沥青路面产生裂缝的原因及预防措施论文.doc

论文 设计 题目 沥沥青青路路面面裂裂缝缝产产生生的的原原 因因及及预预防防措措施施 撰写日期 2011 年 5 月 摘摘 要要 沥青路面建成后 不论其基层是柔性的还是刚性的 都会产生各种形式的裂缝 裂缝是沥青路面的主要病害之一 根据裂缝分布情况 大致可以分为纵向裂缝 横 向裂缝 网状裂缝和反射裂缝四种 在沥青路面使用初期 沥青路面主要产生纵向 裂缝和横向裂缝两种 这些裂缝对沥青路面的使用性能无明显影响 但随着表面雨 水的渗入 在行车荷载的作用下 使处于裂缝状态下的路面病害日趋严重 特别是 裂缝附近的土基含水量加大 甚至饱和 都会严重影响公路的使用性能 随着国民 经济的快速发展 我国公路建设也发展迅速 这给国民经济的持续增长带来很大益 处 但是道路病害也日益增多 道路裂缝病害就是其中之一 给道路的正常使用带 来很大麻烦 针对此种状况 本人在该文中重点介绍了公路沥青路面裂缝的几种常 见形式 系统分析了裂缝产生的原因 并相应地提出了裂缝的防治措施 为以后的 公路路面裂缝处治提供成功经验 从而最大限度延长公路的使用寿命 确保公路畅 通无阻 1 关键词 关键词 路面 裂缝 原因 措施 Abstract After the completion of asphalt pavement regardless of their grass roots level is the flexible or rigid will have various forms of fracture fracture is one of the main diseases of asphalt pavement According to the distribution of cracks can be divided into longitudinal cracks transverse cracks and cracks in the three network Early in the asphalt pavement asphalt pavement mainly produces two kinds of longitudinal cracks and transverse cracks These cracks on asphalt pavement performance had no significant effect But with the infiltration of surface water under the effect of the traffic load the cracks in the pavement condition worsening disease particularly in the vicinity of the crack increased water content of the soil base and even saturated With the rapid development of highway construction in China is also developing rapidly the continued growth of the national economy that has brought significant benefits but the disease is also increasing the road the road Crack is one of them brought to the normal use of the road big trouble For this 2 situation I highlighted in the article a few cracks in asphalt pavement common form the system analyzes the causes of cracks and cracks in the corresponding control measures proposed for the future of the road surface to provide successful experiences Crack Treatment To maximize the life of roads to ensure smooth highway Key words pavement crack reason measures 目录目录 1 1 引言引言 5 5 2 2 沥青混凝土路面裂缝类型沥青混凝土路面裂缝类型 6 6 3 3 裂缝形式产生原因现象裂缝形式产生原因现象 6 6 4 4 横向裂缝横向裂缝 7 7 4 1 表现形式 7 4 2 横向裂缝总体论述 7 4 3 引起横向裂缝的原因 7 4 3 1 基层反射裂缝 7 4 3 2 沥青混凝土的温缩裂缝 7 4 3 3 差异沉降引起横向裂缝 8 4 3 4 基层施工引起横向裂缝 8 4 4 横向裂缝的预防措施 8 3 4 4 1 选择合适的基层材料 8 4 4 2 设置一层弹性模量低 韧性好的材料 8 4 4 3 选取适用的沥青类型 8 4 4 4 桥涵两侧台背应选用石灰稳定砂砾填筑 9 4 4 5 应减少冷接缝 9 5 5 纵向裂缝纵向裂缝 9 9 5 1 纵向裂缝产生的原因 9 5 1 1 地基原因 9 5 1 2 路基施工原因 9 5 1 3 渗水原因 10 5 1 4 纵向沟槽回填土压实不够引起纵向裂缝 10 5 1 5 半填半挖断面挖填交界处沉降不一引起纵向裂缝 10 5 1 6 面层施工引起纵向裂缝 10 5 2 纵向裂缝的预防措施 10 5 2 1 地基处理 10 5 2 2 选用填料 10 5 2 3 设截水沟 排水沟 10 5 2 4 回填土应分层填筑 压实 10 5 2 5 半填半挖路段的填方路基填料挖方路基一致 10 5 2 6 一次摊铺 10 6 6 网状裂缝网状裂缝 1111 6 1 网裂产生的原因 11 6 1 1 结构设计不合理 11 6 1 2 未及时灌缝 11 6 1 3 受沥青老化和超载的影响 11 6 1 4 强度不足 11 6 2 网裂的预防措施 11 6 2 1 做好交通调查和预测工作 11 6 2 2 采取灌溉措施 11 6 2 3 必须加强治理工作 防止超重车辆对路面的破坏 12 4 6 2 4 喷洒沥青 12 7 7 反射裂缝反射裂缝 1212 7 1 表现形式 12 7 2 反射裂缝产生的原因 12 7 3 预防措施 12 8 8 结束语结束语 1212 参考文献参考文献 1313 致致 谢谢 1414 1 引言引言 改革开放以来 我国建成的高速公路中 绝大部分是沥青路面 在已经建成的 高速公路沥青路面中 大部分路面的使用状况是比较好的 不过 我们也清楚地认 识到 由于我国高速公路的建设起步晚 技术储备较少 经济基础较差 以及我国 的气候和交通荷载条件恶劣 车辆超载严重 优质的道路石油沥青缺乏等原因 部 分高速公路沥青路面的建设水平并不如人意 甚至发生了通车头几年就不得不大规 模维修车辙 开裂 泛油 坑槽等早期损坏的现象 如何预防高速公路的早期损坏 是一个重要的研究课题 我国沥青路面结构有其自身的特点 这是我国国情决定的 是公路建设发展历史的必然结果 但是 近年来 由于沥青路面具有表面平整 坚 实 无接缝 行车舒适 易于养护等诸多优点 使公路的服务水平有了极大的改观 大幅度提高了公路运输能力 缓解了经济社会发展对公路运输的压力 但国民经济 的高速发展 道路交通量日益增大 车辆大型化且严重超载 使公路路面面临严峻 考验 许多高等级公路沥青路面建成后通车不久 便发生较为严重的早期破损现象 5 于是荷载问题无法在短期内根除 加上沥青路面受各种因素的综合作用而产生不同 形式的裂缝 导致公路路面损坏 降低了公路的运输能力 缩短了公路的使用寿命 对于提高公路运输能力及使用寿命 提高投资效益 加快社会发展 具有重要意义 但沥青路面的裂缝是甚是严重 沥青路面裂缝问题是公路工程质量的通病之一 其 中网裂 龟裂 纵缝 横缝等 其原因是多方面的 有执行标准 设计 施工方面 的原因 有交通量迅猛增加的原因 有原材料质量的原因 这里通过生产实践过程 积累的经验 针对各种导致路面破坏的各种原凶简要阐述预防措施 该文对沥青路 面裂缝的种类及原因进行了较详细的分析 并有针对性的提出了预防沥青裂缝的措 施 2 沥青混凝土路面裂缝类型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 另一种 是非荷载型裂缝 两种类型的裂缝分别通过横向裂缝 纵向裂缝 网裂反射裂缝等 形式表现出来 3 裂缝形式产生原因现象裂缝形式产生原因现象 沥青路面的开裂表现形式是多种多样的 主要有横向 纵向 网状和反射裂缝 横向裂缝现象为 裂缝与路中心线基本垂直 缝宽不一 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 横向裂缝中的唧浆导致裂缝两 侧凹陷 桥头跳车处的路面横向裂缝 在路面积水的作用下加速跳车发展的速度 同时会对路基造成冲刷 纵向裂缝现象为 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 网状裂缝现象为 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 网状裂缝导致公路沥青路面松散或坑槽 严重影响公路 沥青路面的综合服务水平 反射裂缝现象为 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 6 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 4 横向裂缝横向裂缝 4 1 表现形式表现形式 与道路中线近于垂直的裂缝 有时伴有少量支缝 横向裂缝多由路基 基层裂 缝的反射或由路面低温收缩造成 最初多出现于路面两侧 逐渐发展形成贯通路幅 横缝 4 2 横向裂缝总体论述横向裂缝总体论述 1 沥青面层的自身温缩开裂 2 半刚性基层特别是水泥稳定碎石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 4 3 引起横向裂缝的原因引起横向裂缝的原因 横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的 4 3 1 基层反射裂缝基层反射裂缝 目前 我国高速公路广泛采用以二灰或二灰土等为底基层 二灰碎石为基层的 半刚性沥青路面 据调查 在半刚性基层路面的沥青面层上产生横向裂缝是极为普 遍的 也是不可避免的 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下降而发生低温收缩开裂 由于基层与沥 青层的粘结 这两种收缩变形使沥青面层底面承受拉力 如面层较薄当拉力超过沥 青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂温湿的循环变化及行车荷载的反复作用 而导致沥青面层底面裂缝沿竖向向上扩展到路表 从而形成沥青路面横向裂缝 从 现场取样看 面层裂缝与基层裂缝上下贯通 且上宽下窄 4 3 2 沥青混凝土的温缩裂缝沥青混凝土的温缩裂缝 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 渐变脆变硬 并发生收缩变形 当收缩拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时 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 这种温缩裂缝 7 在北方温差较大地区初冬一般宽度为 3 5mm 到严冬可加宽到 10 20mm 而春季则又 缩回 4 3 3 差异沉降引起横向裂缝差异沉降引起横向裂缝 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或构造物台背与路 段交界处 因地基与地基或路基与构造物差异沉降错位 导致基层的剪裂 并反射 到沥青面层 形成横向裂缝 这种横向裂缝类似于基层反射裂缝 但往往是路面横 向全幅贯通 这种横向裂缝在软基分布比较广泛及构造物众多的水网地区的高速公 路上较为多见 4 3 4 基层施工引起横向裂缝基层施工引起横向裂缝 施工缝未处理好 沥青面层前后幅摊铺冷热接缝处未按有关规定要求认真处理 结合不紧密而脱开 或碾压不密实 4 4 横向裂缝的预防措施横向裂缝的预防措施 4 4 1 选择合适的基层材料选择合适的基层材料 使用抗裂效果较好的基层材料 合理选择混合料的配比 严格控制细集料含量 和粘结料用量 基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压 防止碾压时含水量 过小 压实度和强度不足 应采用塑料薄膜覆盖养生 并及早铺筑上面层 以减少 干缩裂缝 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 上下层的街头应错开 3 5m 以减少出现裂缝而定机会 4 4 2 设置一层弹性模量低 韧性好的材料设置一层弹性模量低 韧性好的材料 在沥青面层和半刚性基层之间设置一层弹性模量低 韧性好的材料作为应力吸 收层以吸收半刚性基层裂缝 目前这种方法是国内外工程实践中用得较多的一项工 程措施 4 4 3 选取适用的沥青类型选取适用的沥青类型 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 或采用进口优质沥青或改性沥青 使沥青混合料的自身低温抗裂性 能较好 控制沥青用量 精选矿料 选择合理级配 或使用纤维等添加剂 减少横 向裂缝发生 8 4 4 4 桥涵两侧台背应选用石灰稳定砂砾填筑桥涵两侧台背应选用石灰稳定砂砾填筑 桥涵两侧台背填料应选用石灰稳定砂砾填筑 并充分压实 接近台背压路机不 能靠近的地方应改用电行夯实或进行加固处理 沉降严重地段 事前应进行软土地 基处理 4 4 5 应减少冷接缝应减少冷接缝 铺筑沥青面层 摊铺作业应连续进行 减少冷接缝 前后幅相接处为冷接缝时 应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐 清楚碎料 然后用热混合料敷贴接缝处 使其预热软化后铲除敷贴料 对缝壁涂刷 0 3 0 6kg m2 粘层沥青 再铺筑新混合料 新旧横向裂缝应在混合料较高温度下碾压 并充分压实 碾压时 压路机应先在以 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 知道 压路机全部在新铺层为止 再改为纵向碾压 5 纵向裂缝纵向裂缝 纵向裂缝的形式有两种 一种主要发生在紧急停车地带或路肩部位 其形状呈 圆弧形 裂缝沿路肩边缘向内逐步变宽 这种裂缝容易使路基发生滑移 危险性很 大 另一种是发生在行车道部位 多为纵向条带状 裂缝两端未延伸到路堤边缘 5 1 纵向裂缝产生的原因纵向裂缝产生的原因 5 1 1 地基原因地基原因 有些纵向裂缝路段所处地基属软土地基 或丘陵低洼 河谷处 长期受水冲蚀 天然含水量较高 在设计或施工时未做特别处理 在高填土后 地基出现不均匀沉 降 造成路面纵向开裂 有些软土地基虽做了换填或加固处理 河谷 水塘清淤处 理 但加固不彻底或回填材料控制的不好 也会因不均匀沉降造成路面开裂 5 1 2 路基施工原因路基施工原因 路基施工时天气干燥 土块含水量不够 局部路堤填料粘土土块粉碎不足 致 使路基压实不均匀 暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压 致使路基边缘压实度不够 有些停车道与行车道拼接段不同步施工 且拼接处理不 好导致路基沉降不均匀 5 1 3 渗水原因渗水原因 中央分隔带 路表 边坡等渗水 使局部路基受水浸泡后强度降低 在动静荷 载的作用下 路基滑动产生的裂缝 另外 9 填料若为弱膨胀土 如施工中忽视未做处理 渗水后含水量变大 也会导致裂缝产 生 5 1 4 纵向沟槽回填土压实不够引起纵向裂缝纵向沟槽回填土压实不够引起纵向裂缝 5 1 5 半填半挖断面挖填交界处沉降不一引起纵向裂缝半填半挖断面挖填交界处沉降不一引起纵向裂缝 5 1 6 面层施工引起纵向裂缝面层施工引起纵向裂缝 沥青混合料铺筑时未全幅施工 左右幅摊铺冷热接缝处未按有关规范要求认真 处理 结合不紧密而脱开 或碾压不密实 5 2 纵向裂缝的预防措施纵向裂缝的预防措施 5 2 1 地基处理地基处理 预防纵向裂缝产生的主要措施是处理好地基 地基低洼处或含水量高的地段 可设盲沟或渗沟排水 对软土地基进行砂卵石换填处理 或设石灰砂桩确保地基的 强度和稳定 5 2 2 选用填料选用填料 路基填料应尽可能用砂性土 路基应分层填筑 分层压实 同一水平层用同一 种填料 边部应超宽填筑 30cm 保证足够的压实度 同一断面全幅路段应同步施工 5 2 3 设截水沟 排水沟设截水沟 排水沟 路堑边坡或填方坡角处设截水沟 排水沟将水引出路基以外 防止地表水渗入 路基 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 5 2 4 回填土应分层填筑 压实回填土应分层填筑 压实 沟槽回填土应分层填筑 压实 压实度须达到设计要求 如无符合质量要求的 回填土来源或压实度有困难时 可采用砂砾石或有自硬性的高钙粉煤灰或焖钢渣填 筑 5 2 5 半填半挖路段的填方路基填料挖方路基一致半填半挖路段的填方路基填料挖方路基一致 半填半挖路段的填方路基填料须与挖方路基一致 填方横断面坡度大于 1 5 时 应挖成台阶 台阶宽度不小于 2m 填方路基应密实 稳定 压实度应达到设计要求 5 2 6 一次摊铺一次摊铺 沥青面层施工宜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 前后幅相接处为冷接缝时 应先 10 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 清楚碎料后 宜 用热混合料敷贴接缝处 使其预热软化 然后铲除敷贴斜 并对侧壁涂刷 0 3 0 6kg m2 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 另外应注意上 下层的施工纵缝应错开 15cm 以上 6 网状裂缝网状裂缝 裂缝纵横交错 缝宽在 1mm 以上 缝间距离在 40mm 以下 裂缝面积在 1m 以上 6 1 网裂产生的原因网裂产生的原因 6 1 1 结构设计不合理结构设计不合理 路面结构设计不合理 沥青混合料配合比不当空隙率大 路面水渗入面层引起 的水损坏 或沥青混合料在拌合或摊铺过程中不均匀 粗集料离析 使沥青与石料 粘结性差形成网裂 6 1 2 未及时灌缝未及时灌缝 路面出现横向或纵向裂缝后未及时灌缝 致使水分渗入下基层 使基层表面被 泡软 在汽车荷载的反复作用下 粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆 基层表面被逐步掏空 在行车作用下油面受压底部被拉裂 并逐渐延伸至路表 形 成网裂 6 1 3 受沥青老化和超载的影响受沥青老化和超载的影响 沥青老化和汽车的严重超载 在碾压和剪切冲击作用下 使面层产生疲劳破坏 形成网裂 6 1 4 强度不足强度不足 路基路面总体强度不足 在损坏初期形成网裂 日后裂缝逐渐扩展 缝距缩小 形成龟裂 6 2 网裂的预防措施网裂的预防措施 6 2 1 做好交通调查和预测工作做好交通调查和预测工作 沥青路面设计前应做好交通量检查和预测工作 严格按照 沥青路面设计规范 的要求进行路面结构层设计 路面结构层厚度 强度和级配总体应满足当地交通荷 载和设计使用年限的使用要求 11 6 2 2 采取灌溉措施采取灌溉措施 路面出现纵横向裂缝后应立即采取灌溉措施 及时有效的治理 防止路表水渗 入基层 发展为网裂甚至发展到路面龟裂 坑槽等严重病害 6 2 3 必须加强治理工作 防止超重车辆对路面的破坏必须加强治理工作 防止超重车辆对路面的破坏 6 2 4 喷洒沥青喷洒沥青 沥青面层铺筑前应在基层上喷洒 0 5 1 0kg m3 洒透层沥青 沥青面层各层应满 足最小施工厚度的要求 如不能保证上下层的连接施工 各层间宜喷 0 3 0 6kg m3 粘层沥青 7 反射裂缝反射裂缝 7 1 表现形式表现形式 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 路面哦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 对于柔性路面加盖的沥青结构层 裂缝形式不一 主要取决于下成层 7 2 反射裂缝产生的原因反射裂缝产生的原因 1 在已经开裂的旧沥青 旧水泥路面加铺沥青面层 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 有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 7 3 预防措施预防措施 1 在旧有路面上加铺沥青面层 最好先铲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 075m