淺析路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施
摘要：路橋工程中瀝青路面裂縫已成為導致路面破壞的主要原因之一，因此，對路橋工程中瀝青路面裂縫的預防措施進行探討，就顯得尤為重要，本文首先分析了常見裂縫類型及成因。其次，對路橋工程中瀝青路面預防裂縫產(chǎn)生的措施提出了自己的建議和看法，具有一定的參考價值。
關鍵詞：路橋工程；瀝青路面；裂縫；預防措施
1. 前言
路橋工程中瀝青路面裂縫已成為導致路面破壞的主要原因之一。分析瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因并采取適當?shù)拇胧╊A防裂縫的發(fā)生,對延長瀝青路面的使用壽命,保證投資效益有著極其重要的意義�！ �
2.常見裂縫類型及成因
瀝青路面開裂是瀝青路面使用中的主要病害之一。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的，但就瀝青路面開裂的主要成因分類，裂縫可分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫：由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結構性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。在車輪荷載作用下，作用力大于半剛性基層材料的抗拉強度時，半剛性基層的底部就會很快開裂；在行車荷載的反復作用下，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。決定荷載型裂縫主要因素有面層的厚度、基層的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。
非荷載型裂縫：主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，也稱溫度裂縫。溫度裂縫包低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫，均體現(xiàn)為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形，按瀝青面層裂縫開裂部位，又可以分為反射裂縫與對應裂縫。
低溫裂縫主要是橫向裂縫。瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應力松馳性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不致于產(chǎn)生過大的溫度應力，但當氣溫大幅度下降時，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮，此時半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應力，當瀝青混合料的應力松馳趕不上溫度應力增長，混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂。這種情況在瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時，裂縫就更容易發(fā)生。
溫度疲勞裂縫主要發(fā)生在晝夜溫差大的地區(qū)。由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞，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，應力松馳性能降低，最終達到極限抗拉強度使路面產(chǎn)生裂縫，瀝青面層從表面開始產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開裂，并且允許有垂直位移和水平位移。冬季或在寒冷地區(qū)，在結合得好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應力或拉應變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應力或拉應變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。
對于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產(chǎn)生干縮和干縮應力；水分減少得愈多愈快，產(chǎn)生的干縮應力和干縮應變就愈大。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會由于溫度應力而使面層底部先開裂，并較快形成對應裂縫。一旦行車產(chǎn)生的拉應力與溫度應力相結合，反射裂縫會形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應力在表面最大，基層的裂縫將促使面層先從表面開裂，然后逐漸向下傳播形成對應裂縫�！ �
3.路橋工程中瀝青路面預防裂縫產(chǎn)生的措施
雖然不能準確地判斷瀝青路面裂縫到底是由哪一種具體原因引起的,但不容否認的是,上述幾種原因都有可能存在�？梢詮姆治鲞@幾種裂縫產(chǎn)生的原因中找出一些積極有效的措施來預防和減少裂縫的產(chǎn)生。
（1）針對半剛性基層的反射裂縫,在半剛性基層的施工中,應該采用優(yōu)質(zhì)的有級配的半剛性材料。施工時緊緊抓住混合料的拌和、攤鋪和碾壓等工藝環(huán)節(jié),控制基層施工質(zhì)量。其中最主要的是混合料的拌和一定要均勻,并做到隨拌、隨運、及時攤鋪碾壓。由于水泥的水化和硬化作用,強調(diào)從拌和到碾壓結束時間不得超過4h。同時,為減少半剛性基層的干縮量,施工中一定要嚴格控制含水量和水泥劑量�；鶎映尚秃笠欢ㄒ皶r灑水養(yǎng)生,使表面始終保持一定的濕度,減少初期失水裂縫。另外要及時做好下封層,并鋪筑瀝青面層,防止基層過分干燥和長時期的暴曬,從而減少半剛性基層的開裂。
由于半剛性基層不可避免地要產(chǎn)生收縮裂縫,一經(jīng)雨水浸害,裂縫處基層將很快失去強度。因此,有必要改變過去只在基層間噴灑透層油的做法而應設置下封層,下封層厚1.0~1.5cm,隔斷下滲水對基層的浸蝕破壞。同時鋪筑面層時,設置瀝青面層上封層,厚度至少要大于或等于2cm,且要應用密實型細粒式瀝青砼。
�。�2）低溫收縮裂縫是難以避免的。瀝青性質(zhì)的優(yōu)劣,尤其是低溫下瀝青性質(zhì)的優(yōu)劣,是關系到路面低溫開裂的一個重要因素。因此在瀝青混合料設計中務必注意瀝青混合料的低溫性能,采用針入度較大的高粘度優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青,并且用油量也要取參考范圍值的中偏上值。同時還要注意用油量與礦料組成相適應,以達到混合料的攤鋪碾壓密實。另外還應保證瀝青混合料面層的厚度,對于重型和特重型交通道路,面層厚度應選取規(guī)范規(guī)定施工厚度的中上值。
�。�3）在瀝青面層與半剛性基層之間,鋪設土工織物應力吸收薄膜夾層。在瀝青路面基層上鋪設一層土工織物,其上再鋪筑設計厚度面層。這樣鋪筑的路面對防止基層裂縫反射,減少路面車轍,延長路面使用壽命,具有顯著的效果,但因其費用較高,故應證實其有較高效益時才使用。土工織物在施工中應注意清除鋪設層面的雜物,并使其鋪設牢固、順直、搭接合理(一般為15~20cm)、粘層油溫度適中,避免人為或施工機具對其損壞而達不到預期效果。
�。�4）對于目前應用越來越廣泛的水泥穩(wěn)定碎石基層,通常采用預留縫的方法來防止基層的不規(guī)則橫向裂縫,即在已鋪筑的基層上每隔一定距離鋸一條貫穿道路的橫縫,縫寬不大于1cm,縫深為該結構層厚的1/3左右。根據(jù)已鋪筑的基層裂縫發(fā)生的實際情況,鋸縫的間隔以8~12cm為宜,太長則起不到防止不規(guī)則裂縫發(fā)生的作用。鋸縫后用熱瀝青灌注,并且在縫上鋪50cm寬的土工布,以防止裂縫反射到瀝青面層�；鶎幽雺航Y束后及時攤鋪瀝青面層,使基層的水分不易蒸發(fā)散失,基層本身的含水量大部分被保存下來用于養(yǎng)生,使基層硬化所需的溫度和適當?shù)乃謼l件仍然和開放養(yǎng)生相同或更好,避開了人工養(yǎng)生造成的干濕交替、含水量變幅過大的現(xiàn)象,對減少或避免基層因失水而產(chǎn)生的干縮裂縫有益。
4.結語
以上是幾種預防和減少瀝青路面橫向裂縫的方法,由于瀝青路面不可避免地要產(chǎn)生裂縫,因此對于面層已經(jīng)出現(xiàn)開裂的情況,要盡快采用適當?shù)牟牧咸羁p,以免危及基層,導致路況惡化。
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