市政道路沥青路面裂缝成因与预防

市政道路沥青路面裂缝成因与预防

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摘要:在现代化建设中,道路的畅通与平整度不仅为居民的出行提供了方便,而且也是城市环境建设的重要体现之一。沥青路面是当前市政道路工程中常见的路面形式之一,在其使用过程中,裂缝是最为常见的质量通病。本文笔者结合多年工作经验,对市政道路工程中的沥青路面裂缝形成的主要原因以及防治措施进行了相关的论述,以供参考。

关键词:市政道路;沥青路面;裂缝成因;措施

城市道路是否畅通、平整,是体现城市硬环境建设的重要指标。目前,城市道路路面使用周期大大缩短,远达不到设计使用年限即出现破坏现象。沥青路面的裂缝尤其严重,其中网裂,龟裂,纵缝,横缝等。其原因是多方面的,有执行标准、设计、施工方面的原因;有交通量迅猛增加的原因:有原材料质量的原因。这里通过生产实践过程积累的经验,针对各种导致路面破坏的各种原凶简要阐述预防措施。

一、市政道路沥青路面裂缝成因分析

(一)技术标准低

我国的市政标准使用时间较长,而且在很长时间内都没有更新,而近二十年、特别是近十年随着国民经济的迅猛发展,城市建设也日新月异,城市道路建设跟着飞速发展,由于旧的试验技术和仪器设备的欠缺原规范所规定的检测项目和指标也不能控制工程质量,导致虽然技术指标合格,但工程并不能满足使用功能,造成破损,裂缝等。

(二)材料因素

沥青的品质是决定沥青路面施工的重要因素,一般可以采用收缩性较小的半刚性基层,由于沥青路面的裂缝是以温度收缩裂缝形式为主,所以沥青的感温性是衡量沥青性能的重要指标,沥青的品质成为沥青路面产生裂缝的关键原因,其中衡量沥青品质的指标包括:低温延性、沥青油源、含蜡量、劲度和抗老化性能等。沥青路面是否会开裂完全取决于沥青劲度和混合料低温劲度,基层材料的类型与性质也是决定沥青路面是否开裂的关键。一般市政道路在施工时,在基础材料中用石灰土基层作为主要的承重结构的情况非常普遍,但这种情况不可能满足城市交通荷载的发展和需求,一旦基层被损坏之后,会最终导致路面的开裂和破损。另外,半刚性基层材料的选择不同,其收缩性能也不同,这种差异从而影响面层裂缝率的大小。

(三)施工因素

半刚性基层的温缩和层间接触状况是影响沥青路面抗裂性能的关键因素,所以在对施工工艺和施工流程的具体操作过程中,必须以严格的要求进行执行。由于市政道路建设的特殊性在于必须与其他公用基础设施同步建设,所以很容易出现工期紧和任务重等不利因素,部分施工单位甚至要按照进度表去倒排施工环节,市政道路的施工受到以上因素的影响,施工单位采取了简化或者省略部分施工工序,这样的做法将直接影响市政道路建设的质量,此外,市区干道建设必须考虑城市交通压力,如果采用半封闭式施工,势必会造成路口处的横向搭接和两幅间的纵向搭接,成为病害多发地段,将直接影响道路的整体性。

(四)雨雪水渗透

雨雪天气,部分雨雪水渗入到路面空隙和裂缝中,在外力作用下,导致沥青与集料之间粘结力降低并逐渐丧失粘结力水分的不断渗入,在汽车车轮动态荷载的反复作用下,进入路面空隙裂缝中的水分不断产生动压力或真空负压抽吸的反复循环,水分逐渐渗入到沥青与集料的界面上,沥青膜从面料表面脱落,沥青混合料掉料、松散、开成网状裂缝并不断扩大。

二、市政道路沥青路面裂缝的防治措施

(一)沥青混凝土级配设计

较粗级配的沥青混凝土具有较强的抗滑和抗车辙的能力,所以在目前高等级道路建设施工中得到了广泛的使用。但其本身也具有一定的缺点,由于其空隙率偏大、传荷能力较小、耐疲劳能力也相对减弱,所以,在市政道路的设计中必须综合考虑较粗级配的沥青混凝土的使用性能,根据设计的厚度来选择适当的混合料类型。衡量沥青品质的标准是必须含蜡量低、抗老化性能高以及高低温性能高等,改性沥青和沥青玛脂碎石(SMA)混合料是比较合适的选择,SMA混合料具有良好的抗车辙性能和低温抗裂性能,是防止沥青路面裂缝设计中比较常用的新技术。此外,混合料的配合比设计应该严格的控制级配组成,要适当的调整空隙率和稳定度,必须把沥青的用量控制在马歇尔试验最佳用量的范围之内。

(二)防裂材料的选用

一是基层的半刚性材料不仅需要具备较大的抗水冲刷性能,还应确保其干缩与温宿系数较低,且具备抗拉性能好、温差变化小等特点;二是面层材料应选用松弛性能高的沥青,如改性乳化沥青,并根据需要增添适量添加剂,确保沥青稳定性的同时提高其抗裂性能;三是尽可能选用空隙率低、密实度高的面层;四是近两年选用表面粗糙、坚硬、耐磨性强、粘附性好且具有嵌挤作用的集料,并注重级配的控制,且确保级配在较高温度下具备较强的稳定性能。低温具有抗疲劳和抗裂性能,确保基层的耐久性。

(三)严格施工管理

在半刚性基层上预设伸缩缝,避免温度变化产生后期裂缝。透层或粘层完成后,应尽快铺筑沥青面层。严格控制沥青混合料的拌和质量,设置沥青拌合料成品料仓,控制成品料仓料位,防止卸料离析。在摊铺混合料时,运距不能过远,摊铺温度应控制在130℃~160℃为宜,摊铺厚度均匀,保证沥青面层的压实度,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大。

(四)充分压实横向接缝

压时,压路机先在横向接缝已压实的路幅上,钢轮伸入新铺部位左右,然后每压一遍向新铺层动,直到压路机完全进入新摊铺层,然后再转入纵向碾压。应注重集料的选用,集料应洁净、干燥、具有足够的强度,碎石宜采用反击式碎石机加工,针片状碎石含量应小于15%,含泥量应小于1%,吸水率小于2%。混合料的级配必须相当准确,目前间歇式拌和机基本能满足要求,但应注意矿粉和纤维稳定剂的掺入方式。沥青混合料必须保证拌和均匀,并注意控制沥青混合料出厂温度。

(五)提高面层摊铺质量

在摊铺混合料时,运距不能太远,摊铺温度应控制在130℃、50℃为宜,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套,速度控制在2m/min左右,碾压遍数不能太少,以免混合料空隙过大;一般不能进行补料,尤其是下面层;基层雨后潮湿未干,不得摊铺,更不得冒雨摊铺;纵向、横向接缝应紧密、平顺,各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。

(六)设置科学合理的应力吸收层

一是做好应力吸收薄膜的设置工作。应力吸收薄膜能够有效地抑制裂缝的产生,对裂缝的扩展具有非常明显的延缓作用,能够使应力强度因子大大降低,具有较强的防裂效果。二是沥青路面采用土工格栅加筋的措施。这种措施能够对较大病害裂缝(车辙裂缝、疲劳裂缝及反射裂缝),取到积极有效地预防作用。格栅类型的不同,其性能也具有较大的差别。三是做好新铺设的半刚性基层,应做好裂缝预防工作。对于新铺设的半刚性基层,可以在它的上面进行锯缝处理。

总结

市政工程沥青路面裂缝已成为沥肯路面的主要危害之一,在工程施工中根据其成因从设计、路基、基层施工、沥青而层施工到原材料控制,有针对性地采取一系列预防和改善措施,同时按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,对施工令过程、每道工序的质量进行严格的检查、控制,才能减少沥青路面裂缝的发生,从而提高沥青路面的建设质量,延长市政沥青路面使用寿命。

参考文献:

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[3]李晋先.试论高等级沥青混凝土路面裂缝的成因及处置[J].山西建筑,2017,43(3):146-147.

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