瀝青路面裂縫的預防和處治措施
1 提高路基強度和穩(wěn)定性
路基是路面的基礎,路基工作區(qū)又是路基承受行車荷載影響較大的深度區(qū)域,該深度區(qū)域具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性對保證路面結構強度和穩(wěn)定性極為重要,否則將產(chǎn)生不均勻沉降,使路面產(chǎn)生開裂。因為,必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)穩(wěn)定性和強度,最大限度地減少路基完工后沉降量。
路基工作區(qū)的強度主要在填筑過程中形成的,必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土;其次選用含礫、砂低液限粘土;再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機土不能用于填筑路基。
在路基、路面設計時,車輛荷載是按標準額定軸載(BZZ-100)考慮的,公路路基成型后,路基工作區(qū)的深度就固定成型了。公路交付使用后,當公路上車輛超載運行時,路基工作區(qū)的深度必會隨之加大。由于超載的緣故,路基工作區(qū)的實際深度超出了預設深度,這樣未經(jīng)處理的超出部分的路基強度、穩(wěn)定性、剛度明顯不足,在實際使用中,路基、路面就會產(chǎn)生裂縫、沉陷、車轍、變形過大等病害。因此,面對當前公路超載現(xiàn)象十分普遍的情況,建議在路基施工時,路基工作區(qū)的控制深度最好大于路基工作區(qū)的設計深度,以防患于未然。
壓實度是反映路基強度的重要指標,也是提高路基強度和穩(wěn)定性最經(jīng)濟、最有效的技術措施,施工中必須嚴格檢測控制,使其達到規(guī)定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響,施工中要插桿掛線,每層松鋪厚度不應大于30cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面,凡是檢測結果達不到規(guī)定值的要加壓處理或推除重填。
降低地下水是提高路基強度的重要措施,路面底下80cm路床是路基的關鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩(wěn)定性。如果開挖路床后發(fā)現(xiàn)底下滲水,不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑,土質(zhì)差的地段要進行換填處理,確;鶑姸群头(wěn)定性。
2 基層應有合理的設計厚度
當基層厚度增加時,基承載力也迅速增加,試驗證明,半剛性基層厚度由10cm增加到25cm后,基承載力提高為原來的3倍,因此,應在投資允許的情況下,盡可能增加基層厚度。
2.1修筑防裂路面
有關實踐證明,面層及射裂縫受瀝青面層厚度的影響比較明顯。厚度超過15cm的瀝青面層可以有效地防止路面拉疲勞產(chǎn)生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應力。
國外資料介紹,在貧混凝土上鋪筑10cm的瀝青面層后,其在反射裂縫形成前可累積通過標準軸載10×10次。如果瀝青面層加厚到15cm,則可通過20×10次。如瀝青面層加厚到17.5cm,則可放心使用。
2.2選擇防裂性能好的材料
選用好的防裂材料也是預防瀝青路面產(chǎn)生裂縫的關鍵之一,在采取此種技術手段時,應注意以下幾個問題:
(1)選取用抗沖刷能力好、干縮、溫縮系數(shù)小抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。
(2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標,在缺少優(yōu)質(zhì)的情況下,應添加一些添加劑或聚合物,以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。
(3)在穩(wěn)定度滿足要求的前提下,選用針入度較大的瀝青作面層。經(jīng)查閱有關資料,美國和英國研究表明,在瀝青砼中使用較軟的瀝青,可以阻止低溫收縮及高溫疲勞兩種作用機理引起的路面裂縫擴展。
(4)應盡量采用密實型瀝青砼面層,空隙率對面層的疲勞壽命影響很大,密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢,同時延緩了裂縫的擴展。
(5)瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,則應填加一定數(shù)量的抗剝落劑或灰粉,確;旌狭系目箘兟湫阅,同時,應盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。
(6)瀝青混合料的級配也是一項重要因素,在合理選配混合料級配時,應兼顧其高溫穩(wěn)定性、疲勞性能和低溫抗裂性能,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。
(7)在條件允許的情況下,可以采用間斷級配、大空隙、密實型的瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)混合料和采用改性瀝青。SMA混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗車轍性,使用壽命長等優(yōu)點,是防裂路面設計時應選用的一項新技術。
(8)用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青作瀝青砼表面的封層,可進一步提高表面層的抗溫度裂縫能力。
2.3設置應力吸收層
設置應力吸收層也是預防瀝青路面裂縫的重要措施之一,在應用該技術時,也應該注意以下幾個問題。
(1)基層與面層之間可鋪橡膠瀝青中間層,預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層,使粘度瀝青砼層等,這些中間層可以均勻吸收路基反射上來的應力。
(2)采用應吸收薄膜,對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產(chǎn)生應力傳到面層時大為減少,明顯降低應力強度因子。吸收薄膜的彈性模量越低,防裂效果越好,因此,在選用應力薄膜時,應選用低模量、高韌性、大變形率的材料。就目前常用的材料而言,土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈性模量都較低,變形率較大,不存在低溫脆裂問題,效果更佳。
(3)采用土工格柵來為瀝青路面結構加筋,能在一定程度上控制路面車轍,反射裂縫和疲勞裂縫的產(chǎn)生。
(4)鋪設橡膠瀝青吸收膜。橡膠瀝青吸收膜是用疲橡膠磨細的粉與熱瀝青攪拌后,施于面層中間形成的一薄膜,試驗結果表明,此應力吸收層在面層中間具有非常好的應力吸取效果。
3 半剛性基層新的預開裂技術
在半剛性基層上鋸縫,即在結構層碾壓前切割一條縫直到層底?p寬為0.5cm,內(nèi)填瀝青砂或瀝青乳液。切割填充瀝青砂或瀝青乳液后快速封閉,然后以正常方式碾壓該層,其目的就是預先制造更直、更多規(guī)則間距的裂縫(通常間距為2~3cm),這樣它比自然裂縫更細、裂縫位移更小,從而避免裂縫邊緣的快速惡化減緩裂縫貫穿瀝青層。
治理開裂的瀝青路面
一是一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂縫后應立即修補以免水通過縫滲透到基層,造成基層破壞而影響面層。對于較小的很像裂縫和縱向裂縫,縫寬在6mm以內(nèi),宜將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹去塵土后,可用灌入熱瀝青或乳化瀝青材料加以封閉處理;縫寬大于6mm的,將裂縫內(nèi)雜質(zhì)處理干凈后,用瀝青砂或細粒式瀝青混凝土填充、搗實,并用烙鐵封口,撒砂,掃勻;也可以采用乳化瀝青混合料填封。
二是輕微龜裂可采用刷油法處治,或進行小面層噴油封面,防止?jié)B水擴大裂縫;大面積龜裂、網(wǎng)裂采用加封層或瀝青表面處理。嚴重龜裂、網(wǎng)裂應對基層進行補強。
三是碾壓中出現(xiàn)微裂縫,可在終碾前,用輪胎碾進行復壓,消除裂縫。
四是因土基、路面基層的病害或強度不足引起的破損,應處理路基或基層,然后在修復路面。