裂缝病害原因四篇

2024-08-04

裂缝病害原因 篇1

公路隧道在运营中常出现一些病害, 如:渗漏水、衬砌开裂、隧道冻害和衬砌腐蚀等, 其中最常见的病害是隧道衬砌开裂, 衬砌开裂是隧道出现衬砌渗漏水的主要原因, 而防水措施是连拱隧道中的一个难点, 因此对衬砌裂缝的产生过程和原因以及裂缝病害的特征研究显得十分重要。本文详细分析了西汉高速公路黄花岭双联拱隧道衬砌裂缝病害特征及裂缝产生的过程和原因, 并简单介绍了用碳纤维加固法对裂缝进行修补的施工工艺。

1 项目简介

西汉高速公路黄花岭双联拱隧道全长135米, 为整体式隧道, 隧道最大开挖宽度23.8米, 最大开挖高度10米。隧道进口4米, 出口3米, 进洞位置较差, 与山体呈30度斜交。一侧山势较高, 另一侧山势较低, 形成明显的自然偏压。隧道围岩为浅灰色花岗岩, 粗粒结构, 弱片麻状构造。其中:Ⅰ类围岩16米, Ⅱ围岩20米, Ⅲ围岩99米。围岩表层全风化成松散碎石土状全风化至全强风化层厚度较大, 对隧道稳定性影响较大。围岩中节理发育, 隧道附近发育一条断层, 与之平行的节理贯通性好, 规模大。裂隙水发育。施工中采用钻爆发施工, 初期支护为锚喷支护结合钢拱架施工, 二衬为45厘米C30钢筋混凝土, 中隔墙为1.6m厚C30钢筋混凝土。

2 裂缝的调查统计

该隧道的病害主要是衬砌裂缝, 可归纳为以下几种: (1) 隧道衬砌沿中隔墙施工缝出现环向裂缝; (2) 中隔墙沿施工缝出现竖向裂缝, 由于中隔墙的单元长为8m, 衬砌的单元长为10m, 两者变形不协调, 致使中隔墙开裂将衬砌拉裂, 裂缝沿环向延伸长度不一; (3) 隧道衬砌在拱肩两侧沿纵向出现较长裂缝, 裂缝遍布隧道全长, 有的裂缝从衬砌外部向衬砌内层倾斜延伸; (4) 隧道北出口有两处在衬砌与中隔墙结合部渗水; (5) 隧道北出口一字墙左侧渗水较多。对该隧道的调查以及统计得出如下的大致结果列于表1, 并示于图1中。纵向裂缝, 沿隧道纵轴展开, 基本呈水平状。主要有以下几种展布状态:平直 (基本成一直线) 、起伏 (基本直线, 细部有弯曲起伏) 、弧形 (呈弧形弯曲) 与分叉。环向裂缝, 垂直于隧道轴线沿隧道衬砌环向展开, 展布状态同纵向裂缝。本次调查中大部分的裂缝形状是弧形, 部分属于起伏形。斜向裂缝, 与隧道纵轴以及隧道横截面均有一定角度, 展布状态同纵向裂缝。调查结果示于表2与图2中。

3 连拱隧道衬砌裂缝产生的过程和原因分析

混凝土在外力作用下会产生内力和变形。当承受荷载较低时, 混凝土并不出现损坏迹象;当荷载逐渐增加到一定水平后, 混凝土表面出现许多小裂缝;当荷载继续增加, 这些裂缝会蔓延并贯通;当达到极限荷载时, 混凝土会产生最终破坏。试件在加荷载过程中, 裂缝的发展经历了裂缝微裂、临界扩展、失稳性断裂等几个阶段。隧道衬砌裂缝开展原因是复杂的、多方面的, 裂缝发展形式不同, 其产生的原因也不相同, 主要因素如下:

3.1 施工因素 (1) 平行于隧道衬砌环, 因施工质量与混凝土结构本身等因素出现裂缝。

(2) 受施工技术条件限制, 施工质量管理松弛和不善, 混凝土材料检验不力, 施工配合比控制不严, 水灰比过大, 混凝土捣实质量不佳, 拱部浇注间歇施工形成水平工作缝, 混凝土模板不平等因素, 修成的隧道衬砌在施工缝处产生裂缝, 以及衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面等衬砌质量不良, 降低承载能力; (3) 施工测量放线发生差错、欠挖、模板拱架支撑变形、塌方等原因, 造成局部衬砌厚度偏薄或衬砌结构受力不对称, 降低了衬砌承载能力; (4) 由于施工方法和施工组织不当, 在施工过程中各工序紧跟不上不能及时成环, 如落中槽挖马口时拱部衬砌悬空段过长、支撑段长度过短, 支撑的稳固条件和强度不足, 都会造成不均匀沉降和拱脚内移, 常在拱顶和拱腰处出现裂缝; (5) 模筑混凝土衬砌拱背部位常出现拱顶衬砌与围岩不密贴的空隙, 不及时回填密实, 就形成拱腰承受围岩较大荷载, 拱顶在一定范围存在空载, 从而形成对拱部衬砌不利的“马鞍型”受力状态, 正是导致拱腰内移张裂、相应拱顶上移、内缘受挤压等常见病害产生的荷载条件。

3.2 设计因素 (1) 隧道施工工序问题:

现阶段的一般施工工序都是先易后难, 先修建山坡外的隧洞, 然后是修建山坡内的隧洞, 这样当修建完山坡外的隧洞再修建山坡内的隧洞时, 扰动产生的荷载都由中隔墙承担, 对中隔墙的受力不利, 所以中隔墙出的裂缝较多; (2) 因围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当, 造成衬砌结构与围岩实际荷载不相适应而引起衬砌裂缝病害; (3) 隧道穿过偏压地段时, 没有采用偏压衬砌; (4) 隧道穿过断层破碎带、褶皱区等局部围岩松散压力或结构力较大的地段, 衬砌结构没有相应地采取加强措施; (5) 基底软弱和易风化围岩地段, 未设可靠防水设施, 混凝土铺底厚度及强度不足, 使得隧道发生不均匀沉降。

3.3 地质因素地质因素包括水的作用、复杂地质条件, 如地震

带、断裂带、滑坡及偏压等等, 是一些纵向裂缝和斜向裂缝产生的主要因素, 对隧道衬砌裂缝的产生有很大影响。纵向裂缝和斜向裂缝大多数出现在进出口处, 由偏压、滑坡、水的作用等造成的。

4 整治措施

碳纤维布粘贴施工工艺流程见图3

5 总结

本文详细的阐述了连拱隧道衬砌裂缝的特征及产生裂缝的过程和原因, 并根据衬砌裂缝的开裂程度与发展规律, 对隧道衬砌裂缝提出了合理的整治措施。

摘要:隧道工程中最常见的病害是隧道衬砌开裂, 衬砌开裂是隧道出现衬砌渗水的主要原因, 而防水措施是连拱隧道施工中的一个难点, 因此对衬砌裂缝产生的过程和原因以及裂缝病害的特征研究显得十分重要。

关键词:连拱隧道,衬砌裂缝

参考文献

[1]吴启勇.连拱隧道衬砌裂缝病害特征与处治技术研究.长安大学申请硕士学位论文, 2005.5.

裂缝病害原因 篇2

关键词:箱梁裂缝,裂缝类型,加固处治

1 实例工程概况简述

广东省省内某高速公路项目高架桥全长共2.5km, 分两期先后施工, 其中K9+970.722~K10+752.51段上部结构采用12.85m~17m简支箱梁;K10+752.51~K11+498.00共745.5米段上部结构为9联钢筋砼连续箱梁, 最大跨径为24m。梁高统一为1.4m。

2 实例工程箱梁裂缝病害特点

经过委托专业检测单位技术状况检测, 该桥存在的主要病害为:普通钢筋混凝土箱梁腹板存在竖向裂缝及底板存在横向裂缝 (如下图所示) , 大部分箱梁底板的横向裂缝位于1/4~3/4跨径范围内, 少数箱梁的1/8~3/8跨径内也有横向裂缝, 箱梁底板横向裂缝宽度在0.10mm~0.20mm之间, 腹板裂缝宽度在0.15mm~0.50mm之间。箱梁腹板与底板裂缝相连形成“U”型或“L”型裂缝, 并有渗水结晶现象, 且在重车经过时, 较宽裂缝出现张开及闭合现象。

箱梁腹板与底板裂缝

3 病害维修方案研究选择

该高架桥一期工程段为简支箱梁, 二期工程段为连续箱梁, 箱梁开裂病害较为严重, 通过分析箱梁裂缝病害的发生规律, 箱梁裂缝产生的主要原因可能为: (1) 箱梁分底板、腹板、顶板浇注, 浇注时支架预压量偏低, 导致箱梁开裂; (2) 早期施工时混凝土不均匀收缩、箱梁内模过早拆除, 导致箱梁开裂, 在重载超载大量交通, 病害连续发展; (3) 裂缝的进一步发展, 降低结构刚度, 同时裂缝宽度较大, 容易诱发结构钢筋出现锈蚀现象, 引起结构进一步劣化。

基于以上思路采取的处治措施如下: (1) 对裂缝宽度<0.15mm的裂缝采用涂刷环氧树脂胶进行封闭处理, 对裂缝宽度≥0.15mm的采用压力灌注环氧树脂胶来修补裂缝; (2) 根据对原结构的分析计算, 原结构承载能力均满足85规范及04规范设计要求, 但鉴于该高架桥一期段简支箱梁安全系数 (1.15) 偏低及高速公路超载现象问题, 对该高架桥一期工程段开裂较为严重的简支箱梁粘贴碳纤维布补强处理, 适当提高结构的安全储备。

4 病害维修维修加固措施实施

4.1 裂缝灌浆处理的施工方法和验收:

4.1.1 工艺流程:

基底清扫→标注注胶底座的位置→配置灌缝用环氧树脂→封闭裂缝→粘接注胶底座→注入灌缝材料→养护→结构表面处理。

4.1.2 工艺要点:

(1) 裂缝的检查和确认:仔细检查裂缝情况, 确定其长度和宽度, 在裂缝附近沿裂缝划出标记线, 并标明裂缝长度和宽度。用钢丝刷反复刷裂缝左右5cm范围内的混凝土表面, 尤其是注胶底座粘贴面周围的油污清除干净直至其表面浮浆脱落; (2) 所有灌胶裂缝必须使用高压空气吹洗干净, 使其不让灰渣阻塞, 之后沿裂缝从上而下将两边30mm~40mm范围内的灰尘、浮浆用小锤、手铲、毛刷依次处理干净, 将构件表面整平, 凿去突出部分, 然后用丙酮清洗, 清除周围的油污, 清洗时应注意不要将裂缝堵塞; (3) 根据裂缝的宽度和长度将注胶底座按标注位置顺裂缝粘贴在裂缝表面, 先在裂缝的首尾各设一个, 中间根据裂缝宽度以不大于35cm间距布设, 裂缝分岔处应布设, 缝宽则疏, 缝窄则密。将注胶底座的底部涂上已配好的粘接胶, 在已经确定好的底座位置上粘贴和固定底座, 并适当用力下压底座, 使底部粘接胶部分溢出, 包住注胶底座边缘, 以免注射时注射胶流失; (4) 用封缝胶将注胶底座之间的裂缝完全封闭, 其厚度≮1mm, 宽2~3cm。封缝胶泥必须连续, 作好段与段之间的搭接, 防止漏封。然后在注胶底座上粘贴表示橡胶膨胀限度的纸条; (5) 气密性检查, 用胶泥封好缝口后, 在灌浆前必须先进行气密性检查, 其方法为: (1) 将输气管与最低位置的压浆嘴连接, 拔除所有压浆嘴口塞, 输入不大于0.4MPa的无油压缩空气; (2) 相邻嘴排气时逐个塞紧口塞, 同时沿缝附近涂刷肥皂水检漏; (3) 若有气泡冒出, 表明该处漏气, 用粉笔作好标记; (4) 对漏气的区域用胶泥重新封闭, 待达到强度后再一次进行气密性检查, 直至不在漏气为止; (6) 裂缝灌胶, 按一个人进行灌注时, 一次用量为500~1000g进行树脂称量, 灌缝时用0.2MPa的无油压缩空气为动力缓慢灌胶, 当相邻压胶嘴不夹气冒胶时关闭该阀, 逐一冒胶逐一关闭, 直至最后一个阀门关闭, 注意灌缝胶的可灌时间; (7) 向注胶底座内灌胶, 直至弹性橡胶膜膨胀至限高纸条处; (8) 当弹性橡胶内树脂不足时, 表示应进行补充灌注, 直至达到预估灌缝树脂用量或橡胶膜内树脂不再减少; (9) 当封缝胶固化6小时 (25℃) ~24小时 (25℃) 后就可拆除固定基座, 并用砂轮机等将密封胶切去, 并加以磨平, 使混凝土构件表面平整。

腹板灌浆图片

4.1.3 检验和验收:

(1) 所有进场树脂材料, 符合质量标准, 并具有产品出厂合格证, 其各种性能指标及技术参数应符合本工程加固设计要求, 适合现场温度、湿度条件; (2) 树脂材料应阴凉密闭储存, 不得直接日晒或雨淋; (3) 各工序施工质量, 由工长负责指导、监督。每一道工序完成后督促操作小组自检, 确认合格后报请技术员检查, 得到认可后才能进行下道工序, 否则必须返修, 直至合格为止。灌缝及封缝前后, 由技术人员请业主代表或监理人员检查, 做灌缝及封缝数量与质量的签认; (4) 注胶底座的粘结间距为:裂缝宽度在0.15mm以下时, 底座间距为200mm~300mm;裂缝宽度在0.15mm以下上时, 底座间距为300mm~350mm; (5) 封缝胶涂得太薄或太窄, 均容易造成灌缝树脂的泄漏, 因此, 封缝胶的涂抹宽度应以2~3cm, 厚度2mm为宜; (6) 为确保固化, 封缝胶至少应养护12小时以上; (7) 当弹性橡胶膜内树脂不足时, 应进行补充灌注, 补充注入的灌胶控制时间一般为15~20分钟, 低温施工时, 该时间可适当缩短。超过此时间如橡胶球内树脂无继续渗入的趋势, 则视为裂缝已灌注饱满; (8) 在灌缝过程中应严格控制质量, 灌缝结束后应检验灌缝效果。

4.2 裂缝宽度<0.15mm的裂缝表口采用涂刷环氧树脂胶进行封闭处理的施工方法和验收

4.2.1 工艺流程:

混凝土表面处理→洁净表面→环氧树脂胶泥封闭裂缝→在胶泥上涂刷一层环氧树脂胶液→养护→检查质量。

4.2.2 工艺要点:

(1) 用钢丝刷将裂缝周围的油污认真清除干净, 并将缝口表面2cm范围内的混凝土打毛; (2) 用吸尘器或酒精等将裂缝处的灰尘洗净、清除; (3) 使用丙酮等有机溶剂对准备封闭裂缝处进行清洁处理, 并使混凝土表面充分干燥; (4) 配制环氧树脂胶泥; (5) 将环氧树脂胶泥按规定比例称量准确后放置调和板上, 调和均匀, 一次调和量以可使用时间内用完为准; (6) 将拌和好的环氧树脂胶泥均匀的涂刮在构件表面裂缝处, 使其将裂缝完全封闭; (7) 环氧树脂胶泥封闭裂缝完毕, 待其固化后, 在胶泥表面涂刷一层环氧树脂胶, 以起到防护作用; (8) 封缝环氧树脂胶泥固化后, 要进行表面清理, 使表面平顺。

4.2.3 检验和验收:

(1) 封缝胶涂得太薄或太窄, 均容易造成灌缝树脂的泄漏, 因此, 封缝胶的涂抹宽度应以2~3cm, 厚度2mm为宜; (2) 为确保固化, 封缝胶至少应养护12小时以上。

5 结束语

从上述可以看出, 箱梁裂缝病害的出现, 从一定程度上对箱梁的结构安全带来了威胁。如果对检测发现的裂缝病害不加及时处治, 在时间推移下, 势必会加剧裂缝的发生程度, 甚至将引发出其它病害的出现。因此, 作为工程管理人员对该问题我们必须高度重视, 应根据裂缝的开裂程度采取必要的防治措施。本人相信, 只要及时进行处治加固, 裂缝的危害和数量将会得到有效控制。

参考文献

[1]《公路桥涵加固施工技术规范》 (JTG/T J23-2008)

裂缝病害原因 篇3

摘要:隧道工程中最常见的病害是隧道衬砌开裂,衬砌开裂是隧道出现衬砌渗水的主要原因,而防水措施是连拱隧道施工中的一个难点,因此对衬砌裂缝产生的过程和原因以及裂缝病害的特征研究显得十分重要。

关键词:连拱隧道 衬砌裂缝

0 引言

公路隧道在运营中常出现一些病害,如:渗漏水、衬砌开裂、隧道冻害和衬砌腐蚀等,其中最常见的病害是隧道衬砌开裂,衬砌开裂是隧道出现衬砌渗漏水的主要原因,而防水措施是连拱隧道中的一个难点,因此对衬砌裂缝的产生过程和原因以及裂缝病害的特征研究显得十分重要。本文详细分析了西汉高速公路黄花岭双联拱隧道衬砌裂缝病害特征及裂缝产生的过程和原因,并简单介绍了用碳纤维加固法对裂缝进行修补的施工工艺。

1 项目简介

西汉高速公路黄花岭双联拱隧道全长135米,为整体式隧道,隧道最大开挖宽度23.8米,最大开挖高度10米。隧道进口4米,出口3米,进洞位置较差,与山体呈30度斜交。一侧山势较高,另一侧山势较低,形成明显的自然偏压。隧道围岩为浅灰色花岗岩,粗粒结构,弱片麻状构造。其中:Ⅰ类围岩16米,Ⅱ围岩20米,Ⅲ围岩99米。围岩表层全风化成松散碎石土状全风化至全强风化层厚度较大,对隧道稳定性影响较大。围岩中节理发育,隧道附近发育一条断层,与之平行的节理贯通性好,规模大。裂隙水发育。施工中采用钻爆发施工,初期支护为锚喷支护结合钢拱架施工,二衬为45厘米C30钢筋混凝土,中隔墙为1.6m厚C30钢筋混凝土。

2 裂缝的调查统计

该隧道的病害主要是衬砌裂缝,可归纳为以下几种:①隧道衬砌沿中隔墙施工缝出现环向裂缝;②中隔墙沿施工缝出现竖向裂缝,由于中隔墙的单元长为8m,衬砌的单元长为10m,两者变形不协调,致使中隔墙开裂将衬砌拉裂,裂缝沿环向延伸长度不一;③隧道衬砌在拱肩两侧沿纵向出现较长裂缝,裂缝遍布隧道全长,有的裂缝从衬砌外部向衬砌内层倾斜延伸;④隧道北出口有两处在衬砌与中隔墙结合部渗水;⑤隧道北出口一字墙左侧渗水较多。对该隧道的调查以及统计得出如下的大致结果列于表1,并示于图1中。纵向裂缝,沿隧道纵轴展开,基本呈水平状。主要有以下几种展布状态:平直(基本成一直线)、起伏(基本直线,细部有弯曲起伏)、弧形(呈弧形弯曲)与分叉。环向裂缝,垂直于隧道轴线沿隧道衬砌环向展开,展布状态同纵向裂缝。本次调查中大部分的裂缝形状是弧形,部分属于起伏形。斜向裂缝,与隧道纵轴以及隧道横截面均有一定角度,展布状态同纵向裂缝。调查结果示于表2与图2中。

3 连拱隧道衬砌裂缝产生的过程和原因分析

混凝土在外力作用下会产生内力和变形。当承受荷载较低时,混凝土并不出现损坏迹象;当荷载逐渐增加到一定水平后,混凝土表面出现许多小裂缝;当荷载继续增加,这些裂缝会蔓延并贯通;当达到极限荷载时,混凝土会产生最终破坏。试件在加荷载过程中,裂缝的发展经历了裂缝微裂、临界扩展、失稳性断裂等几个阶段。隧道衬砌裂缝开展原因是复杂的、多方面的,裂缝发展形式不同,其产生的原因也不相同,主要因素如下:

3.1 施工因素 ①平行于隧道衬砌环,因施工质量与混凝土结构本身等因素出现裂缝。②受施工技术条件限制,施工质量管理松弛和不善,混凝土材料检验不力,施工配合比控制不严,水灰比过大,混凝土捣实质量不佳,拱部浇注间歇施工形成水平工作缝,混凝土模板不平等因素,修成的隧道衬砌在施工缝处产生裂缝,以及衬砌混凝土表面产生蜂窝麻面等衬砌质量不良,降低承载能力;③施工测量放线发生差错、欠挖、模板拱架支撑变形、塌方等原因,造成局部衬砌厚度偏薄或衬砌结构受力不对称,降低了衬砌承载能力;④由于施工方法和施工组织不当,在施工过程中各工序紧跟不上不能及时成环,如落中槽挖马口时拱部衬砌悬空段过长、支撑段长度过短,支撑的稳固条件和强度不足,都会造成不均匀沉降和拱脚内移,常在拱顶和拱腰处出现裂缝;⑤模筑混凝土衬砌拱背部位常出现拱顶衬砌与围岩不密贴的空隙,不及时回填密实,就形成拱腰承受围岩较大荷载,拱顶在一定范围存在空载,从而形成对拱部衬砌不利的“马鞍型”受力状态,正是导致拱腰内移张裂、相应拱顶上移、内缘受挤压等常见病害产生的荷载条件。

3.2 设计因素 ①隧道施工工序问题:现阶段的一般施工工序都是先易后难,先修建山坡外的隧洞,然后是修建山坡内的隧洞,这样当修建完山坡外的隧洞再修建山坡内的隧洞时,扰动产生的荷载都由中隔墙承担,对中隔墙的受力不利,所以中隔墙出的裂缝较多;②因围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当,造成衬砌结构与围岩实际荷载不相适应而引起衬砌裂缝病害;③隧道穿过偏压地段时,没有采用偏压衬砌;④隧道穿过断层破碎带、褶皱区等局部围岩松散压力或结构力较大的地段,衬砌结构没有相应地采取加强措施;⑤基底软弱和易风化围岩地段,未设可靠防水设施,混凝土铺底厚度及强度不足,使得隧道发生不均匀沉降。

3.3 地质因素 地质因素包括水的作用、复杂地质条件,如地震带、断裂带、滑坡及偏压等等,是一些纵向裂缝和斜向裂缝产生的主要因素,对隧道衬砌裂缝的产生有很大影响。纵向裂缝和斜向裂缝大多数出现在进出口处,由偏压、滑坡、水的作用等造成的。

4 整治措施

碳纤维布粘贴施工工艺流程见图3

5 总结

本文详细的阐述了连拱隧道衬砌裂缝的特征及产生裂缝的过程和原因,并根据衬砌裂缝的开裂程度与发展规律,对隧道衬砌裂缝提出了合理的整治措施。

参考文献:

[1]吴启勇.连拱隧道衬砌裂缝病害特征与处治技术研究.长安大学申请硕士学位论文,2005.5.

沥青路面裂缝病害原因及治理措施 篇4

2010-10-13 15:28 来源于网络 【大 中 小】【打印】【我要纠错】

1、裂缝的表现形式

沥青路面的开裂原因是多种多样的,主要有横向、纵向、网状和反射裂缝等。

1.1横向裂缝表现

裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,有时伴有少量支缝,缝长有的贯穿整个路幅,有的贯穿部分路幅,裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。

1.2纵向裂缝表现

裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状,影响行车舒适性。

1.3网状裂缝表现

裂缝纵横交错,将面层分隔成若干多边形的小块,一般缝宽1mm以上,缝距40cm以下。是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝。

1.4反射裂缝表现

基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝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,裂缝形式不一,主要取决于下卧层。

2、裂缝产生的原因分析

引起沥青路面开裂的原因很多,大体可分为三种:(1)由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时,产生的开裂称之荷载型裂缝。(2)由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝。(3)经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起,称为沉降裂缝,尽管沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。

2.1横向裂缝

(1)沥青面层的自身温缩开裂;(2)半刚性基层的开裂反射到沥青面层;(3)某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;(4)面层施工时,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良;(5)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。

2.2纵向裂缝

(1)填方材料和填方的不均匀性,以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降,特别是经过雨水浸泡后,路基强度有所下降,沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝;(2)施工时,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;(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;(4)拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂;(5)边坡值小于设计值,边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。

2.3网状裂缝

(1)路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,使路面的承载能力下降形成的裂缝;(2)沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低,抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长,拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长,使沥青变硬,对拉应变敏感而产生的裂缝;(3)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的裂缝;(4)行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝;(5)外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂。

2.4反射裂缝

基层反射裂缝是由温度收缩和干燥收缩变形引发所致。曝露时间、失水率、级配和水泥剂量对干缩性能有影响,降温时间、温度、级配和水泥剂量对温缩性能有影响。

3、预防措施

3.1横向裂缝

(1)对基层进行处治。采取防裂措施,及时对基层进行养生以减少前期开裂,及时铺筑沥青面层或浇洒透油层以减少裸露时间,减少基层横向干缩性开裂。(2)桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理。沉降严重地段,事前应按软土地基处理。(3)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。优先考虑采用优质沥青。(4)合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,然后用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化;铲除敷贴料,对缝壁涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。(5)充分压实横向接缝。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,再改为纵向碾压。

3.2纵向裂缝

(1)路基填筑时,使用合格的填料,并进行分层压实,同时正确放坡,高填方段放缓边坡,减少边坡深度。(2)面层施工时,尽量采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,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。前后幅相接处为冷接缝时,应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除碎料后,宜用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化,然后铲除敷贴料,并对侧壁涂刷粘层沥青,再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。(3)沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度需达到要求,宜采用T型搭接。(4)拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致或稍厚。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。

3.3网状裂缝

(1)沥青原材料质量和混合料质量严格按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求进行选定、拌制和施工。尽量采用低温变形能力高的优质沥青。(2)控制好半刚性基层的施工质量,有条件的可以采用沥青碎石柔性基层,以缓解网裂的程度。(3)沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,喷洒好透层油。(4)沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下的良好连接;并从设计施工养护上采取措施有效地排除雨后结构层内积水。(5)路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的水泥稳定类材料。

3.4反射裂缝

(1)采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。(2)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,压实度和强度不足,造成强度裂缝。(3)对分段施工的基层,在碾压时,应预留3~5m混合料暂缓碾压,待下段混合料摊铺后一起碾压,以利于衔接。对于分层碾压的基层,上下层的接头应错开3~5m,以减少出现裂缝的机会。(4)合理选择混合料的配比,控制细料数量;重视结构层的养护,并及早铺筑上层或下封层以利于减少干缩裂缝。(5)在旧路面加罩沥青路面结构层前,可铣削原路面后再加罩,或采用铺设土工布、土工隔栅后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。

4、治理措施

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