沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

2024-08-05

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施(共11篇)

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇1

一、沥青混凝土路面裂缝类型

一般来说,沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下,半刚性基层底部产生拉应力,如果拉应力大于基层材料的抗拉强度,则基层底部很快开裂,直至影响到沥青面层;另一种是非荷载型裂缝,以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。

二、裂缝形式产生原因分析及预防措施 横向裂缝

1.1 表现形式

裂缝与路中心线基本垂直,线宽不一,缝长有的贯穿整幅路面,有的路面部分开裂。

1.2 产生原因

(1)沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度,产生横向裂缝。

(2)施工缝处理不当,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而产生横向裂缝。

(3)半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝,通过横向裂缝形式表

现出来。

(4)桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工,或处理不得当,从而产生不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。

1.3 预防措施

(1)按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求,结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要求的沥青种类,以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机构进行试验检测,验证其是否符合相关技术标准。

(2)合理组织施工。摊铺作业尽可能连续,尽量避免冷接缝。如不能避免,冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐,清除浮料,用新的热混合料敷贴到接缝部位,使冷料部位预热软化,清除敷贴料,向接缝壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘层沥青,再摊铺新的沥青混合料。

(3)充分压实横向接缝。碾压时,压路机先在横向接缝已压实的路幅上,钢轮伸入新摊铺部位15cm左右,然后每压一遍向新铺层移动15~20cm,直到压路机完全进入新摊铺层,然后再转入纵向碾压。

(4)半刚性基层所用的水泥宜为质量稳定旋转窑生产,水泥剂量应符合设计及施工要求,并且水泥与其他混合料要充分拌和,使之均匀。路用水泥应该按照要求频率到相关部门进行试验检测。

(5)桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料,并按照要求填筑充分碾压;沉降严重地段,应先进行软土基处理,并合理组织施工,以减少回填部位的不均匀沉降。

纵向裂缝

2.1 表现形式

裂缝走向基本与路线走向平行,裂缝长度和宽度不一。

2.2 产生原因

(1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨胀引起路面开裂。

(2)纵向加宽没有按照要求进行施工,或者碾压没有达到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝。

(3)路基边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡。

(4)边沟过深,使实际填土高度加大从而产生滑坡,造成路面开裂。

(5)面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。

2.3 预防措施

(1)使用合格材料填筑路基或对填料进行处理后再进行填筑。

(2)旧路加宽或半填半挖路段,路基填筑应先将边坡松土清除,并按照填土厚度要求逐级进行台

阶处理并充分碾压。

(3)路基施工分层填筑,边坡充分压实,采用重型压实标准;正确放坡,高填方路段放缓边坡,减少边沟深度。

(4)面层施工尽可能采用全幅摊铺,如果不具备全幅摊铺条件,可2台摊铺机前后紧跟摊铺,尽可能避免前幅混合料已冷却再进行后半幅摊铺,确保混合料热接;分幅摊铺时,上、下面层施工缝应该至少错开15era以上。如果产生冷接缝,应按照本文

网状裂缝

3.1 表现形式

裂缝纵横交错,缝宽在lmm以上,缝间距离在40mm以下,裂缝面积在lm 以上。

3.2 产生原因

(1)纵横裂缝出现后,继续扩展,尤其是在北方地区,经过冰冻水的侵入发展而成。

(2)沥青混合料质量差,拌和时间过长,拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长,沥青本身老化,导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。

(3)沥青的性能差,尤其是低温抗变形能力过低。

(4)路面结构中含有软弱夹层,粒料层松动,水稳定性差,从而形成网状裂缝。

(5)沥青层的厚度不足,水分侵入。导致层间结合较差,加速了网状裂缝的形成。

(6)沥青总体强度不足,在损坏初期形成网裂,151后裂缝逐步扩展,缝间距变小。

3.3 预防措施

(1)采用低温变形能力高的优质沥青,并按照要求控制好沥青混合料的拌和质量。

(2)沥青面层摊铺前,认真检查下承层的施工质量,及时清除泥灰等杂物,处理好软弱层,保证下承层稳定,并喷洒0.7—1.1l/m 的透层油,必要时可以按照要求洒石屑或砂,保证层间结合。

(3)沥青各层要满足最小施工厚度的要求,保证上下之间有良好的连接,并从设计、施工、养护上采取相应的措施及时排除雨后结构层内的积水。

(4)路面结构设计中应该做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合和路面总体强度满足设计年限内交通荷载的要求。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层,以缓解网状裂缝程度。

反射裂缝

4.1 表现形式

基层产生裂缝以后,在温度和行车荷载的作用下,裂缝逐渐反射到沥青混凝土面层,路面的裂缝形式与基层裂缝形式基本一致。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加盖的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决下承层。

4.2 产生原因

(1)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。

(2)由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。

(3)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。

4.3 预防措施

(1)在旧有路面上加铺沥青面层,最好先铣除原有路面后再进行加铺;或者铺设土工布或土工格栅,以减少反射裂缝。

(2)适当控制基层材料中粉料的含量及塑性指数,小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%。

(3)基层施工尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压,并且碾压充分,保证基层强度;同时要加强对已完基层的养生,要尽早铺筑上层,或进行封层,以减少干缩缝。

三、裂缝的处理措施

沥青路面裂缝产生后,应及时予以处理,防止水等有害物质侵入,影响道路使用寿命。对于细裂缝(2~5mm)可用乳化沥青进行灌缝处理;对于大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)进行灌缝处理;灌缝前,必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等,并保证缝内干燥;灌缝后,表面应洒布粗砂或3~ 5mm的石屑。素混凝土路面

在公路、城市道路及机场道面中,目前我国采用得最广泛的是现场浇筑的普通混凝土路面,这类混凝土路面除接缝区和局部范围(边缘或角隅)外,不配置钢筋,亦称素混凝土路面。

图2

用素混凝土或仅在路面板边缘和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面结构,施工方便,造价低廉。素混凝土路面应沿纵向每隔5~6米设一缩缝,满足冬季缩裂要求;每隔20~40米设一胀缝,防止夏季热胀,板屈曲压裂或缝边混凝土挤碎;沿横向每隔3~4.5米设一纵缝(图1)。由于横胀缝易引起路面板的破坏,增加施工和养护的麻烦,20世纪60年代中期以来,对夏季施工的混凝土路面,除在桥头、隧道口、道路交叉口小半径曲线或纵坡变换处,必须设置胀缝外,其他路段可少设或不设。纵横缝一般做成垂直相交,但也有把横缝做成与纵缝交成70°~80°斜角,并按4、4.5、5、5.5和6米的不等间距顺序布置。

胀缝间隙宽1.8~2.5厘米,为防止渗水,上部5~6厘米深度内应灌以填缝料,下部则设置用沥青浸制的软木嵌条。为传递荷载,混凝土板厚中央处设钢传力杆,杆径20~32毫米,长40~60厘米,间距30厘米。杆的半段涂沥青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(图2a)。如不设传力杆,可在混凝土板下设置垫枕(图2b)。

图3

缩缝一般做成裂口深4~6厘米的假缝形式(图3a),上部亦灌以填缝料,可不设传力杆。但在路基软弱或交通繁忙路段以及邻近长间距胀缝的二三个缩缝上,也应设置传力杆(图3b)。纵缝可做成假缝、平头缝或企口缝形式(图4),上部也灌以填缝料。为防止板块向两侧滑移,板厚中央可设置钢拉杆,杆径14~20毫米,长40~60厘米,间距80~100厘米。

素混凝土路面板大多做成等厚断面,厚约20~25厘米。由于板的边缘和角隅最易遭到破坏,可设置边缘钢筋和角隅钢筋(图1)予以加固,或做成厚边式断面,从靠路肩1米处开始厚度逐渐增加,至板边缘厚度较中间大25%。在高速公路和一级公路上,可做成由内侧向外侧边缘逐渐加厚的梯形断面。路面板大多做成单层式;当板较厚时也可做成双层式,上层厚度不小于6~7厘米。下层使用品质稍差的材料做成低强度混凝土;为使上下层结合牢固,下层表面应清洁、粗糙并设凹槽。

混凝土路面切缝要注意:

1、要注意切缝的时间,时间隔太长了会出现裂缝,太短了,会出现毛边;

2、要注意切的深度,浅了起不到效果,还是会出现裂缝,太深了,又耗时耗力,浪费资源;

3、间距要合适,一般控制在4-6米之间,间隔太长了,中间会出现裂缝,起不到作用了,太短了,也是浪费;

4、注意线形的顺直美观,特别是在弯道上,注意不要斜了;

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇2

随着我国公路建设的发展,沥青混凝土路面由于具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音小、施工周期短、养护维修简便等特点,而被越来越多地应用到高等级公路建设中,但是沥青混凝土路面的裂缝问题一直困扰着施工单位。现就沥青混凝土表面最常见的横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、反射裂缝产生的原因进行分析并对其防治措施,并提出一些参考意见。

1 横向裂缝

1.1现象裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整修路幅的,有的贯穿部分路幅。

1.2原因分析产生横向裂缝的原因有:(1)施工缝耒处理好,接缝不紧密,结合不良。(2)沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)(3)半刚性基层收缩裂缝的反射缝处理不好。(4)桥梁、涵洞和通道两侧的台背填土产生的地基沉降。

1.3预防措施合理组织施工,摊铺作业连续进行减少冷接缝。充分压实横向裂缝,碾压时压路机在已压实的横幅上,钢轮介入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。对桥梁,涵洞和通道两侧台背填土,要充分压实或进行加固处理;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。

1.4治理措施为防止雨水由裂缝渗透至路面结构,对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝处理。对于大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝处理。灌缝后,须清除缝内及缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

2 纵向裂缝

2.1现象裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。

2.2原因分析(1)前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。(2)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。(3)加宽路段的新老路面交接处沉降不一。

2.3预防措施全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后摊铺应紧跟,避免前摊铺幅混合料冷却后,才摊铺后半幅,确保热接缝。如无条件全路幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。加宽路段的基层厚度和植被须与路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁需涂刷0.3-0.6KN m2粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。

2.4治理措施2-5mm可用改性乳化沥青灌缝处理。对于大于5mm粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝处理。灌缝前,必须清除缝内及缝边碎粒、垃圾,并保证缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

3 网状裂缝

3.1 现象

裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下,120cm以上。

3.2 原因分析

(1)路面结构中夹有软弱层或水泥灰层。(2)粒料层松支,水稳性差。沥青与沥青混合料质量差,延度抵,抗裂性差。(3)沥青层厚度不足,层间黏结差,水分渗入,加速裂缝的形成。(4)路面总体强度不足,在损坏初期形成网裂,日后裂缝逐步扩展,缝距缩小。

3.3 预防措施

沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒0.3-0。6KN/m2粘层沥青。原材料质量和混全料质量严格按《沥青路面施工及验收规范》(GB50092-96)的要求进行选定、拌制和施工。各沥青面层应满足最小施工厚度的要求,保证上下层的良好连接;并从设计施工养护上采取措施有效地排队雨后结构层内积水。

3.4 治理措施

如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起的网裂时,铲除面层后需加水设施,将路面渗透水排至路外。然后再铺筑新的混合料。如强度满足要求,由于沥青面层厚度不足时,产生的网状裂缝;可采用清除网裂的面层后,再加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定;如在路面上加罩,为减轻反射裂缝,可采用各种“防反”措施进行处理(详见4.3)。由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度或根据具体情况确定,一般为30-40cm,消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。,待土路基处理稳定后,再重做基层、面层。由于基层软弱或厚度不足引起的路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后再铺筑沥青面层。

4 反射裂缝

4.1 现象

基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形成不一,取决于下卧层。

4.2 原因分析

(1)半刚性基层收缩的反射裂缝未处理好。(2)在旧路面上加罩沥青面层后,原路面上已有包括水泥混凝土路面的接缝的反射裂缝。

4.3 预防措施

采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,要防止碾压时含水量过小巧玲珑,压实度和强度不足,造成强度裂缝。

4.4 处理措施

缝宽小于2mm时,可不作处理。缝宽大于2mm时,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝处理。灌缝前,必须清除缝内及缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

5 小结

在沥青混凝土路面施工中,只要采取积极有效的措施,杜绝以上各种不利因素的发生,严格规范施工,就能彻底解决沥青混凝土路面的裂缝问题,提高沥青混凝土路面的使用寿命。

参考文献

[1]沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)

[2]陈玉.沥青路面低温缩裂分析.长安大学,2006

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇3

关键词:沥青 路面 裂缝

1、引言

按沥青路面产生裂缝的原因,裂缝可分成荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要由于路面设计不周或施工原因,结构层本身强度不足,不能适应日益增长的交通量及轴载作用而产生的强度裂缝,最初一般表现为纵向开裂,然后发展为网裂,由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面设计的前提下,这一类荷载裂缝并不是主要的。非荷载裂缝主要有两种,一种是基层开裂在路面形成反射裂缝,一种是沥青路面本身产生的低温裂缝。我国新建高速公路早期路面开裂主要主要为非荷载裂缝,应该给予极大的重视。

2、沥青砼路面产生的成因

沥青路面建成后都会不同程度地产生各种各样的裂缝,引起沥青路面开裂的原因和裂缝的形式也是多种多样的,影响裂缝轻重程度的主要因素包括:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件(特别是冬季气温及其变化量)、交通流量、车辆类型和施工因素等。按照开裂的主要原因,沥青路面裂缝可以分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

①荷载型裂缝,即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝。在行车荷载作用特别是在重车作用下半刚性基层底部受拉引起开裂,然后随行车荷载的反复作用,底部的裂缝会逐渐扩展到上部,并反射到沥青面层,使沥青面层也开裂破坏。

引起荷载性裂缝的原因很多,如:路面厚度不足,路面强度不能满足行车要求。路面强度日趋不足,路面回弹弯沉值逐渐增大,满足不了交通量迅速增长的需要。由于施工技术水平和施工工艺的欠缺,施工材料材质缺陷等各种原因引起的工程质量问题。

②非荷载型裂缝,沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝在我国很多地区都相当普遍,温度裂缝有两种,一种是低温收缩裂缝或简称低温裂缝,冬季气温下降,路面面层材料中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂,此类裂缝主要是横向裂缝。另一种是温度疲劳裂缝,由于环境气温反复升降,

在由此产生的温度应力长期作用下,沥青面层将产生疲劳开裂,该种裂缝称为温度疲劳裂缝在实际沥青路面上,还存在另外几种非荷载型裂缝,如由于路基不均匀沉降引起的纵向裂缝,桥涵构造物两头回填土固结沉降或地基沉降引起的路面裂缝等。

路面裂缝的产生是两中原因的结合,沥青路面使用初期产生的裂缝对路面的使用功能常无明显影响,但随着路表雨水或雪水的逐渐侵入,导致裂缝两侧的路面结构层含水量加大、路面承载力明显降低,在大量行车荷载反复作用下,病害逐渐扩大和发展,加速了整体路面的破坏,缩短了路面的维修周期,加大了公路的养护成本。因此应该尽早对路面裂缝进行封闭处治,以防止病害进一步发展,尽可能延长路面使用寿命。

3、防止沥青砼路面裂缝措施

沥青路面一旦出现裂缝就很容易导致水的下渗,当外荷载作用时在结构层内部产生冲刷,从而导致裂缝发展加快,而半刚性类基层水稳定性较差,极易产生水损害,造成基层松散破坏,最后导致路面结构性破坏,影响路面的使用功能。

要减少反射裂缝的产生应该从以下几方面进行控制

①选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料;对采用水泥作为无机结合料的半刚性基层,在保证强度的同时尽量降低水泥剂量;从而降低基层本身的收缩裂缝的产生机率。

②在基层和面层之间设置土工织物、土工格栅中间层或在基层上加铺一层稀浆封层作为应力吸收层,使基层裂缝处的应力集中通过中间层的吸收扩散,从而均匀的传递到沥青面层。

③优化半刚性基层配合比,尽量降低细集料的掺配比例,从而降低干缩裂缝的产生。

④控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。对分层摊铺的基层,应该使上下层之间接缝位置错开3-4m。

⑤在我国现阶段沥青面层高速公路中,基层一般分三层摊铺,因此在摊铺上一层基层时必须对下承层出现的裂缝进行处理,应该将裂缝凿成1cm宽2cm深的槽,灌入改性乳化沥青,然后在裂缝上覆盖土工布或土工格栅;施工时应准确记录裂缝位置,以后摊铺更上一层结构层时都必须在此位置铺。

4、结束语

沥青混凝土裂缝产生的原因及处理 篇4

一、沥青砼路面裂痕的成因:

裂缝是沥青砼路面最常见的病害之一,它的产生原因主要是路面整体强度不足以适应实际交通负荷,多在不利水温状况的季节出现。按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。

1、横向裂缝:横向裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长贯穿部分路幅或整个路幅。裂缝一般比较规则,沿路面大致呈均匀分布,裂缝间距的大小取决于当地的气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。

横向裂缝成因主要有三个方面:

(1)地基及基础沉降差异引起的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。

(2)材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层裂缝。

(3)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形,当收缩拉应力超过沥青砼的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。

2、纵向裂缝:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。纵向裂缝形成的主要原因有以下四个方面:(1)地基原因。有些路段处于坑槽或出现弹簧土情况,在施工时处理不到位,在回填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。

(2)路基施工原因。由于土基施工时路基材料含水量不合适或压路机械压不到位而造成的路基压实不均匀。

(3)水的渗透、侵蚀破坏。花坛、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝。

(4)接茬原因。沥青面层分路幅摊铺时,两幅接茬处未处理好,在车辆荷载及大气因素作用下逐渐开裂。

3、网状裂缝:网状裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下,1m2以上。它是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。

网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。其产生原因主要有下列三种:

(1)路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差。

(2)路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水份渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。

(3)沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。

二、裂缝的预防措施:

1、产品生产前对原材料特别是沥青做试验,根据《沥青路面施工及验收规范》要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。

2、合理组织施工,尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理,应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料,然后预热软化接缝处,涂刷乳化沥青,再铺筑新混合料。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。

3、沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定。在旧路面上加铺沥青路面结构层前,须铣削原路面后再加铺,以延缓反射裂缝的形成。

4、处理好地基。路基应分层填筑和压实合格,使路基尽可能均匀,特别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减+少纵向裂缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。

三、裂缝的治理措施:在沥青路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。

1、对于横向裂缝的处治方法

(1)对于基层开裂、沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用沥青砂或细粒式热拌沥青混合料填充捣实、封口。(2)对于由路基破损或沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm~100cm范围开槽,将破损或沉降结构层铲除,更换水稳定性好、收缩性小的半刚性材料进行基层的处理,然后进行沥青面层的恢复。

2、对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种:

(1)对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如sbs改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

(2)如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),将软弱层或不稳结构层铲除,更换水稳定性好、收缩性小的半刚性材料进行基层的处理,然后进行沥青面层的恢复。(3)对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法(1)处治外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇5

浅谈沥青路面产生不平整的原因及防治措施

平整度是衡量高级路面质量好坏的重要指标.路面不平顺,会增大行车阻力,并使车辆产生附加振动,直接影响行车的安全性、舒适性,同时会加剧汽车零部件及轮胎的`损坏,并增大油料的消耗;附加振动以及不平整的路面所滞积的雨水,也将加速路面的破坏.本文通过笔者工程实践总结,浅谈沥青路面产生不平整的原因及防治措施.

作 者:刘志献 作者单位:南阳市公路工程处,河南,南阳,473000刊 名:华章英文刊名:HUAZHANG年,卷(期):2009“”(16)分类号:U416关键词:沥青路面 产生原因 处理措施

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇6

1 裂缝产生的原因

1.1 强度裂缝

由于路基、路面整体强度不足而引起的裂缝, 通常表现为弯沉较大, 伴随出现沉陷、车辙等病害。沥青混合料的强度由两部分组成:矿料之间的嵌挤力和内摩阻力, 以及沥青、矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力。

1.2 沥青面层弯拉疲劳裂缝

由于路面材料弯拉强度不足, 在车轮荷载反复作用下, 路面发生弯拉疲劳裂缝, 这种裂缝先在纵向出现进而发展为网状裂缝。

1.3 老化裂缝

由于沥青材料老化, 变形能力减弱, 路面被拉断, 多呈现龟裂。

1.4 低温收缩裂缝

由于温度下降, 路面发生较大的收缩应力, 在外荷载作用下也会出现疲劳断裂。

1.5 路基沉陷和施工接缝处理不佳产生的裂缝

1.6 路基冻涨裂缝

由于路基含水量大, 冬季冻胀将路面拱起而断裂

1.7 反射裂缝

多出现于半刚性基层或旧水泥混凝土路面加罩中。一般认为, 反射裂缝的产生和发展是由于老路面或开裂基层在接缝或裂缝处不能很好地传递拉应力和剪应力, 当接缝或裂缝两侧的老路面或基层发生移动 (水平向、竖向) 时, 在接缝或裂缝顶面的沥青混凝土层中产生应力集中, 其结果是造成反射裂缝。而老路面或基层地移动是温度变化、行驶车辆以及两者的综合作用的结果。为方便起见, 常常把温度变化引起的反射裂缝称为温度型反射裂缝;相应地, 把行车荷载引起的反射裂缝称为荷载型反射裂缝。

(1) 温度型反射裂缝

在开裂基层 (或老路) 上铺沥青混凝土面层后, 在冬季突然降温过程中, 基层 (或老路) 的裂缝会由于温度收缩而继续拉开, 它将给也在产生温度收缩的新铺沥青混凝土面层一个附加拉应力;两个拉应力叠加一旦超过沥青混合料的抗拉程度, 新沥青混凝土面层在基层 (或老路) 裂缝的上方开裂, 并逐渐延伸, 形成反射裂缝。

(2) 荷载反射裂缝

行车荷载驶经接缝或裂缝过程可分为3个阶段。轴载位于接、裂缝一侧时, 接、裂缝两侧产生较大的相对位移, 在沥青混凝土面层中造成较大的剪切应力;轴载位于接、裂缝顶面时, 两侧无相对位移或相对位移较小, 沥青混凝土面层主要承受弯拉应力作用;轴载驶离接、裂缝时, 在面层内产生与第一次方向相反的剪切应力。在整个过程中沥青混凝土面层受到两次剪力一次弯拉作用, 其作用的直接结果是引起反射裂缝的产生和发展, 荷载因素是引起反射裂缝的一个重要因素。

根据裂缝产生的原因, 以上7种情况可概括为4类:即强度裂缝, 温度收缩裂缝、反射裂缝和施工裂缝。

2 防治措施

沥青混凝土路面裂缝产生的原因诸多, 故防治也就成为一个综合治理的问题, 只有在设计、选材、施工、维护等多方面充分考虑防裂的问题, 才能有效地防治沥青混凝土路面裂缝的产生。

2.1 合理设计

(1) 路面厚度的确定

作为柔性路面, 必须根据其道路等级、交通量、自然地基地质情况, 道路基层情况和施工季节等综合因素计算其设计厚度。

作为旧水泥路改造, 沥青混凝土罩面层厚度的确定主要考虑结构强度因素。与结构强度有关的设计层厚度问题, 目前国内部分高校和科研单位进行了大量理论分析, 并建立了三维有限元应力计算模型。研究加罩层厚度与板底弯拉应力和接缝剪切应力以及罩面层综合应力之间的相互关系, 由于对加罩后的反射裂缝尚无法控制和缺乏相应的标准, 故基本以经验确定。

与非结构强度因素有关的加罩层厚度确定, 主要考虑道路沿线高程的控制、沥青混凝土最小摊铺厚度要求、加罩层与板的结合问题以及工程费用控制等。据国外报道, 有效地加罩总厚度以10~15cm为宜。

(2) 沥青混凝土的级配设计

为了提高抗滑能力和抗车撤能力, 国内高等级道路普遍采用较粗级配, 用油量少, 空隙率偏大, 传荷能力削弱, 容易开裂, 耐疲劳能力降低。设计中应考虑其综合作用, 并根据设计厚度选择适当的混合料类型。

(3) 使用土体固结剂

在经济许可的条件下, 可尝试将土体固结剂用于高等级公路路基、路面及护坡等处, 以提高土体的水稳定性。

(4) 使用粘层油

粘层油是指在对封层之间或是具有裂缝的路面层之间的涂刷层, 它能有效地去除反射裂缝。如路面做在半刚性基层和旧水泥混凝土路面上时必须使用。据资料介绍, 面层与基层之间是滑动还是连接, 相应在面层底面产生的拉弯应力前者要比后者大得多, 两者相差至少为50%以上, 最大可达10倍左右, 因此, 施工中在此浇洒粘层油可增加面层与其基层的接触程度, 使弯拉应力控制在最小值附近。

(5) 设计应力吸收层及加筋层

通过对反射裂缝产生机理的分析, 结合国内外的实践经验和最新发展动态, 为防治反射裂缝, 可针对工程具体情况采用如下技术措施。

应力吸收:在罩面层与原路面之间设置隔离层, 主要采用弹性模量较小、变形率较大的材料, 如土工布、高弹沥青等, 根本目的就是消除应力集中, 目前使用较多的是土工布。

加筋:采用强度和弹性模量较大的材料, 以提高加罩层的抗拉强度, 如钢筋网、玻璃纤维格栅, 纤维沥青混凝土等。

(6) 使用嵌缝料

在旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土时, 常常在胀缝处出现横向反射裂缝, 原因是嵌缝料不饱满或日久老化, 建议采用耐水、耐油、耐大气老化等优良的耐腐蚀性能和防水密封性的嵌缝料。

2.2 合理选材

(1) 选择抗裂性好的材料作基层

为减少收缩裂缝, 除增加4.75mm以上骨料含量, 降低施工含水量, 减少结合料和提高压实度外, 选择水泥代替石灰做水泥稳定碎石比二灰碎石具有更好的抗裂性能。

(2) 推广应用抗裂性好的改性沥青

在沥青的低温粘度, 感温性, 耐老化等指标上, 改性沥青均优于普通沥青, 这已得到共识。根据国际分类方法及我国的使用情况, 将改性沥青 (聚合物改性沥青) 分为3类:橡胶类, 该类目前使用较多的是SBR (丁苯橡胶) 胶乳;热塑性橡胶弹性体, 目前主要使用SBS (苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物) ;热塑树脂类, 目前使用较多的有PE (低密度聚乙烯) 和EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物) 。。然而推广应用改性沥青的障碍在于初期投资高, 但长期及综合造价经济, 为此, 应采用改性沥青作为预防和减少沥青路面裂缝和延长使用寿命的重要措施。

(3) 选择合适的矿料

无论什么骨料, 为使沥青与矿料发生强烈的吸附作用应使用抗剥落剂, 以延缓由于荷载荷温度的反复作用发生沥青剥落而产生的水毁现象;同时限制碱性骨料的使用。

2.3 正确施工

(1) 确保施工质量, 保证摊铺质量、碾压强度, 减少由于混合料表面温度降低, 影响温度均匀性而产生的离析和裂缝。

(2) 基层、底基层养生期要满足要求, 切勿为赶工而提早铺筑面层, 以防基层损坏而导致面层产生反射裂缝。

(3) 加强运料车的保温工作, 保证适宜的摊铺, 碾压温度, 及时摊铺, 并保证供料和施工的连续性。

2.4 加强养护及时维修

完善路基路面的排水设施, 确保路面排水顺畅。

此外, 沥青路面的早期损坏应及时处理, 避免基层破坏, 进而加剧面层的破坏, 延长路面大修时间。

常用维修的方法有:灌油修补法;乳化沥青稀浆封层;沥青混合料罩面法及现场沥青再生法等。

3 结束语

综上所述, 设计、选材、施工、维护等环节对控制沥青混凝土路面裂缝的产生影响很大。

总之, 合理设计、选材、精心施工, 加强养护是提高沥青混凝土路面使用性能的唯一途径。

参考文献

【1】《公路沥青路面施工技术规范》JTJ032-94.

【2】《公路沥青路面养护技术规范》JTJ073.2-2001.

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇7

【关键词】沥青混凝土;裂缝;产生;防治对策

0.引言

沥青混凝土路面适用于各种交通流量,由于此种公路总体呈现黑色,也被称之为黑色路面。由于沥青的高粘结力的特性,可以加强路面石料互相间的粘结度,从而更易于提高沥青混凝土的整体强度与稳定性,达到提高路面整体质量与耐久度的目的。因此,在施工中,应严格控制沥青混凝土路面的工程质量,严格要求按规范施工。沥青混凝土路面裂缝是公路工程中的主要通病,为公路工程的主要质量问题,在有关工程质量的投诉中占据较大比例。本文着重分析了沥青混凝土路面裂缝的产生,并进一步提出了防治的对策。

1.沥青混凝土路面裂缝产生的原因

1.1水泥化热

路面施工过程中混凝土主要依靠水泥遇水生热吸取自身需要的热源,水泥遇水化热一般在浇注的后期时进行短暂性的放热。放热的速度通常于混凝土进行配合比,与水泥的种类具有直接性的关系。大量的水化热在混凝土内部进行集聚,再慢慢释放出来,此时混凝土内部的温度相对比较高,外表温度相对较低,因此,混凝土内外温度产生一定的梯度,对内部造成压应力,表面上产生拉应力等现象,且拉应力一旦超过混凝土的抗拉力便会产生裂缝。

1.2温度

体积较大的混凝土在施工过程中由于受外界温度变化的影响容易产生裂缝现象。混凝土内部的温度主要是由浇筑的温度、水泥水化热以及结构散热等各种温度融合在一起所组成的。此外,浇筑的温度和外界的温度具有密不可分的联系,也就是说外界的温度越高,混凝土浇筑的温度也越高,两者成正比关系。外界温度一旦出现下降趋势,将会造成严重的温度应力导致混凝土裂缝出现。除此之外,外界的湿度还能够有效的加快混凝土干缩的速度,促使裂缝产生。

1.3混凝土配比不合理

目前,在公路工程施工过程中施工方为了较快的获取所需的流动性,以确保浇灌的质量,通常需要相对较大的水灰比。与之相反的是水泥在进行水化之后,多余的水分将会留在混凝土内,形成定量的水泡,一定程度上减少混凝土实际上的抵抗荷载有效断面,受荷载的影响,孔隙的周围容易产生应力集中,从而道路的表面便会出现裂缝的现象。

2.沥青混凝土路面裂缝的防治对策

2.1施工前准备充分

道路沥青路面施工前需要做的准备工作主要有:熟悉施工图纸、健全人员配置、通过实验拿出混凝土配比、进行拌合场位置选择以及材料的准备等。熟悉施工图纸以及招投标文件与相关合同规定是准备工作中的首要任务,通常由项目部技术总工及相关技术人员负责,以上人员对图纸进行详细的剖析研究以后,可以对整个项目的规模、施工周期、沥青混凝土用量有一定掌握。在完善项目施工人员以后,应由实验员将准备用在项目中的原材料拿到业主认可的实验室进行试验,然后由实验室出具相关的材料强度认证以及沥青混凝土配比单,在这个阶段,为防止原材料试验不合格,不应再试验之前储备大量施工原材料。沥青混凝土拌合场需根据项目实际情况,以方便施工、运输快捷为设置拌合场的参考因素。拌合场地应平坦干燥宽敞,而且应考虑,在生产中尽量降低对周围居民生活的影响,而且应尽量避免建在低洼地区,防止拌合场局部积水;而且,为避免沥青气味影响人身健康,在拌合场选址时应尽量远离生活区,而且要处于下风向。

2.2沥青混凝土运输

对于沥青混凝土的运输一般采用15吨以上的自卸卡车,在进行装料前,应在车斗内壁均匀涂抹一层柴油和水的混合物,以防斗壁沾料,在运输过程中,一定要使用保温布进行覆盖,另外,对于运输时间一定要严格控制,不得大于30分钟。

2.3铺筑碾压

在沥青混凝土进行铺筑前,应选取一段进行试铺,从而确定路面的碾压组合以及碾压速度,碾压作业应在沥青混凝土摊铺后立即进行,通常碾压作业分为三个阶段,即初压、复压、终压。通常高速公路的沥青混凝土路面都采用钢轮压路机与胶轮压路机组合碾压来完成路面压实工作,碾压工作要分段进行,分段的长度应控制在60-80米以内,即初压一段,复压一段,终压一段,每段之间设立标志,设专人负责分段标志的移动,以便于压路机司机进行辨认碾压。进行初压时,应采用两台不大于8吨的轻型压路机进行稳压,每台压路机最少碾压一遍,碾压速度应保持在2-3km/h。进行复压时,应采用三台重型轮胎式压路机进行碾压,每台压路机最少碾压两遍,碾压速度应保持在3-5km/h。最后终压时,应采用一台轻型双钢轮压路机与一台重型双钢轮压路机同时静压,每台压路机最少保证碾压一遍,终压的碾压速度应控制在3-6km/h。在碾压过程中,压路机起动以及停止都必须缓慢进行,严禁急刹车或猛加速等。相邻碾压区域之间应重叠1/3-1/2的轮宽,压路机转向、掉头以及停留不得在为碾压成型的路段进行。在初压完毕后,应注意沥青路面不得产生推移及开裂现象;复压完毕后,应注意沥青路面表面要无明显轮迹及压痕;终压完毕后,要保证沥青路面的表面光洁平整,颜色一致。当日碾压结束后,应暂时封闭交通,不得停放或行驶任何车辆或机械,也应注意不得散落工程石料或油料等杂物。

2.4接缝处理

整幅摊铺时没有纵向接缝,若有加宽路面的情况,可按照半幅摊铺的施工方式增设纵向接缝,进行半幅摊铺时,应于已摊铺沥青混凝土的部分留下10-20cm宽度暂不碾压,以作为后面摊铺混凝土的高程基准面,并可预留5-10cm左右进行重叠摊铺,然后用热接缝的形式做跨缝碾压,从而消除表面接缝痕迹,在多层路面结构施工时,应注意层间的接缝茬口至少错开30cm以上。横向接缝施工可采用平接缝,接缝位置的选择可在已摊铺段的端部使3米钢尺呈悬臂状,在尺与摊铺层不接触的位置定出横向接缝位置,然后使用路面切缝机切齐接缝位置。继续摊铺时,必须将切缝机锯片上的灰浆清洗干净,涂上一些粘层沥青,摊铺熨平板从接缝位置进行摊铺。进行接缝碾压时,可用钢轮压路机横向碾压,从先铺的路面往新铺路面碾压,碾压完成后,需用3米钢尺检测路面平整度满足规范要求,横向接缝层间必须错开1m以上,涉及到桥梁的施工路段,应保证横向接缝距桥梁毛勒缝20m以上,从而保证毛勒缝处路面平顺。

3.总结

总而言之,裂缝是沥青混凝土路面施工中常见且普遍存在的一种现象,其本身的质量、施工的方法、施工技术以及养护不当等多种原因严重造成混凝土产生裂缝,一定程度上降低结构的耐久性和承载能力。因此,我们必须抓好沥青混凝土路面施工质量及施工工艺等环节,并采用有效的控制技术,促进公路施工的经济效益和社会效益的提高。

【参考文献】

[1]陈斌.混凝土配合比优化及结构早期裂缝防治研究[D].浙江大学,2005.

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇8

摘 要:大体积混凝土开裂后,其性能与原状混凝土性能相差很大,严重影响结构的长期安全和耐久运行。本文分析了混凝土结构裂缝产生的原因和机理,从各个环节提出了预防裂缝的综合措施,以确保混凝土质量,减少裂缝的发生。关键词:混凝土 裂缝 水泥水化热 温度应力

一、混凝土结构裂缝产生的原因

钢筋混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种:(1)由外部荷载引起的裂缝隙,按常规计算的各种荷载引起的;(2)由于结构的实际工作状态与设计模型的不同而产生的结构次应力引起的裂缝;(3)由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力引起的裂缝,施工中可采取措施避免。(4)大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用,是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。

1.水化热产生裂缝的机理

大体积混凝土结构的截面尺寸较大,在施工过程中,由水泥水化过程中释放出大量水化热,由于体积大,热量不易散发,造成较大温升,从而导致体积增大。当这种变形不受约束时,混凝土结构内部不会产生应力。但实际上这种变形肯定会受到约束,约束有两种。一是混凝土与外部环境温度差异引起的约束;另一种是由于内部的条件不同产生的约束,以上两种约束产生的应力为温度应力。

其次,湿度变化引起的混凝土内部各单元体之间相互约束,产生的应力为干缩应力。因为湿度传导率远小于热度传导率(约为1/1600),所以,它主要在混凝土表面附近:另外,混凝土自身体积变形不能自由伸缩所产生的应力,称为自身体积变形应力;还有地基非均匀沉降、模板走样也会产生变形应力。在以上非结构荷载作用下所产生的应力中,主要是温度应力和变形应力。对于大体积混凝土结构施工,当混凝土浇筑体边界无约束时(如底、顶板顶面),在早期水化热温度迅速升高阶段,由于混凝土内、外散热条件不同,形成温度梯度,表面受拉,内部受压。当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就产生裂缝。在混凝土的降温阶段,混凝土的温差引起的变形加上混凝土的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,在浇筑体中央断面产生内部拉应力,当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就产生贯穿裂缝。2.温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)初期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)后期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。根据温度应力引起的原因可分为两类:

一是自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身、结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

二是约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

二、裂缝控制的基本原理及措施

大体积混凝土的裂缝控制是指杜绝有害裂缝,同时减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。裂缝控制原理是:降低混凝土外约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力,提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸,以确保抗裂安全度要求。裂缝控制方法采取温差与温度应力双控制方法,避免结构物出现温度裂缝,同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。结构裂缝产生的主要原因是降温和收缩。任一降温差包含水化热引起的温差和收缩当量温差,又都可以分解为均匀降温差和非均匀降温差两类。前者产生外约束力,它成为贯穿性裂缝的主要原因;后者引起自约束力,形成表面裂缝;只有同时控制好这两类降温差,才能减小和避免裂缝的产生。

控制混凝土裂缝,必须从混凝土产生裂缝的几个主要原因入手,才能有效地将裂缝控制在充许范围内。一般分为两个控制阶段,设计阶段和施工阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强度等级、钢筋的品种、规格、建筑物的结构形式等统筹设计,有效进行裂缝控制。施工阶段采取加入外加剂改善混凝土性能、降低水泥水化热、降低混凝土内外温差、设置施工缝或变形缝、加强混凝土中的配筋率等措施来减少混凝土的收缩,防止混凝土产生有害裂缝。1.合理设计施工配合比

由于大体积混凝土各项指标要求较高,并普遍采用泵送混凝土,因此合理设计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝发生的基础。应根据工程所处条件,对砂率、水灰比、水泥用量及掺合料用量等进行优化设计,选择最优方案。

(1)砂率的选择。适当砂率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用,混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大。由于砂率减小使粗骨料含量增大,在相同条件下混凝土的弹性模量较高,收缩量较小,而且由于粗骨料对收缩的约束作用,可减少开裂的可能。使用粗骨料,尽量选用粒径较大,级配良好的粗骨料,在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。

(2)选用中低水化热水泥,可使水泥在拌和过程中水化热释放较小,显著减少混凝土升温,如选用矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。充分利用混凝土后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。

(3)采用混凝土双掺技术,即在混凝土中加入优质粉煤灰,掺入量一般为水泥用量的20%左右,掺入缓凝型减水剂,用量为水泥用量的 1.0%左右。通过采用双掺技术,减少水泥用量,降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。

(4)加入UEA或AEA膨胀剂,用量为水泥用量的14%左右,使混凝土在凝固过程中不产生收缩,还可以提高混凝土自防水能力。2.混凝土结构原料的控制

(1)材料的选择,应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土,如矿渣硅酸盐水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料,因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低,而且会增加混凝土拌合物的用水量,不仅增加了混凝土的收缩,同时降低了混凝土的抗拉强度,导致收缩裂缝发生。

(2)采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外差和降温速度控制的难度降低。

(3)掺合料和外加剂的控制。掺合料的质量对混凝土裂缝有显著的影响,当前用的掺合料主要是粉煤灰或矿粉,它们可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性,粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大,使用细度较粗或含碳量高的粉煤灰会大幅度增加混凝土的需水量,从而加大混凝土的收缩导致开裂。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入减水剂,不仅使混凝土工作性能有了明显的改善,同时又减少拌和用水,节约水泥,从而降低了水化热。若是泵送混凝土,同时在炎热的夏天,为了延缓凝结时间,要加缓凝剂,反之凝结时间过早,将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结,易出现层间缝隙,使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝,可掺加膨胀剂,如UEA膨胀剂等。3.浇筑时的控制措施

(1)加强混凝土的浇灌振捣,提高密实度。

(2)混凝土尽可能晚拆模,拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。

(3)采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高抗裂性

(4)加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力;其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体的抗裂能力,同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求,保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施,如采用蓄水法保温养护等。

三、结论

混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的,混凝土裂缝的防治重点在于“防”,而不在于“治”在采取了上述综合性控制措施后,由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后,必须先查明裂缝产生的原因,判明裂缝的类型,才能选择正确的处理方法,同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平,这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生,把裂缝宽度控制在设计范围内,尽量减少裂缝造成的危害。

参考文献

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇9

摘要:本文笔者根据自己工作实践,主要分析了大体积混凝土裂缝原因,并提出了预防控制裂缝的措施,仅供大家参考。

关键词:混凝土;分析裂缝;控制措施

Abstract: in this paper the author according to their own work practice, the paper analyzes the mass concrete crack causes, and put forward the measures of prevention and control crack, only for your reference.Keywords: concrete;Analysis of crack;Control measures

中图分类号:TV544+.91 文献标识码:A 文章编号:

1.概述

所谓大体积混凝土,就是混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m 的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。美国给出了大量的具体社会的具体定义:任何在现浇混凝土,其规模达到水化热,必须与解决问题的体积变形引起的,尽量减少大体积混凝土开裂是已知的影响。这就提出了大体积混凝土裂缝问题,以及如何采取有效措施,防止大体积混凝土开裂,已成为一个令人关注的问题。

2.分析裂缝产生的原因

裂缝产生的原因可以分为两类:一类是材料裂缝,是由非变形引起的,主要是由热应力和混凝土收缩引起的。二类是结构裂缝,是由于外部载荷,包括总体结构中的主应力,以及其他的应力裂纹的应力引起的结构。

建筑结构物的裂缝原因,属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80%以上,属于荷载引起的约占20%左右。在大体积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化,从而导致混凝土发生裂缝。因此,控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度,防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。混凝土裂缝成因类型和其大致可分为以下几点:

(1)裂纹受温度变化引起的裂缝。

大气温度低于零石,吸水饱和的混凝土出现冰冻,水变成冰,体积膨胀9%,因此混凝土产生膨胀应力的自由,而在混凝土凝固过冷水(冰的温度在-78以下的橡胶洞在微观结构中迁移和重分布)造成渗透压力,使得在扩张增加动力,降低混凝土强度混凝土,并导致裂缝出现。

(2)收缩造成的裂缝。

在实际工程中,由于受混凝土收缩造成的裂缝是最常见的。在混凝土的收缩型,塑料收缩,收缩收缩(收缩)是混凝土的体积变形的主要原因时,除了自收缩和炭化收缩。

(3)地基变形引起的裂缝。

由于垂直或水平位移的不均匀沉降,产生额外的压力在结构超出了混凝土结构抗拉能力,导致结构出现裂缝。

(4)施工材料质量引起的裂缝。

混凝土主要由水泥,砂,碎石,搅拌水和添加剂组成。

2.1水泥。

不合格的水泥的安定性,过度氧化钙水泥内容的自由。水泥工厂,水泥阻尼或过期,可能会混凝土强度不足,力量不足导致混凝土开裂。当水泥含碱量高的(例如,超过0.6%),同时还含有骨料碱活性,可能会导致碱骨料反应。

2.2砂,石骨料。

碎石颗粒大小,分级和杂质含量。碎石颗粒尺寸过小,营养不良层次,空洞,会造成水和水泥搅拌混凝土强度,混凝土的增加,收缩率增加的影响,如果超出了特细砂,用于提供更严重的后果。

2.3水和外加剂。

水或添加剂含量高氯等杂质有一个钢筋腐蚀时产生更大的影响。利用海水或碱泉水搅拌混凝土,或混合使用碱可能对碱骨料反应的影响。

(5)施工过程质量裂缝造成的。

浇注混凝土结构,构件生产,运输,堆放,在装配和安装过程中,如果不合理的施工工艺,施工质量差,易产生垂直,水平,对角线,垂直,水平,浅,深进入和通过裂缝,特别是细长薄壁结构更容易。典型常见的有:

2.3.1混凝土保护层厚度,承担了钢筋保护层增厚负弯矩,导致组件的跌幅,形式和纵向裂缝,钢筋受力有效高度。

2.3.2混凝土振动不密实,不均匀,出现蜂窝,坑洞,空,导致腐蚀或其他荷载裂缝的起源点。

2.3.3混凝土浇筑速度过快,降低混凝土的流动性,硬化由于缺乏具体的设置,设置后硬化过大,容易倒了几个小时后,裂纹,塑性收缩裂缝都。

2.3.4混凝土搅拌,运输时间过长,过多的水分蒸发,通过低混凝土倒塌造成的不规则对混凝土收缩裂缝出现的体积。

2.3.5混凝土养护急剧干燥时,在初期,正与对混凝土收缩裂缝表面出现不规则的大气接触。

2.3.6泵送混凝土施工,确保了混凝土的流动性,增加水和水泥,或因其他原因数额增加了水灰比,当设置的增加和硬化混凝土的收缩,造成打击,使不规则的出现体积混凝土。

2.3.7分层或部分混凝土浇筑时,联合处理不当,与新老混凝土施工缝和裂缝。

2.3.8在早期冻结混凝土,使部件表面上出现裂缝,或局部剥落,或释放后出现空鼓现象。

2.3.9刚性不足的建筑模板,在浇注混凝土时,由于侧向压力使模板变形,开裂变形与模板相一致。

2.3.10建筑拆除过早死亡,混凝土强度不足,使得自我或建筑构件的受力裂缝。

2.3.11之前的支架刚度不足或支架施工压实,浇混凝土后部支架不均匀沉降,造成混凝土裂缝。

3.大体积混凝土裂缝及质量控制措施

综上所述,混凝土产生裂缝的原因可以概括为以下三个主要领域:温度裂缝,收缩裂缝和拉裂下沉。在施工中,您可以通过以下措施来控制混凝土结构裂缝。

3.1保证混凝土质量。

确保混凝土质量主要有以下几个措施:

3.1.1严格控制原材料的用量和配比。

(1)水泥:进场水泥需提供出厂合格证和检测报告,厂家营业执照、生产许可证、质量体系认证证书。

所用的水泥应进行水化热测定,水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法(直接法)》测定,要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于250tO/kg。

(2)砂子:采用大沙河天然河砂,中砂,细度模数控制在2.7~3.0,含泥量不大于3%,(砂率35~40%)。浇筑混凝土前应做含水率及筛分,调整试验配合比。

(3)石子:选择良好级配的粗骨料,严格控制含泥量。泵送用混凝土石子粒径5~25 mm,选用甘井子碎石。要求含泥量小于1%,吸水率不大于1.5%。压碎指标小于10%,针片状含量小于15%,碱活性及软弱颗粒,有机物质含量符合标准要求。

(4)粉煤灰:为了改善混凝土泵送性能,降低水泥用量,增强混凝土的自密性,降低水化热并且使水化热均匀缓慢释放,减少早期收缩;增加混凝土的工作性和可泵性;同时由于粉煤灰的二次水化效应,使混凝土后期强度有一定增长。混凝土中掺用I级粉煤灰,掺量25-30%,掺量系数取1.2,满足配合比的要求。

(5)外加剂:外加剂中含有引气、防水、减水(缓凝)、泵送功能,可以改善混凝土的和易性,减少用水量,延缓、降低水化热峰值、对混凝土收缩有补偿功能,以抵消或部分抵消混凝土后期由于干缩和降温引起的混凝土收缩,避免或减轻混凝土开裂开展的可能性。可提高混凝土的抗裂性,提高硬化后的混凝土抗渗性能。该外加剂不含有氯、氯盐、氨等成分,对钢筋无锈蚀作用。每50t为一检验批。

(6)水:要求达到饮用水标准。

3.1.2 严格控制混凝土的施工工艺

(1)混凝土拌制

1)严格按照施工配合比进行配料和拌制,后台专人计量,电子称称量准确。材料偏差在允许范围内:水泥、粉煤灰±2%、砂石±3%、水、外加剂±2%。

2)混凝土拌和水胶比W/C C30P12 ≤0.45,C55P12≤0.35。

3)在一个工作班内至少检查坍落度和和易性三次,混凝土拌合物应搅拌均匀,颜色一致,并具有良好的流动性、凝聚性和饱水性,不泌水、不离析。当一个工作班内混凝土受外界影响(气温、雨水等)有变动时,应及时调整配合比。

4)抗渗混凝土搅拌时间不应少于90秒。

5)混凝土搅拌站应根据现场混凝土的浇捣情况,适时调整生产速度,以避免混凝土积压时间过长。

6)混凝土出厂时应在搅拌车前方显眼位置张贴本车混凝土的标号及浇筑部位。

(2)混凝土运输

1)从搅拌机中卸出的混凝土,应及时运到浇筑地点进行浇筑,在运输过程中,要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。如发生离析现象,必须在浇筑前进行人工拌合,均匀后方可入模。混凝土运输中,搅拌车的配套必须满足泵送的需要。

2)混凝土运输的安排和调度要满足混凝土连续浇筑的需要和混凝土质量要求。

3)运输中保持搅拌罐筒慢速转动,以防止混凝土沉淀离析。

4)运输罐车卸料前,搅拌罐筒快转30-60S,以便混凝土搅拌均匀。

5)卸料时,应检查混凝土的坍落度,当混凝土坍落度损失过大造成施工困难时,可补加高效减水剂进行二次流化以调整混凝土的和易性,但严禁向混凝土中加水。在二次流化时,混凝土搅拌罐应快转60S以上,直至使减水剂拌和均匀。

6)混凝土进场时还应备齐有效的技术资料,验收合格后方可使用。

(3)混凝土浇筑

1.混凝土入模,不得集中倾倒冲击模板或钢筋骨架,当浇筑高度大于2M时,应采用串筒,溜管下料,出料管口至浇筑层的倾落自由高度不得大于1.5M。

2.混凝土必须在5小时内浇筑完毕(从发车时起),为防止混凝土浇筑出现冷缝(冷缝:指上下两层混凝土的浇筑时间间隔超过初凝时间而形成的施工质量缝),两次混凝土浇筑时间不超过1.5小时,交接处用振捣棒不间断的搅动。

3. 浇筑过程中,振捣持续时间应使混凝土表面产生浮浆,无气泡,不下沉为止。振捣器插点呈梅花形均匀排列,采用行列式的次序移动,移动位置的距离应不大于40CM。保证不漏振,不过振。

4. 浇筑梁板混凝土

浇筑梁板混凝土时,先浇筑梁混凝土,从梁柱节点部位开始,保证梁柱节点部位的振捣密实,在用赶浆法循环向前和板一起浇筑,但不得出现冷缝。

(4)混凝土养护

保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力,充分发挥徐变特性,减低温度应力;其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束廊力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。本工程在混凝土浇筑完成后,即采用塑料布、草帘进行覆盖,并浇水湿润。必要时应采用碘钨灯表面加热或蓄水养护等措施。塑料布及保温材料的拆除时间以在混凝土内部和表面温差以及表面和大气的温差均小于25℃为准。保温材料的拆除以10d以上为妥,以充分延缓降温时间和速度,发挥混凝土的“应力松弛效应”。

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇10

【关键词】裂缝;预防

水泥混凝土路面在我国公路及城市道路大面积使用有三十余年的历史。其主要特点有:从施工角度来看,使用机械投入少(比沥青混凝土路面),施工方便,宜于小型规模作业;在施工季节上,除了高温和结冰的天气都可以进行;从使用效果看,一是平整度差,二是交通量大的的情况下使用周期短,宜用于车速低于80km/h的二、三、四级道路及村路、集镇街道和厂区道路。而水泥混凝土使用周期短原因主要是由产生裂缝开始,以后渗水、沉降以至断裂。本文主要探讨水泥混凝土路面裂缝形成的原因及预防。

1 路基的不均匀沉降引起路面裂缝:

1.1 成因:由于路基填筑前不可能是平整路面,道路穿越沟塘、河流或软弱下卧层地段,填筑厚度高低不等,路基在固结阶段会出现不均匀沉降,特别是粘性土路堤固结时间长,前几年沉降明显。这些情况会产生不均匀沉降,传递到基层反射到路面上,而刚性路面不能弯曲变形,因此路面纵向或横向的板块会产生裂缝。裂缝形成后雨水从缝口渗入,渗进去的水很难蒸发,水在基层中日积月累集结,导致基层长期受水浸泡,强度降低变软而松散。水泥混凝土板块车辆在轮胎反复作用下而晃动,多次重复扰动,变软的基层逐渐液化成“泥浆”从缝中冒出,板下成局部空隙,板块进一步出现裂缝,同时不均匀下沉,有雨时再积水再下沉,越来越严重,以致高低不平,影响通车。

1.2 预防:①对软弱下卧地段,进行软土处理,浅的可以换土处理,深的可用粉喷桩、砂石桩处理,近期不能稳定的可以用沥青路面过度。②粘性土路堤固结时间长可用掺灰土填筑,缩短固结时间,减少沉降。③沟塘河堤的边坡的填筑前都挖成台阶。④对粉性土、砂性土路堤的边坡要进行防护,防雨水冲刷。防护常用水泥混凝土铺筑,边坡防护常用粘性土(和路基同时施工)每侧两米宽,或用砌体防护,以保证路堤的稳定。

2 收缩裂缝:

2.1 成因:气温的降低、水泥混凝土强度形成过程中的收缩徐变、切缝时机掌握不准,混凝土面板的水分蒸发和风干等都会导致板块的收缩裂缝。

2.2 预防: ①水泥混凝土在浇筑以后,经过初凝、终凝、固化,强度逐步提高。同时由塑性向刚性转化,收缩徐变也开始。在收缩还未达到裂缝之前,人为的把整体混凝土切成预定规则的方块,使收缩徐变应力集中在已切好的缝口处。随着进一步收缩以及气温变化引起板块凹凸变化的终端都会集中于缝隙口,板块能始终保持完整。②切缝时机的掌握:如果太早,强度不足,切缝时混凝土表面会跑石子,缝口不规则,对以后行车造成不利影响(缝隙口破损甚至逐步扩大)。切缝时间以混凝土的温度小时计,控制200-300℃•h。并安排有经验的工人在现场随时观察,强度一旦适宜立即切缝隙。同时根据施工进度配备切缝机的台数,并要备用切缝机,以防出故障,可以立即顶替。切缝深度应根据设计要求进行,一般是板厚的1/4~1/3,缝宽4~5mm。切缝后灌缝,首先剔除缝中残渣、粉尘。再加防水填缝料填实,填料可分热填和冷填。热填是把填料加温,通过小嘴油壶灌人缝中。冷填是填料搓成条压成片后挤压进缝中,关键要填实,使雨水不能渗透下去。填料一般选用用沥青马蹄脂。③在混凝土面板的施工过程中一定要保持表面湿润,可用草袋或麻袋覆盖,避免阳光直射和风吹;当蒸发率超过0.6kg/m2•h必须采取喷洒养生剂的措施,以便控制混凝土蒸发率临界值=0.5kg/m2•h;当风速大于5m/s时路面必定开裂无疑,应立即停工,采用低砂率,提高混凝土的抗裂能力。

3 膨胀裂缝:

3.1 成因:由于气候变化,特别是高温季节,混凝土板块受热而膨胀,膨胀的力量很大,如果不预留一定伸长的空间,板块就会挤压、拱起、裂縫、破碎。

3.2 预防:在混凝土路面施工时,为混凝土路面预留一定的伸长空间即膨胀缝。预留膨胀缝的间距跟施工时气温有一定关系,气温较高时,适当长些,气温低时,要短些;直线路段上长一些,弯道上短一些。实际应用时,要进行计算,并留足空间。在临近桥涵构造物段,每侧需设置三道胀缝,缝宽3cm。工作缝挪到胀缝处,利于施工。胀缝施工,用传力杆连接纵向板块,传力杆支架稳固放置板块中部,水平与缝垂直,一端滑动,滑动端头留3cm的空隙,缝中填料,下部用伸缩性大的材料,上半部灌沥青马蹄脂等填缝料。

4 施工不当产生裂缝:

4.1 成因:①抗折强度不足;②基层不平或强度不足;③角隅处抗弯强度不足;④伸缩缝处灌缝没处理好,渗水;⑤养生不好;⑥开放交通过早等。

4.2 预防:①对于抗折强度,水泥标号不宜底,重要公路用52.5标号,低等级道路可用42.5标号,材料配比要能准确,最好用拌和楼,如果规模小,就要用强制式拌和机。拌和各种用料需要过磅,砂石料中含泥量、含粉量严格控制,石子要冲洗干净。②基层要按设计施工,并进行强度测定,合格后才可以施工面层。平整度不好,会使水泥混凝土板块厚薄不均,薄的地方是板块薄弱环节。基层不平,混凝土板块在气温变化,伸缩不自由。基层上封层也很重要,以防止板缝渗水进入基层。③通车后,混凝土板快薄弱处是角隅,可在角隅处加钢筋增加强度。④伸缩缝的灌缝不可马虎,必须清除杂物、粉尘,填缝料灌实。⑤对于养生,喷洒养生剂要按量喷匀,时间在压纹以后20分钟,表面无水的情况下进行。不用养生剂的路段要用草袋或麻袋覆盖洒水。养生期间要封闭交通,禁止车辆和行人通行。⑥开放交通要在混凝土强度达到设计要求后才可以。过早放行,板块易被压坏。

水泥混凝土路面的损坏从板块断裂开始,产生的原因是多方面的,只要充分认识产生断裂的根源,以预防为主,从设计、施工和养护等环节上控制,水泥混凝土路面裂缝问题就能得到有效控制。

沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施 篇11

对于半刚性基层沥青路面裂缝的主要原因, 可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

1.1 荷载型裂缝

荷载型裂缝是在荷载作用下产生的裂缝, 在车辆荷载作用下, 半刚性基层的底部要产生拉应力, 若拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度, 则半刚性基层的底部就会开裂, 在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝会逐渐扩展到上部, 并使沥青层开裂。

1.2 非荷载型裂缝

沥青面层上的非荷载型裂缝主要为温度裂缝。

1) 低温裂缝冬季, 随着温度下降, 沥青材料开始收缩。当气温大幅下降时, 沥青面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混凝土的抗拉强度或极限拉应变, 沥青面层就开裂, 主要表现为横向裂缝。

2) 温度疲劳裂缝由于太阳照射强烈, 日温差大的地区, 沥青面层白天温度与夜间温度差相当大, 在沥青面层中会产生较大的温度应力, 这种温度应力反复作用在沥青面层中, 使沥青面层产生疲劳开裂。

2 某高速公路路面裂缝情况

2.1 路面结构

此路段吐乌大高速公路K619+550—K655+027段, 路面结构为4cm AC-16-I型中粒式沥青混凝土、5cm AC-30-II型粗粒式沥青混凝土和6cm AM-30热拌沥青碎石, 5%水泥稳定砂砾, 15~39mm天然砂砾级配砾石。路面沥青采用克拉玛依炼油厂生产的AH-90号沥青, 粗、细骨料均采用哈熊沟料厂的骨料, 水泥采用天山水泥厂生产的道路硅酸盐水泥。路面材料性能均符合设计规范要求。

该段路面工程于1998年8月完工。投入运营至今已16年, 路面质量良好, 达到了高速公路快捷、安全、舒适、洁净、美观的行驶质量要求。

2.2 吐乌大高速公路乌鲁木齐—阜康段裂缝情况

通过调查检测发现, 此高速公路路面裂缝主要有横向裂缝、纵向裂缝和网裂、龟裂等, 其中横向裂缝基本贯穿路面, 多位于行车道左右轮迹带处 (见图1) 。

3 沥青路面产生裂缝的主要原因

3.1 沥青及沥青混凝土的性质

沥青和沥青混凝土的性质是影响沥青路面开裂的最主要原因。沥青混凝土的低温劲度模量是决定沥青路面是否开裂的最根本因素, 沥青劲度又是决定沥青混凝土劲度的关键, 在沥青性能指标中, 影响更大的是温度敏感性, 温度敏感性大的沥青更容易开裂。

3.2 基层材料性质

基层材料的收缩性愈小, 面层裂缝愈少, 基层上有透层油以加强与面层的黏结对抗开裂有好处, 基层材料类对沥青面层的裂缝率有明显影响。

3.3 气候条件

最低温度、低温持续时间、降温速度、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。

1) 乌鲁木齐—阜康段高速公路冬季持续近五个月低温风雪天气, 地表温度持续在-20~35℃, 易造成沥青材料越来越硬, 当沥青面层收缩拉应力>沥青混凝土的极限拉应变时产生裂缝。

2) 乌鲁木齐—阜康段高速公路段地处我国西北部, 不论是冬季或夏季, 昼夜温差大, 在夏季, 由于白天日照强路面温度高达60~80℃, 而到夜间会降至20~30℃, 同时在夏季, 由于骤降大雨, 路面的表面温度在短时间内也会急剧下降, 使沥青面层的温度应力反复作用, 导致裂缝的产生。

3.4 荷载及交通量

交通量及荷载对沥青路面裂缝的影响不言而喻, 乌鲁木齐—阜康段高速公路的交通量大, 超载车辆较多, 而半刚性基层中的最大拉应力通常是由最重的车轮荷载产生的, 不同的轴载对路面的破坏作用非常之大, 对路面的破坏起着决定性作用。

3.5 施工因素

半刚性基层材料的碾压含水量, 半刚性基层完成后的暴晒也会产生裂缝。

4 裂缝的处治措施

1) 交通管理交通运输管理部门应加大管理力度, 查超、治超以禁超载车辆在路面上行驶。

2) 我国《公路沥青路面养护技术规范》JTJ073.2—2001规定:对于路面产生裂缝进行①普通沥青灌缝;②改性沥青灌缝;③CAP密封胶封缝等多种封缝处理的尝试。对于普通沥青灌缝, 其原材料便宜, 设备简单, 操作容易, 工程造价低, 寿命为一年, 需要每年一次 (年初) 至二次 (入冬前) 的维修;对于改性沥青灌缝, 其原材料价格较高, 设备较简单, 操作容易, 工程造价高, 寿命为1~2年, 不是很理想的封缝材料;运用CAP密封胶带对裂缝进行封缝处理, 由于其原材料是高分子聚合物, 具有柔性, 价格较高, 但易操作, 设备合理, 寿命3~5年。

3) 运用CAP密封胶修补裂缝施工工序①开槽:开槽机沿着裂缝正确开槽, 一般槽宽l O~50mm, 深度与胶带厚度一致;②清缝烘干:用 (热空气喷枪) 彻底清除开槽部位杂质和湿气;③裁剪密封带:将大规格的密封胶剪裁成大于槽宽的胶带;④封缝处理:用热空气愤枪将裁剪好的胶带烤热, 边烤边嵌;⑤压平:用挤平器平坦密封胶与地面齐平, 要求接缝处紧密平顺。如图2所示。

5 结语

综上所述, 防止沥青路面裂缝的产生是一个设计、施工、管理与养护的复杂过程。为了保证沥青路面的使用寿命和服务质量, 设计、施工、管理和养护是相辅相成, 缺一不可, 针对性设计是关键, 公路建成运营后, 公路管理和养护会成为重点。

摘要:因为沥青路面造价低、噪声小、行车舒适、施工快捷, 维修方便等优越性得到广泛的推广和运用。裂缝是沥青路面常见的病害, 对道路的危害极大。结合工程实际, 介绍了沥青路面早期裂缝产生的原因, 并提出防治措施。

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