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沥青路面产生裂缝的原因及预防措施
沥青路面产生裂缝的原因及预防措施
【摘要】沥青路面作为高等级路面,其表面平整无接缝,行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,当前路面越来越多采用该结构形式,但是沥青路面裂缝问题是公路工程质量通病之一。本文分析了沥青路面各类裂缝产生的原因,并有针对性地提出了预防裂缝出现的相应措施。
【关键词】沥青路面;裂缝;预防措施
中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
沥青路面在使用过程中出现裂缝病害是当前无论任何区域都普遍存在的问题。路面裂缝会造成水分不断从裂缝处进入,在各类行车荷载反复作用及其温度变化影响下,使基层、路基整体性发生破坏,导致路面承载力下降,进一步产生块裂、龟裂甚至坑槽等病害,从而加速沥青路面破坏,缩短公路使用年限。
一、沥青路面裂缝产生原因沥青路面裂缝产生的主要原因根据成因可分为四类:一是由于路基发生不均匀沉降,导致结构层发生破坏,造成沥青路面出现裂缝。二是由于行车荷载反复作用而导致的结构性破坏裂缝,称之为荷载型裂缝。三是由于外界环境变化造成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疲劳裂缝。四是由于我国现行沥青路面大部分采用各类半刚性基层,由于配合比设计问题及其使用过程中的温缩或干缩裂缝会造成沥青路面产生各类反射裂缝。
二、沥青路面裂缝应力分析
1、结构性破坏裂缝沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由外界行车荷载造成的。在车轮荷载特别是超限车辆的作用下,其一会造成路基发生不均匀沉降,从而路面基层出现裂缝。其二当荷载作用大于基层材料的抗拉强度时,路面基层底部出现开裂,在外部荷载的反复作用下,基层底部的裂缝向上逐步反射,最终造成沥青混凝土面层产生裂缝。拉应力主要由沥青混凝土面层的厚度、基层的层数、厚度、基层的回弹模量和路基的回弹模量所决定的。因而要根据路线的设计交通量选取适当的沥青面层厚度和半刚性基层厚度,适当增加基层的层数,以满足路面的使用要求。
2、温度裂缝
温度裂缝分为两种,一种是因低温造成各结构层材料收缩而产生的裂缝,另一种是温度发生较大急剧变化引起的沥青混合料产生疲劳裂缝。(1)低温裂缝。沥青材料在正常温度范围内,具有较好的延展性,温度变化不会对沥青混凝土产生较大的影响,但当气温大幅度下降时,沥青混凝土会随着温度的降低逐渐变硬收缩,基层底部将由此产生较大拉应力,当沥青混凝土路面中的收缩拉应力或应变超过沥青混合料的抗弯拉强度时,沥青路面就会出现裂缝。当沥青混凝土面层与基层间的粘结较差时,面层就更易发生因低温造成的路面裂缝。
(2)疲劳裂缝。疲劳裂缝在昼夜温差大的地区比较容易发生,由于沥青混凝土路面温度反复升降,造成沥青混凝土路面温度应力疲劳,沥青混合料容许应变范围变小,加上混合料中沥青的老化使沥青的应变性能降低,从而产生因温度变化形成的路面裂缝。
3、半刚性基层反射裂缝(1)半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。半刚性基层通常在夏季高温季节时施工,随着季节性气温降低及其昼夜温差变化,基层混合料出现收缩现象,当收缩应力大于材料本身能够承受的抗弯拉强度时,半刚性基层就会出现横向开裂现象。冬季或在寒冷地区,沥青混凝土路面与半刚性基层结合面部位,开裂的半刚性基层的水平位移使裂缝处的面层内部产生较大的拉应力或拉应变,由于沥青混合料在低温下通常较