公路沥青路面裂缝 毕业论文.doc

公路沥青路面裂缝随着高等级公路的大量修建，半刚性类材料以其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建设中得到了广泛的应用，并在公路建设中越来越占有特俗的重要地位。然而，半刚性材料的缺点在于抗变形能力低，在温度、湿度变化时易产生裂缝，当沥青面层较薄时易形成反射裂缝，沥青路面本身易产生低温裂缝，沥青路面一旦出现裂缝，有可能导致路面结构性破坏，影响路面的使用功能。一.沥青路面裂缝的各种形式 1. 1 横向裂缝 （1）表现形式。裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整幅路面,也有的贯穿部分路面。 （2）产生原因。a. 施工缝未处理好,接缝不紧密,造成不同部位结合不良,从而导致横向裂缝产生。b. 所使用的沥青质量没有达到适用于本地区施工气候条件和使用要求的技术标准,致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力(应变) 大于沥青混凝土的抗拉强度(应变) ,产生横向裂缝。c. 半刚性基层收缩裂缝引起的反射裂缝。由于半刚性基层水泥剂量、施工质量等综合因素使基层产生收缩裂缝,反射到面层并以横向裂缝形式表现出来,裂缝间距一般为4 m6 m左右。d. 桥梁、涵洞或通道等结构物两侧的回填部分没有按照要求进行施工,处理不得当,从而产生固结或不均匀沉降,导致路面产生横向裂缝。 1. 2 纵向裂缝 （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）产生原因。a. 前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求进行认真处理,结合不紧密而相互脱离,产生纵向裂缝。b.路基填筑使用了不合格材料,导致路基吸水膨胀引起路面开裂。c. 边坡坡度小于设计值,路基边坡压实度不足产生滑坡。d. 加宽段没有按照规范要求进行施工,压实度达不到要求,从而造成加宽部位沉降,产生纵向裂缝。 1. 3 网状裂缝 （1）表现形式。裂缝纵横交错,缝宽在1 mm以上,缝间距离在40 cm以下,裂缝面积在1以上。 （2）产生原因。a. 纵向裂缝和横向裂缝出现后,继续扩展形成网状裂缝。b. 沥青的性能差,延度低,抗裂性能差产生裂缝。c.沥青混合料质量差,拌合温度过高,沥青老化,导致混合料抗变形能力降低而产生裂缝。d. 路面结构中含有软弱夹层或泥灰层,粒料层松动,水稳定性差。e. 沥青层的厚度不足,层间粘结性差,水分渗入,加速了网状裂缝的形成。f . 沥青路面总体强度不足,在损坏初期形成网裂,日后裂缝逐步扩展,缝间距缩小。 1. 4 反射裂缝 （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,裂缝将逐渐反射到路面表面层,路表面裂缝的形状位置与基层裂缝基本一致。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,主要取决于下承层。 （2）产生原因。a. 由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。b. 在旧路面上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝,由于温度的变化,继续拉开,从而使新铺层在旧裂缝处断开。c. 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压力,从而产生开裂,反射到沥青面层形成裂缝。 1. 5 不规则裂缝 （1）表现形式。裂缝形式不规则,俗称“鸡爪缝”。 （2）产生原因。这种裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的。其原因可能是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。也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,尤其在融雪期间冻融交加,加剧了路面的破损。沥青老化也是导致沥青面层形成不规则裂缝的原因之一。：二.沥青路面开裂的防治方法 路基是路面的基础，路基工作区又是路基承受行车荷载影响较大的深度区域，该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降，使路面产生开裂。因为，必须采取有效措施处理好影响路基工作区稳定性和强度，最大限度地减少路基完工后沉降量。路基工作区的强度主要在填筑过程中形成的，必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土；其次选用含砾、砂低液限粘土；再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。在路基、路面设计时，车辆荷载是按标准额定轴载（bzz-100）考虑的，公路路基成型后，路基工作区的深度就固定成型了。公路交付使用后，当公路上车辆超载运行时，路基工作区的深度必会随之加大。由于超载的缘故，路基工作区的实际深度超出了预设深度，这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、刚度明显不足，在实际使用中，路基、路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。因此，面对当前公路超载现象十分普遍的情况，建议在路基施工时，路基工作区的控制深度最好大于路基工作区的设计深度，以防患于未然。 压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制，使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中要插杆挂线，每层松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达不到规定值的要加压处理或推除重填。降低地下水是提高路基强度的重要措施，路面底下80cm路床是路基的关键部位，它直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度和稳定性。如果开挖路床后发现底下渗水，不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质差的地段要进行换填处理，确保基强度和稳定性。2.1修筑防裂路面 有关实践证明，面层及射裂缝受沥青面层厚度的影响比较明显。厚度超过15cm的沥青面层可以有效地防止路面拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。国外资料介绍，在贫混凝土上铺筑10cm的沥青面层后，其在反射裂缝形成前可累积通过标准轴载1010次。如果沥青面层加厚到15cm，则可通过2010次。如沥青面层加厚到17.5cm，则可放心使用。2.2选择防裂性能好的材料 选用好的防裂材料也是预防沥青路面产生裂缝的关键之一，在采取此种技术手段时，应注意以下几个问题： （1）选取用抗冲刷能力好、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。 （2）选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标，在缺少优质的情况下，应添加一些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。 （3）在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作面层。经查阅有关资料，美国和英国研究表明，在沥青砼中使用较软的沥青，可以阻止低温收缩及高温疲劳两种作用机理引起的路面裂缝扩展。 （4）应尽量采用密实型沥青砼面层，空隙率对面层的疲劳寿命影响很大，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时延缓了裂缝的扩展。 （5）沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗剥落剂或灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时，应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。 （6）沥青混合料的级配也是一项重要因素，在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性、疲劳性能和低温抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。 （7）在条件允许的情况下，可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石（sma）混合料和采用改性沥青。sma混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗车辙性，使用寿命长等优点，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。 （8）用橡胶沥青或聚合物改性沥青作沥青砼表面的封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。2.3设置应力吸收层 设置应力吸收层也是预防沥青路面裂缝的重要措施之一，在应用该技术时，也应该注意以下几个问题。 （1）基层与面层之间可铺橡胶沥青中间层，预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层，使粘度沥青砼层等，这些中间层可以均匀吸收路基反射上来的应力。 （2）采用应吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子。吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好，因此，在选用应力薄膜时，应选用低模量、高韧性、大变形率的材料。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹性模量都较低，变形率较大，不存在低温脆裂问题，效果更佳。 （3）采用土工格栅来为沥青路面结构加筋，能在一定程度上控制路面车辙，反射裂缝和疲劳裂缝的产生。 （4）铺设橡胶沥青吸收膜。橡胶沥青吸收膜是用疲橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后，施于面层中间形成的一薄膜，试验结果表明，此应力吸收层在面层中间具有非常好的应力吸取效果。2.4半刚性基层新的预开裂技术 在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5cm，内填沥青砂或沥青乳液。切割填充沥青砂或沥青乳液后快速封闭，然后以正常方式碾压该层，其目的就是预先制造更直、更多规则间距的裂缝（通常间距为23cm），这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速恶化减缓裂缝贯穿沥青层。（1）是一经发现裂缝后应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。对于较小的很像裂缝和纵向裂缝,缝宽在6mm以内,宜将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹去尘土后,可用灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理;缝宽大于6mm的,将裂缝内杂质处理干净后,用沥青砂或细粒式沥青混凝土填充、捣实,并用烙铁封口,撒砂,扫匀;也可以采用乳化沥青混合料填封。 （2）是轻微龟裂可采用刷油法处治,或进行小面层喷油封面,防止渗水扩大裂缝;大面积龟裂、网裂采用加封层或沥青表面处理。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。（3）是碾压中出现微裂缝,可在终碾前,用轮胎碾进行复压,消除裂缝。（4）是因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损,应处理路基或基层,然后在修复路面。随着我过经济的飞速发展，高等级的公路也在不断增加，怎样更好养护沥青公路和预防沥青路面出现的一系列问题显得尤为突出，这不但影响公路承载量和交通安全，同时也是一笔经济帐，如何延长高等级沥青公路的使用寿命