浅谈高寒地区沥青路面裂缝防治技术[权威资料]

浅谈高寒地区沥青路面裂缝防治技术 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要 :本文结合阿博高速公路项目施工实例及关于沥青路面裂缝相关文献资料，对高寒地区沥青路面裂缝成因及防治技术进行了分析研究 ,从结构、材料设计及施工工艺方面进行了归纳总结，对在高寒地区沥青路面设计及施工具有一定的借鉴作用。 关键词：高寒地区沥青路面裂缝防治 TU535 A 一、前言 : 沥青路面开裂是沥青路面使用中遇到的主要病害之一 , 对 道路的危害极大。沥青路面开裂后因时有雨、雪水渗入，在行车荷载的作用下，路面产生冲刷、唧浆、沉陷等现象，最终导致路面发生结构性破坏，影响路面的使用性能。 内蒙古绥满国道主干线阿荣旗至博克图段高速公路工程地处中高纬度地区，具有冬季寒冷漫长、昼夜温差大的特点。年均气温 1.7 ，年极端最高气温 38.5 ，年极端最低气温 -39.8 。在沥青路面气候分区中属于冬严寒区，这种恶劣气候易使沥青路面产生开裂病害。针对该地区气候特点，研究防治沥青面层裂缝具有很强的现实意义。 二、高寒地区沥青路面裂缝特点 笔者通过对 G301 阿博段、北海至阿荣旗省际通道扎那段路面裂缝调查发现：该地区沥青路面在冬季极度严寒的气候条件下形成的裂缝具有裂缝数量多、间距小、宽度大、形状不规则的特点。 1、数量多：大量段落裂缝出现的频率达到每公里 6080 条。 2、间距小：一般段落每 10 20m 距离出现一条裂缝，局部段落（大纵坡段）每 3 5m 距离出现一条裂缝。 3、宽度大：大量裂缝宽度达到 2 5mm，个别裂缝宽度超过 1cm，调查中最宽的裂缝达到 2cm。 4、形状不规则：裂缝形式有的横向分叉 、有的横纵相连成网状，形状不规则。 三、沥青路面裂缝分类及产生的原因 根据沥青路面开裂的主要原因，把裂缝分为由交通荷载引起的荷载型裂缝和由外界环境引起的非荷载型裂缝两大类。 1、荷载型裂缝，主要是由路基或者路面结构本身承载力不足，在行车荷载反复作用下产生的疲劳裂缝。 2、非荷载型裂缝主要指温缩型裂缝、基层反射裂缝和路基冻胀、沉降裂缝等。 （ 1）温缩型裂缝，包括低温开裂裂缝和温度疲劳裂缝。低温开裂主要发生在日平均气温低且持续时间长的北方寒冷地区，沥青材料在较高 温度条件下，具有良好的应力松驰性能，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩，面层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，沥青面层就会开裂形成低温裂缝；温度疲劳裂缝主要发生在日平均气温并不低，但昼夜温差大、日温度周期性规律变化明显的地区，由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变 (或劲度模量 )变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松驰性能降低，最终达到极限抗拉强度形成温度疲劳裂缝。 （ 2）基层反射裂缝， 主要是由于半刚性基层因温度变化产生收缩和因含水量变化产生的干缩引起的裂缝反射到沥青面层形成的拉应力或拉应变超过沥青混凝土的抗拉强度而形成。 （ 3）路基冻胀、沉降裂缝，主要是由于路基发生冻胀或者沉降破坏造成沥青路面开裂产生裂缝。 四、裂缝的防治措施 要减少和避免沥青路面裂缝的产生，提高路面使用质量，必须从裂缝的成因入手采取相应的措施来防治。 1、荷载型裂缝的防治 荷载型裂缝在行车荷载反复作用下，最初一般表现为纵向开裂，然后发展为网裂。荷载型裂缝的防治可以考虑从以下几方面入手： （ 1）提高路基承载力。路基强度好是保证路面强度的基础，在施工中必须严格控制路基的填筑工艺，重点控制好填筑的厚度和压实度满足规范要求，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。软基等土质条件不好的地段，必须采取换填处理，确保路基的强度、稳定性、刚度满足要求。 （ 2）具有足够的路面强度。合理的基层和面层厚度组合，可以有效提高路面结构层的整体强度。 基层厚度。基层厚度增加，可以迅速提高 基层的承载能力。在半刚性基层下采用半刚性材料做底基层，可使基层底面由行车荷载产生的拉应力明显减小，甚至还小于半刚性底基层底面产生的拉应力，这对半刚性基层承受行车荷载的反复作用是十分有利的。 面层厚度。增加沥青面层厚度，既可以减少基层底面的拉应力，又提高了沥青面层的抗拉能力，有效减少因疲劳开裂产生的裂缝。建议高寒地区高速公路沥青面层设计厚度不低于 15cm。 2、非荷载型裂缝的防治 （ 1）温缩型裂缝。温缩型裂缝的产生主要受沥青材料及沥青混合料的性能影响。可以考虑从以下几方面入手： 沥青：高寒地区沥青宜选择稠度小、低温延度大、针入度指数高，含蜡量低的沥青材料，沥青标号越大低温性能越好，也可以采用沥青改性的方法提高沥青低温抗裂性。综合考虑高温和低温性能要求，沥青下面层宜采用 A 级 90 号石油沥青，中、上面层采用 SBS(I-C)类改性沥青。 碎石：应优先选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料，可以提高沥青混合料的抗拉强度。若地区碎石材料粘附性等级无法达到 5 级，必须采用对基质沥青添加抗剥落剂等措施使碎石的粘附性达到 5级要求。 填料：要求采 用 70%的矿粉 +30%的水泥，矿粉必须采用石灰石等碱性岩石加工，填料小于 0.075mm 的颗粒含量不低于 80%，提高混合料的粘附性能。 配合比设计：高寒地区应选用连续型密级配沥青混合料，空隙率小，可以延缓沥青的老化；混合料宜采用细型（ F型）密级配，细集料越多越有利于改善沥青混合料的低温抗裂性能；油石比适当增加，可以增强矿料和沥青的粘附性，提高沥青混合料的低温性能。阿博高速在配合比设计中采用在马歇尔试验最佳油石比基础上增加 0.1% 0.3%作为设计沥青用量是比较合理的。 施工控制：加强沥青混 合料拌和温度控制，防止温度过高造成沥青老化；加强现场碾压控制，提高压实度，降低空隙率，延缓沥青老化，提高路面强度。 沥青混合料的低温抗裂性能评价：根据高寒地区对沥青混合料低温性能的要求，宜对密级配沥青混合料在温度 -10 、加载速率 50mm/min 的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的 形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。建议改性沥青混合料低温弯曲试验破坏应变 3000 micro； 。 （ 2）基层反射裂缝 基层反射裂缝是由于基 层开裂导致沥青路面受拉产生的裂缝。因此，通过对基层开裂的有效防治就可以大大减少沥青面层的反射裂缝。对其防治可以考虑从以下几个方面入手： 配合比设计：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做基层；配合比设计过程中要严格控制水泥用量，降低水泥用量，减少反射裂缝；水稳碎石基层混合料的级配宜采用骨架密实型级配，增加集料间的嵌挤作用，减少基层的收缩性；配合比设计宜采用振动成型或者重型击实修正法确定混合料的最大干密度和最佳含水量，其结果最大干密度提高 3%，最佳含水量降低 0.5%，以此标准控 制现场施工有利于提高压实度，降低含水量，减少干缩裂缝。击实试验结果修正方法见表 1。 表 1 击实试验结果 最大干密度 (g/cm3) 最佳含水量 (%) 重型击实试验结果 2.165 7.3 修正结果 2.230 6.8 施工过程控制：严格控制混合料含水量，确保现场碾压时混合料达到最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内；严格控制碾压工序，确保现场压实度达到规范要求；基层碾压完毕要及时养生，养生期过后及时喷洒透层油，减少基层干缩裂缝。 采用预锯缝、灌缝和铺 设玻纤土工格栅综合处理基层裂缝 为使基层产生规则裂缝，有针对性的进行防治，可以采用预锯缝手段使半刚性基层拉应力在切缝处释放形成固定裂缝。根据高寒地区半刚性基层裂缝多、间距小的特点，待基层养生结束后，采用切割机按 15 20m 间距切缝（缝宽约5mm，切缝深度按基层厚度的 1/3 至 1/4 控制）；高压风机清缝后采用乳化沥青灌缝防水；在透层油喷洒后下面层施工前铺设 玻纤土工格栅，增加切缝处沥青混凝土的抗拉强度，并消化基层裂缝产生的拉应力，防止反射裂缝。 设置应力吸收层 在基层顶面 设置富沥青含量的应力吸收层，可以预防、延缓甚至阻止反射裂缝的形成和传播，是非常有效的基层反射裂缝防治措施。 （ 3）路基冻胀或沉降引起的裂缝 因路基发生冻胀或不均匀沉降导致的沥青面层开裂，对其进行防治可以考虑从以下几方面入手： 路基路面排水系统设计要合理，减少路基发生冻胀的隐患。路基顶面设置垫层可以起到很好的抗冻胀效果。阿博高速设计中考虑防冻胀的要求，在填方低洼潮湿段及挖方段、零填挖段设置了 20cm 天然砂砾垫层，排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥状态。 路基填筑过程中要严格控制填土的含水量，不能过大，避免留下冻胀隐患。 路基碾压要均匀，避免出现填土压实度不一致，使路基产生不同程度的沉陷，形成裂缝。特别要加强对半填半挖和桥台与填土路基接头位置的路基施工控制，保证施工质量，避免发生沉陷。 结束语： 高寒地区气温低、寒冷时间长、昼夜温差大的气候环境，使沥青路面裂缝更易产生，病害更严重。但只要采取有效措施进行防治，做到设计合理，施工质量可控，高寒地区沥青路面裂缝就会得到有效控制。 参考文献： 1沈金安 .沥青及 沥青混合料路用性能 M.北京 :人民交通出版社 .2001 2李晓娟 ,韩森 ,贾志清 ,张丽娟 .基于弯曲试验的沥青混合料低温抗裂性研究 A.山东大学学报 .2010 3郑良飞 ,沈波 ,魏晓彦等 .浅谈半刚性基层沥青路面裂缝的防治措施 J.中国科技信息 .2006 4黄世静 ,宋向国 .高寒地区沥青路面缩裂浅析 J.青海科技 .1998 文档资料：浅谈高寒地区沥青路面裂缝防治技术 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :建筑工程施工 进度控制管理论述 建筑工程质量管理及技术控制要点探究 浅谈 STP 超薄绝热保温板施工质量控制措施 浅述既有线道岔铺设施工要点 汽车研发中心发动机性能实验室基础设计 母联差动备自投失败异常情况分析研究 浅论灌区土壤盐渍化的危害及防治对策 气压给水设备在消防中的应用 建筑工程管理的制约因素及应对措施论述 企业人力资源现状与对策 企业税务筹划的风险