公路沥青路面裂缝的预防和处理.doc

吉林大学远程教育 本科生毕业论文（设计） 中文题目:沥青混凝土路面裂缝的预防和处理学生姓名:马连斌 专业:土木工程层次年级:2011秋 学号:21133302080003指导教师:郑传峰 职称:讲 师学习中心:辽宁教育人才培训中心 成绩: 2013年 9 月17 日吉林大学远程教育2011秋本科生毕业论文（设计）摘 要俗话说：“要想富，先修路”，可见要想发展经济必先解决交通问题，而公路网建设是交通的重要组成之一，四通八达的公路网不仅为经济发展助力，同时也是一个国家文明发达的象征，因此公路网的建设对一个国家的发展具有重要的战略意义。在我国公路90%以上是沥青混凝土路面，沥青混凝土路面具有平整度好，噪音低，施工和维护方便而被广泛采用。而公路使用一段时间后总是出现裂缝，坑槽，拥包等病害，其中由于温度变化，材料质量等原因而影响到沥青路面面层，使面层大量出现裂缝，这些裂缝如果不及早防治和处理，裂缝会逐渐加大，影响行车安全，降低公路整体使用寿命。因此研究公路沥青混凝土路面裂缝的防治和处理措施，提高公路沥青路面使用寿命等具有重要的经济意义，同时也是科研和各级公路养护部门比较关注的热点问题。关键词：沥青路面裂缝的防治 处理措施 目 录一、公路沥青路面裂缝的类型1二、公路沥青路面裂缝产生的原因分析及预防措施11.横向裂缝12.纵向裂缝23.网状裂缝34.反射裂缝4三、公路沥青路面裂缝的处理措施51.压浆法52.普通沥青罐缝法53SBS改性乳化沥青灌缝法64.进口灌缝胶修补裂缝法6结 论7参考文献8致 谢9吉林大学网络教育学院2011秋本科生毕业设计（论文）公路沥青路面裂缝的预防和处理俗话说：“要想富，先修路”，可见要想发展经济必先解决交通问题，而公路网建设是交通的重要组成之一，四通八达的公路网不仅为经济发展助力，同时也是一个国家文明发达的象征，因此公路网的建设对一个国家的发展具有重要的战略意义。在我国公路90%以上是沥青混凝土路面，沥青混凝土路面具有平整度好，噪音低，施工和维护方便而被广泛采用。而公路使用一段时间后总是出现裂缝，坑槽，拥包等病害，其中由于温度变化，材料质量等原因而影响到沥青路面面层，使面层大量出现裂缝，这些裂缝如果不及早防治和处理，裂缝会逐渐加大，影响行车安全，降低公路整体使用寿命。因此研究公路沥青混凝土路面裂缝的防治和处理措施，提高公路沥青路面使用寿命等具有重要的经济意义，同时也是科研和各级公路养护部门比较关注的热点问题。一、公路沥青路面裂缝的类型目前公路沥青路面裂缝主要有三种，分别是：第一，由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，称之为荷载裂缝。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；第二，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。主要是由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝；第三，是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，主要是有填土固结沉陷或低级沉陷引起，称为沉降裂缝。三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、公路沥青路面裂缝产生的原因分析及预防措施 1 横向裂缝 11 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。 12 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。 13 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0306kg/m2 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1520cm，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。 2 纵向裂缝 21 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。 22 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。 23 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15cm以上。如果产生冷接缝，应按照本文前面所述。 3 网状裂缝 31 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lm2 以上。 32 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，后裂缝逐步扩展，缝间距变小。 33 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0711l/m2 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。 4 反射裂缝 41 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。 42 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。 43 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0075mm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(25mm)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。三、公路沥青路面裂缝的处理措施随着公路各类裂缝的产生，各个养护管理部门都采用了一些措施，引用了一些新材料、新工艺、新方法。要想使灌缝的质量和寿命提高就必须满足3个条件：（1）灌缝材料应具有良好的粘结力（和沥青混合料相融合）；（2）低温状态下具有优良的延伸性和弹性；（3）灌缝材料应具备持久的抗老化和抗疲劳能力。沥青路面裂缝修补方法很多，一般可根据裂缝的宽度和深度确定具体的修补工艺，根据路面裂缝的实际情况主要采用以下4种方法对裂缝进行养护处理。1、压浆法：对于路面纵向裂缝采用压浆的办法进行修补。纵向裂缝一般出现在高填方路段，如不进行彻底处治将严重危及路基的稳定与行车的安全。施工时压入水泥净浆，水泥为325#普通硅酸盐水泥，水泥的剂量为350kg/m3，注浆压力为1.5Mpa。压浆前用环氧砂浆对裂缝表面进行封堵，沿裂缝每隔15m预埋一注浆管，从一端开始，依次压浆直到相邻注浆管溢出浆液为止。2、普通沥青灌缝法：一般采用重交通道路石油沥青AH-90#，首先对沥青进行现场加热，温度控制在150160。用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内，一般需浇灌23遍，待沥青温度下降至常温后即可开放交通。此种方法操作简单，使用设备和人员少，修补费用低廉，速度快，每人每天可完成灌缝2500米。普通沥青灌缝的缺点是：（1）由于未清扫裂缝造成粘结不牢固，一般第二年几乎全部需重新灌缝；（2）夏天气温高时，沥青软化体积膨胀多余沥青溢出路面被行车粘走；（3）每年一次重复施工，累计费用增加，长时间人工作业的危险性较大。 3、SBS改性乳化沥青灌缝法：材料：SBS改性乳化沥青主要沥青中掺加1%的丁苯胶乳、5%的橡胶粉。为了及时开放交通，通过试验，灌缝后撒适量的石屑，效果非常好。SBS改性乳化沥青灌缝施工工艺流程为：（1）先用4-6Mpa的压缩空气对着裂缝从一端吹至另一端，一般需吹二遍；（2）用竹片或铁铲清除缝中剩余杂物；（3）用普通水壶盛入4/5体积的SBS改性乳化沥青灌缝材料，向裂缝中灌入，一般需浇灌2-3遍，直至灌缝材料与路面平齐为止；（4）将石屑撒到灌缝表面，即可开放交通。此种方法所用灌缝材料为专用灌缝材料，具有良好的低温稳定性，渗透性，无需加热，设备比较简单，1套设备一天可完成800-1000m灌缝，灌缝效果较好，使用寿命一般在3-5年。4、进口灌缝胶修补裂缝法：（1）灌缝材料：采用美国原装进口路面裂缝密封胶（ROADSEAL H1190）。它是一种高分子聚合物橡胶改性材料，外观为固体状，用纸箱包装，每箱25kg，使用前需加热到188成液体，具有良好的流动性和粘结力，能够将沥青混合料融合到一起。当密封胶冷却后，在常温和低温状态下，具有较高弹性，延伸长度约105倍，弹性恢复达99%。密封胶在-20-120温度范围内随着裂缝的膨胀与收缩而发生弹性变形，始终保持其稳定的密封作用。其主要技术指标是：25针入度-3060；软化度-85；25延度-30cm；粘着张力-500%；施工加热温度-188。（2）灌缝设备（进口）：采用ROADSEAL145KETTLE封闭裂缝设备，主要有两种，一种是开槽机，另一种为灌缝机。开槽机具有体积小、操作灵活、沿任何形状的裂缝开槽、切缝宽度可调整的特性。灌缝机具有双层保温、导热油加热，加热温度自动控制、密封胶输送恒温并可吸回管内剩余材料、加热灌内设匀速搅拌装置等优点。（3）进口灌缝胶裂缝修补施工工艺：A、封闭交通，按照规定摆放安全标志，设专人指挥交通，并根据工程进度随时移动标志牌。B、按照要求尺寸沿裂缝方向进行开槽作业。C、清理开槽。采用高压气体进行吹缝，能够将开槽后缝内的松散颗粒和杂物彻底清理干净，一般需吹缝2遍。D、灌缝前预热。用普通液化气灌外接喷火装置，在实施灌缝前对凹槽加热，温度达到80-100即可，有利于灌缝胶和沥青混凝土的粘结牢固。E、灌缝。在密封胶加热温度达到188时，加热炉盘自动停止加温进入保温状态，这时用灌缝机自带的具有刮平装置的压力喷头将封缝胶均匀灌入槽内，灌缝分二次灌满，第一次灌入槽深的4/5，第二次灌满并在槽口两侧拉成宽60mm，厚3mm的帖封层。F、养护撒料。在刚灌满的密封胶表面撒布石粉或细砂，待灌缝胶冷却至常温后即可开放交通，一般冷却时间为15分钟。外观质量验收标准如下：（1）密封胶高于路表面2-3mm；（2）灌缝充分饱满，表面平整；无颗粒状胶粒；（3）灌缝胶经行车碾压后不发生脱落变形，保持有足够的弹性。结论从以上文章可以看出，提倡预防性养护，确保路面的使用寿命，为行驶车辆提供安全可靠的行车环境和行车条件。从上述4种灌缝的方法分析，由于路基下沉造成的较长纵向裂缝，并且裂缝已达到路基，应采用压浆法；对于横向裂缝、局部纵缝应采用改性沥青灌缝，在经济条件允许的情况下，采用进口