浅析市政道路沥青路面裂缝产生原因与防治措施
摘要:市政道路在我国城市化进程中起着重要作用,城市道路的畅通平整是城市硬环境建设的基础指标。在市政道路建设中,沥青路面由于具备平整、无接缝、施工期短、养护维修简便、耐磨等优点,成为当前市政道路路面结构的首选。但同时受各种因素的影响,市政沥青路面也会有裂缝的产生,给道路安全埋下了巨大的隐患。鉴于此,本文对市政道路沥青路面裂缝产生原因与防治措施进行了探讨。
关键词:市政,沥青路面,裂缝
一、市政道路沥青路面裂缝的表现
裂缝是沥青路面的主要缺陷之一,初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能并无明显影响,裂缝主要是影响美观,但随着裂缝的逐渐增加和发展,不仅使沥青路面的品质下降,而且带来路面病害的恶性循环。这与沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量、车辆类型及施工因素等都有关系,而且裂缝往往不是单独的、稀疏的或是较有规则的,而是稠密的、有时相互联系的,甚至是网状的裂缝。路面在行车荷载以及气候等因素的共同作用下,或者因为路基、基层承载力的不足,以及交通轴载过重或沥青的老化导致的网状裂缝,又会形成新的裂缝,随着时间的推移,初期的裂缝会从线形裂缝发展为网状裂缝。
二、市政道路沥青路面裂缝产生原因
1、气候因素
冬季气温下降,沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝,这种裂缝在路面重复荷载作用,使沥青路面表面形成横向反射裂缝。在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层,由于温度的变化(降低),老路面的裂缝继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开;由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝;新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力,从而产生开裂,反射到沥青面层
2、设计原因
路面结构设计不合理或厚度不足,路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,致使路面强度不足,满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要,以致沥青路面产生裂缝。
3、载荷因素
超载严重历来是市政道路病害包括裂缝产生的重要原因。这主要是由于超载车辆累计轴次增大,引起设计弯沉值减少;超载与车辆的振动冲击作用会对路面产生一次性破坏作用;超载车辆在刹车、上下坡时造成对沥青面层的剪切破坏;超载还会因超出路面基层的设计抗拉强度使底层提前产生拉裂。
4、材料原因
沥青品质是沥青路面裂缝的首要内因,其中包括如沥青油源、低温延性、劲度、含腊量以及抗老化性能等都属于沥青品质。不同组成结构的混合料性质也有所差别,诸如沥青用量、集料级配、矿粉细度及配合比等都会影响到沥青混合料的抗裂性能,其中沥青劲度与混合料低温劲度都是决定沥青路面开裂与否的关键。
4、施工因素
市政道路施工存在部分工序简化或省略的现象,尤其是市区干道更需考虑城市交通压力而采用半封闭式施工,这势必造成路口处的横向搭接与两幅间的纵向搭接成为病害多发地段,影响到道路的整体性。
三、市政道路沥青路面裂缝防治措施
1、优化施工配合比
在满足设计强度要求的条件下,尽量采用较小的水泥用量。经过试验及施工验证,上基层水泥含量尽量控制在5%左右,极限用量不要超过5.5%。为了既满足强度的要求,又保证钻芯取样完整,应加强细集料尤其是石屑的质量控制,优化粗细集料配合比,保证粗集料的用量。在集料质量有保证的情况下,接下来对配合比设计进行优化,基本原则是在保证设计强度的情况下合理地减少水泥用量,级配曲线应为一条平顺的圆滑曲线,同时级配曲线应尽可能靠近级配区域的下限。为保证配料的代表性,要求各种规格集料的单粒径级配有代表性,为此在保证取样有代表性的情况下,对每种规格集料各进行50次筛分试验,然后取其平均值作为各档规格集料的级配曲线。
2、加强原材料管理
(1)建立不同规格集料的进场验收制度,材料进场时要有专人验收,凡不符合规定的集料一律拒收。不同粒级的集料要分别堆放,细料要覆盖。(2)严格控制水泥剂量。按混合料设计时确定的水泥剂量,严格控制水泥用量,使其误差在施工规范允许的误差范围内。(3)严格控制用水量。出厂混合料含水量的大小对现场施工及今后混合料的强度和干缩应变或基层干缩裂缝的多少都有很大影响。含水量过小,不但现场难于碾压密实,而且直接影响混合料的强度,使混合料在使用过程中容易松散。含水量小的混合料在碾压过程中容易起皮,容易产生细短的横向裂纹。含水量过大,碾压过程中容易产生“弹簧”现象,不但混合料压不实,而且表面会留下很深的轮印,使横断面不平。同时还会将水泥混合料中的水泥浆或二灰混合料中二灰浆提到上面,使碾压层表层结合料过多并光滑,而下部则结合料过少,强度差,使基层在使用过程中容易破坏。含水量过大的混合料还容易产生严重的干缩裂缝。(4)增加拌和时间。需要有一定的拌和时间才能将半刚性材料拌和均匀。只有拌和均匀的半刚性材料才能有较高的抗压强度,拌和时间应在lmin以上。
3加强施工控制
施工要点主要包括以下内容: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。设置沥青混合料成品料仓,控制成品料仓料位,防止卸料离析。路基填土中不得含有淤泥、腐植土及有机物等,压实度达到规定值。旧路加宽或半填半挖路段,路基填筑应先将边坡松土清除,并按填土厚度要求逐级进行台阶处理并充分碾压。提高面层摊铺质量。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,压实设备数量应配套,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大;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。
总之,综合以上关于市政道路沥青路面的成因及处治分析,路面裂缝已成为沥青路面的主要危害之一,今后我们只有依据施工标准,对施工全过程、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。
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