下,裂纹不断扩展,最终形成可见的裂缝。#p#分页标题#e#
二、山区公路沥青路面开裂的防治
(一)必须做好交通勘察工作
只有做好施工前的监测工作,才能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。勘察工作实施后才能为基层选用稳定性良好的粗粒料石灰、水泥稳定类材料。沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下层的良好连接,并从设计施工养护上采取措施,有效地排除雨后结构层内积水。原材料质量和混合料质量严格按要求进行选定、拌制和施工。
(二)必须加大对新技术的推广与应用
山区公路沥青路面出现裂缝非常重要的原因是技术不够,必须要应用新材料、新工艺、新技术、新设备,在山区公路沥青路面的技术上下功夫。在裂缝养护施工、管理过程中,技术是非常关键的一部分。不论管理者、监理者、施工者包括材料供应商都要在新的技术、材料、结构方面进行研究,从管理角度讲,就是集管理技术、监理指标控制、施工关键工艺把握于一体。
(三)加大对山区公路裂缝养护的管理力度
加大管理力度,必须要在运行机制上下功夫。山区公路沥青路面的养护至关重要,要想把山区公路沥青路面的养护工作做好,必须要建立完备的社会化养护管理体系。
(四)在材料的选择和路面结构设计上下功夫
根据山区道路所在地区的气候条件选择材料,对于沥青结合料,使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好,与沥青具有粘附性的材料,尽可能使用人工砂代替圆形颗料的天然沙。另外,必须要在路面结构设计上下功夫,设计的道路必须能适应客观存在的交通荷载水平和温度条件。
三、总结
在山区公路沥青路面裂缝处置施工中,只有采取积极有效的预防措施,才能有效控制山区公路沥青路面的开裂问题。如何做好山区公路沥青路面的防治工作,是摆在公路管理部门面前一项长期而艰巨的任务。只要积极采取有效措施,规范管理,合理组织施工工序,杜绝不利因素的发生,山区公路沥青路面开裂问题就一定可以减少。为了跟上小康生活的步伐,山区公路的发展必须跟上时展的脚步。必须要不断研究山区公路沥青路面养护管理对策,深化改革山区公路沥青路面养护体制与运行机制,走出一条适合我国公路事业不断向前推进的新路子。
参考文献:
[1]吴赣昌,凌天清.半刚性基层温缩裂缝的扩展机理分析[J].中国公路学报,1998,(1).
[2] 刘敬辉,王端宜.采用半刚性基层预裂缝技术减少反射裂缝[J].公路,2009.