公路沥青路面裂缝成因及防治措施3700字_工学论文范文

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1、公路沥青路面裂缝成因及防治措施3700字摘要：对沥青路面裂缝的形成、危害、影响因素以及作用机理进行了深入分析，前后提出了各神 类型裂缝的预防办法以及对现有裂缝的处理措施。关键词：沥青路面；裂缝；反射裂缝；防治；措施一、沥青路面裂缝的成因1.1路面疲劳由于沥青路面所随的累积交通量超过其设计极限，将导致路面疲劳开裂裂缝，这种疲 劳作用对面层甚至整个路面结构（底基层、基层和面层）均会造成影响。用水泥处治的半刚性基层，当设计欠安全或己达到设计使用年限时，由于疲劳会产生 开裂，并依材料的残余力学特性（强度、模量），大面积的块裂可能发展为小面积的块裂甚 至成为龟裂。1.2路面结构的收缩变形当无限长的路面结

2、构收缩时，一旦面层与下层表面间的磨擦约束力在面层内引起的拉 伸应力超过其抗拉强度，就会引起面层的收缩开裂。收缩的原因，对于采用水泥材料的结构 层可能是水泥凝固变性或干缩。通常收缩裂缝主要产生在至少有一层使用了水泥结合剂的结 构中，但在非常恶劣的气候条件下，这种现象也影响到沥青面层。对于半刚性路面，水泥稳定类基层通常没有施工缝，因此，这些结构易于产生天然横 向缩缝。1.3路基的变形路基的变形或局部承载力的下降，也可以引起路面开裂，裂缝会贯穿路面各结构层, 引起这种裂缝的原因各异。1. 4设计或施工不当（1）当老路拓宽时，由于基础承载力的横1可变化，经常在老路边缘处出现纵I-J裂缝, 尤其当车辆轮

3、迹主要集中在老路边缘时。（2）纵缝出现在道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地 方，这样的裂缝通常是直接裂缝且往往相当密。（3）相邻车道铺筑时使用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节，如果施工不当且不能连 续施工，这些缺陷将暴露在交通荷载作用下和温度变化中，将导致直线性裂缝，由于表面磨 耗和材料的损失，裂缝往往加深。1.5老化和环境因素在严冬，沥青材料最易破碎，其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力，可能由于路 面的温缩和翘1111在路表出现微裂缝。它可以从表面扩展至层底。这种类型的开裂可能最终发 展为龟裂。但单个裂缝会一直很细小，沥青材料的老化变硬以及路表直接暴露于大气环境中,

4、会使这神影响随时间加剧。二、沥青路面裂缝扩展的影响因素沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起。与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例 了就是龟裂。它由车轮碾压引起。与环境有关的沥青路面开裂的典型例了是达到整个道路宽 度或部分宽度的横向裂缝，这种类型裂缝是由于温度下降或干缩变形时沥青路面结构层收缩 引起的。区别裂缝类型和各种类型裂缝（环境的和交通的）间的相互作用非常重要。这些方 面会因路面结构层属性（柔性、半刚性和刚性）的变化而变化。2. 1交通荷载诱发裂缝根据经典的疲劳强度理论，交通荷载引发的沥青路面裂缝产生于受约束层底部，然后 向上扩展到路表。这些裂缝应出现在车轮轮迹处，而且根据理论计算，应为横

5、向裂缝。然而, 在车论轮迹处观测到大量的纵|何表面裂缝，它们产生于顶面，然后扩展到路面内大约 40 50mm 深入。2. 2环境因素诱发裂缝事实上，由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝，这是因为温度下降或干湿变化 而收缩产生的应力一般在纵向最大。在特殊条件下，如高摩擦力和温度或含水量急剧下降，就可能产生横向裂缝。在这神 情况下，也可以能产生典型的块裂。通常，环境因素诱发的裂缝与存在水泥处治层或高槊性 指数的重粘土路基有关。这两者都对温度和湿度变化非常敏感。2.3荷载与环境因素对沥青路面开裂的综合影响与交通荷载和环境因素相关的应力不是彼此孤立的。而且，在许多气候条件下，沥青 路面裂缝在白天主要

6、受交通影响，而夜晚主要受环境因素影响，Goaeolou等人和DeBeondt 研究了交通荷载与环境温度的联合影响，表明：这类裂缝在开始阶段发展缓慢，而在最后阶 段发展非常快。适用于含水泥处治基层的沥青路面。三、沥青路面裂缝的防治加铺前采取避免现有裂缝1可上扩展的方法（1）因路基含水量过高而使其承载力减弱 引起的裂缝，此时，E以通过排水降低土体中含水量和通过路表防渗阻水份的进一步渗入。 （2）因通常的结构疲劳引起的裂缝，可以妥善的设计结构材料强度，解决这一问题（3）因 层间滑动引起磨耗层的疲劳开裂，此时，可以有计划的挖除磨耗层，再铺筑与下层粘结良好 的新磨耗层。3. 1新建沥青路面裂缝的预防3.

7、 1. 1材料的选择根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料。对于水泥处治基层，如果条 件允许，最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料，使用某些聚合物或添加剂可以 提高其抗裂能力。沥青混合料中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 附性好的材质，如果集料呈酸性，则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，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圆形颗粒的天然沙。3.1.2路面结构设计显然，所设计的道路必须能适应所随客观存在的交通荷载水平和温度条件。若道路随 载力不足，将加速路面疲劳过程。对于水泥处治基层，应尽量减少反射裂缝。反射裂

8、缝明显 的受沥青面层的影响，厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳产生的裂缝。在设计中应特别注意路面排水与防水措施3. 1. 3沥青混凝土配合比设计沥青混合料级配也是一项重要因素，在合理选择混合料级配时，应兼顾其高温稳定性, 疲劳性能和低温抗裂性，以及路表特恶性循环和耐久性等各方面的要求。对受拉疲劳开裂的研究表明，沥青用量从4. 2%增加到6.2%,诃以使用25m板长为基 层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命由10年延长到45年。3.1.4设计应力吸收层设计应力吸收层，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 产生的应力传到面层时大为减少，诃明显减弱裂缝尖端应力的奇异性，

9、降低应力强度因子, 而吸收层的弹模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土丁织物与沥青橡胶薄膜的 弹模较低，变形率越大，且不存在低温脆化问题，效果最佳。3. 1.5施工质量铺筑路面材料时，应该遵循正确的施工原则。结构层之间粘结不应和施工不良的纵缝 和施工缝会产生本可以轻易避免的裂缝。3. 2半刚性基层反射裂缝的预防3.2.1结构层顶部切槽这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口，深度约为层厚的 1/31/4。3. 2. 2沥青浮液接缝,这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底，并在 缝壁内注和速破沥青浮液。随即将切缝封闭，然后以正常方式碾压该层。3.2.3嵌入硬质波浪形夹片，这种技术

10、形成所谓的“活性接缝”。在结构层摊铺和初 压后，制作深到层底的切口，然后将波浪形槊料材料插入，封槽后再以通常方式碾压。3. 2. 4嵌入柔性型料带，这种技术是在刚处理的摊铺材料中埋入柔性架料带，以形成 裂缝，其厚度大约为结构层厚度1/3。保证了裂缝处有效的传逆荷载能力。3.3复合式沥青路面裂缝的预防复合式路血是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上，反向裂缝的预防如前所述，采取的 措施还包括：（1）铺筑20cm全厚式沥青混凝土 （2）在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应 力吸收层（3）采用裂缝固定技术后，再铺筑三层体系的防沥青混凝十面层。（4）在原水泥 混凝土路面加铺一层3cm厚的钢纤维混凝土，再铺沥青

11、混凝土 （5）锯开水泥混凝土面板（6） 用1-2颇厚,0-10cm宽的弹性沥青层覆盖裂缝，（7）用水泥砂浆或环氧树指填充来限制混凝 土板的移动和填充水泥混凝土板下脱空（8）用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止渗入 到下部结构（9）在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。3.4沥青路面裂缝的维修沥青路面裂缝产生后，及时实行维修以控制裂缝并进一步发展可以防止路面早期破 坏。（1）灌油修补法，将纵横裂缝处清扫干净，直接用油壶灌入加热的沥青油或乳化沥青（2） 乳化沥青稀浆封层,使用乳化沥青混合料封层时,一般厚度在1.5cm以内，可采用层铺法或 拌和法施工（3）沥青混合料罩面法，常用标准的

12、中粒式或细粒式沥青混凝土作血罩材料， 厚度在1. 5-4. Ocm 2间。（4）裂缝现场再生维修法，对于裂缝乏的路段，用加热车对旧油面 实施两次加热，使表面裂缝深入全部融化变软，喷洒一定数量的再生剂和稀沥背后与掺入的 适量骨料实施就地拌和或用再生机械、铁刨机、工人，然后再进行碾压成型。结束语沥青路面产生裂缝的外部因素有交通荷载，环境温度，突发的震灾，水分及阳光，空 气的老作用，内部因素有材料的受拉疲劳，受拉屈服，剪切屈服以及施工不当留下的潜在裂 缝。裂缝的防治采取综合治理治办法,宜从防裂厚度、混合料配合比、应力吸收层、应用改 性沥青等方面综合考虑。裂缝一旦出现应及早治理以防路况急剧恶化，维修方法采取灌汕法、 封层罩面法以及现场再生法等。总之，合理的设计、选材、精心的施工，养护和及时的维修 是预防和控制沥青路面裂缝的有效方法。