鞍山地区沥青路面裂缝早期病害分析及防治措施
2018-09-26 22:12 [路桥论文] 来源于：互联网 作者：互联网
导读：摘 要：当前，沥青混凝土路面结构是高等级公路常用的主要形式，因为沥青自己的特点和存在建设中的各种原因，沥青混凝土路面出现的裂缝是一个普遍存在的问题。文章通过对鞍山市高等级公路沥青混凝土路面裂缝早期破坏分析，针对路面裂缝破坏的原因提出防治措施
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摘 要：当前，沥青混凝土路面结构是高等级公路常用的主要形式，因为沥青自己的特点和存在建设中的各种原因，沥青混凝土路面出现的裂缝是一个普遍存在的问题。文章通过对鞍山市高等级公路沥青混凝土路面裂缝早期破坏分析，针对路面裂缝破坏的原因提出防治措施，从技术设计、施工组织、材料性能、管理运营等方面提出建议，为鞍山市公路路面施工和管理提供依据。
关键词：沥青混凝土路面；裂缝；破坏；防治措施
1 概述
随着我国高等级公路的大量建设，高等级公路路面中沥青混凝土路面占了其中的大部分。从高等级公路使用状态来看，许多沥青混凝土路面在早期都遭受严重的损坏。如果能找到彻底解决沥青混凝土路面早期破坏问题的方法，这将大大地节约我国公路建设每年的投资，用以提高服务运营的能力和素质。鞍山市位于东北三省辽宁省中部，对于鞍山地区沥青混凝土路面的破坏，裂缝是其中的一种主要形式。事实表明，高等级公路在高交通量和超载车作用下，提早发生了破坏，尤其是裂缝早期病害，影响了经济发展和行车舒适，影响了人民方便安全出行。
2 裂缝破坏类型及原因分析
2.1 横向裂缝
在与中心线垂直的道路横向裂缝，最初多出现于路面两侧，逐渐发展形成贯通路幅的横缝，多由基层或路基裂缝反射或低温收缩造成[1]。
2.1.1 温缩裂缝
从研究总结出一种现象，温缩裂缝通常发生在寒冷的地方，常见有两种因素导致沥青混凝土路面出现这种情况。首先是在严寒地区挑选不合格的沥青矿料或者沥青含蜡量过高，造成路面低温变形能力差。对于使用AH-97号沥青的鞍海一级公路来说，尽管很多区域出现了不同程度的车辙，但路面出现裂缝情况较少，可以表明在该地区，使用AH-97号沥青对防裂效果较好。其次，因为天气原因温度变化较快，导致沥青面层内产生温度应力，当温度应力使沥青层的收缩时产生的应力超过沥青混凝土极限抗拉强度引起裂缝。这种现象在辽宁省鞍山地区比较明显，鞍山冬春温度气候变化较大，特别是夏季，由于热稳定性不足使沥青混凝土路面产生较大的变形。
2.1.2 半刚性基层的反射裂缝
对中国沥青混凝土路面的发展，由于半刚性基层负荷能力强，材料获取方便，而成为沥青混凝土路面主体结构形式，具有成熟的经验，为沥青混凝土路面的发展做出了巨大贡献[2]。但由于基层材料本身所具有一定的缺陷和不足，如排水不畅、对重载灵敏度强、易开裂等，容易导致反射裂缝的发生。
2.1.3 半刚性基层和温缩共同原因造成的横向裂缝
由于不在同一开裂位置，半刚性基层裂缝位置与沥青层的开裂一般错开几厘米到几十厘米不等的距离，因此，要对这两种裂缝进行完全区分其实是很难的，大部分裂缝是由以上两个原因共同作用的结果。
2.2 纵向裂缝
2.2.1 表面裂缝
路面表面裂缝逐步向下层发展。通过实践发现，铺设过程中各层间容易受到污染，致使层间原本产生结合作用力不足会生成裂缝，因为道路路面的完整性并不好，只有顶层负担荷载，荷载得不到有效传递，从而使面层因承载能力不足出现裂缝[3]。
2.2.2 疲劳裂缝
在正常使用状态下路面出现的疲劳裂纹，是由于车辆荷载多次作用导致的。沥青结构层受荷使底部表面层产生拉伸应力的或弹性应力值超过材料疲劳强度，造成端底面裂纹，并逐渐发展[4]。
3 裂缝的防治措施
从沥青混凝土路面出现裂缝的类型看，其损坏原因应是多方面的，从管理运营、施工组织、技术设计、材料性能等方面，综合来提出裂缝的防治措施。
3.1 管理运营方面
针对沥青混凝土路面出现的裂缝，鞍山市可以集中开展对客货、运输企业、高速公路、农村农用车的交通违法行为的专项整治，对交通违法行为实行依法上限处罚，从根本上预防重特大事故发生，确保道路畅通。加强超限、超载运输管理，严格限制超载、超限车驶入高等级公路。对于路面发生早期破坏现象应及时进行维护和处理，不能让其自然发展。
3.2 施工组织方面
为了在施工中使半刚性基层不产生收缩裂缝，除了在铺筑沥青层之前按照技术规范去施工之外，对于半刚性基层来说，它还应严格控制作为铺筑物的混合物中的水含量不应超过压实所需最好或允许范围，其碾压完成后，应及时的养生，使混合物中水含量得以保护而不至于损失，养生时间至少7d，之后为了保护路面尽量加快施工速度完成沥青面层的铺筑，避免水分流失而产生收缩裂缝。
3.3 技术设计方面
对于设计单位，在对路面的设计当中，最好选择温度收缩系数低、抗拉伸强度高的基层材料，为了降低其收缩系数在混合料中可以加入一定量的粉煤灰。对于在沥青碾压表面区域容易产生温度裂缝这种情况，相距一段长度应预留横向通缝，所在地最低气温和采用的沥青质量两者共同决定通缝距离的大小，但处理切割锯缝这种情况应当谨慎，避免地表面水渗透，破坏沥青面层。如果沥青面层厚度小，为了减缓裂缝蔓延中间层可采用级配碎石。
3.4 材料性能方面
选择沥青材料时，从道路类别、车流量、建设费用等几方面考虑，以确保该混合料满足强度的要求。例如鞍山，地理位置上处于寒冷地区，应特别注意在低温下混合料的性能，混合料在低温条件下应具有较强抗弯拉性能，从而减少或消除表面层的裂纹。沥青面层混合料还必须具有一定的防渗能力。在沥青路面结构中，作为沥青的表面层具有一定摩擦力的同时，可以使用细颗粒较多的细粒式沥青混凝土，同时设置下封层，以满足防渗的需要。
4 结束语
沥青混凝土路面在外界条件和车辆的共同作用下，虽然路面出现开裂的现象较多，但只要对裂缝的机理和形成原因认真分析，优化设计，强化管理措施和严格控制施工过程，做好材料的选择和竣工后运营过程中的养护管理措施，就可以防止或减少各种裂缝产生，使路面具有耐久性、舒适性以及较强的刚度和强度，增长路面运行使用年限。
参考文献
[1]张发雨.公路沥青路面早期破坏及防治[J].交通建设与管理，2015.
[2]李海滨.基于半刚性基层适应性的沥青路面结构研究[D].长安大学，2010.
[3]袁德豪.甘肃省沥青路面早期破坏调查研究及防治措施[D].长安大学，2007.
[4]吴志军.半刚性基层沥青路面早期破坏结构与材料特性影响分析[D].浙江大学，2007.
作者简介：张荣华（1994，11-），男，辽宁海城人，汉族，本科在读，研究方向：交通土建。
*通讯作者：王玉杰。
（编辑：东北亚） |
高速公路沥青路面裂缝