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1、寒冷地区沥青路面裂缝的防治措施摘 要：季节性冰冻地区道路路面裂缝产生原因及其防治措施。关键词：公路 路面 冻胀 裂缝 设计 在我国北方的寒冷地区,在一些水文、土质状况不良的路段上,一般来说道路冻害现象都比较严重。因此,对这些地区的道路,尤其是对高等级路面的设计,必须将解决冰冻的破坏作用问题放在很重要的地位,力求通过正确的设计方法与采用相庆合理措施,去减轻或消除冰冻作用所带来的某些不良后果。但是随着路面类型的不同,表现形式和危害程度也各不相同。因组成材料的物理力学性质所决定,水泥混凝土路面因低温造成的病害比沥青类路面相对来说要少得多。由于沥青材料的特性,沥青类路面受气温的影响比较敏感。当气温升高
2、时,沥青路面可能变软,而气温降低时,沥青路面变得脆硬,可能产生低温脆裂。再加上其它原因给予的影响,所以沥青类路面表现出的病害形式较多,如松散、坑槽、拥包和裂槽等。多年实际经验表明,北方寒冷地区的沥青路面裂缝的防治,不仅与路面设计有关,与路基设计也有很大关系。而优秀的设计必须有优质的施工质量保证,公路建成后还应加强一定的养护措施,才能达到预期目的。所以,防治寒冷地区沥青路面的病害,必须同时从路基、路面、材料、施工和养护等各环节采取相应措施,即本文所说的综合设计与治理措施。1沥青类路面裂缝产生的原因沥青类路面裂缝的产生,可能来自基层或土基强度的不同,也可能来自沥青面层本身。沥青面层的破坏,一般可能
3、有下列几种原因。1.1 石料本身的破坏当石料不符合沥青路面要求的三级以上石料时,石料本身的破坏会引起沥青路面产生裂缝。1.2 沥青本身的破坏沥青质量的优劣,直接影响沥青类路面的使用质量,也决定了沥青类路面的裂缝发展程度。沥青本身的破坏与路面所处环境的温度状况有直接关系。在寒冷地区,由于温度降低或冬季的冰冻作用,使沥青的变形能力降低,严重时产生脆裂破坏。1.3 沥青与石料接触间的破坏沥青与石料接触间接破坏形式比较普遍。由于国产沥青低温性能较差,在低温状态,石料与沥青的裹覆能力降低,在水和行车的作用下,沥青薄膜可能发生剥落,因而,沥青面层逐渐松散而产生裂缝。在寒冷地区,沥青类路面较突出的裂缝是面层
4、所产生的低温收缩裂缝。这类裂缝是沥青面层早期破坏的一种主要表现形式。2沥青面层的裂缝分类及危害根据裂缝产生原因,现将沥青路面裂缝破坏具体情况简要做如下介绍。2.1 沥青面层的低温收缩裂缝这种裂缝属早期破坏裂缝,表现形式以横向裂缝为主。裂缝间距随沥青质量,面层混合料组成情况以及基层材料的特性化而变化。沥青面层处在低温时,强度虽然增大,但其变形能力却因刚性增大而降低。因此,这类裂缝的产生与气温关系密切。2.2 因基层的收缩裂缝而引起面层的反射裂缝沥青面层的反射裂缝,表现形式为横向裂缝,缝间距离随基层材料组成情况及其本身裂缝间距而定。反射缝发生在石灰、水泥稳定土与水泥稳定砂砾材料的基层中,即半刚性基
5、层的反射裂缝。2.3 因土基冻胀使沥青面层产生冻胀裂缝沥青面层的冻胀裂缝,主要是由于路基的不均匀冻胀作用所引起的。这种裂缝表现形式有横缝也有纵缝,但一般以纵缝为主。冻胀裂缝的缝隙有一定高差。随冻胀作用时间,裂缝宽度与高差逐渐发展与扩大。路面的冻胀破坏程度取决于路基土质、水文情况以及当地的气候条件。2.4 因土基干缩或冻缩使沥青面层产生的裂缝沥青面层所产生的干缩或冻缩裂缝,裂缝形式以横缝为主。这类裂缝主要是由于路基产生的干缩、特别是冻缩现象所引起的。路基的干缩与冻缩裂缝与路基土质、含水量和压实情况有密切关系。而冻缩裂缝与当地冬季寒冷情况也有直接关系。2.5 因路基压实不足所引起的面层沉陷裂缝沥青
6、面层所产生的沉陷裂缝,主要是由于路基压实不足,特别是对高填方的路堤产生沉陷时所造成的。这种裂缝形式没有一定的规律性,一般情况,沥青面层的沉陷裂缝较宽。因此,这类裂缝必须及时维修。2.6 因路面整体强度不足引起的面层疲劳破坏裂缝由于路面整体强度不足,在荷载重复作用下,使面层疲劳开裂、表现形式主要为沿行车轮迹纵向的裂缝(不连续的多条裂缝)和网裂。3防治沥青路面裂缝的综合措施解决沥青类路面的裂缝,绝不是单一的路面结构组合设计问题,也不仅是改善沥青质量与沥青混合料组成设计的问题,而应从各方面同时去解决,还应不断提高路面的施工质量和加强对路面的养护。3.1 选择沥青材料应注意的问题(1)根据沥青面层类型
7、选用不同的标号的沥青材料,同时还要考虑施工条件,气候条件,施工季节和矿料性质与尺寸等因素。在寒冷地区,对沥青混凝土最好选油-140,油100,对沥青碎石最好选油140,油180,对贯入式最好选油200,油180,对表面处治最好选油200,油180。(2)为了防止沥青面层低温开裂,混合料中的沥青含量宜偏多些,最好大于3.5%。(3)采用密实沥青混合料时,注意矿粉与沥青含量的比例,采取小的比例(小于6%),对防止沥青面层的低温开裂有益。(4)国产沥青路用性能差,应对沥青改性,在沥青中掺入丁苯、氯丁、聚氯乙烯等高分子聚合物,以提高渐青低温时的柔性;在沥青中加入树脂,可提高沥青抗氧化(耐老化)性,当树
8、脂含量大于50%时,沥青抗氧化性最好。(5)为了消除和减少沥青面层的低温开裂,应尽量选用延度大稠度较低即低温变形能力大,不太脆硬的温度敏感性低的沥青。(6)作为生产沥青原料的原油基属的选择,最好选用环烷基原油,其次是中间基原油,最好不用石蜡基原油,因为石蜡含量的存在会给沥青的路用性能带来不良的影响。3.2 选择沥青混合料类型应考虑的问题(1)沥青混合料在低温时应具有一定的抗弯拉能力。在选择沥青混合料时,一方面要根据道路等级、交通量、使用年限、修建费用等具体要求与可能的其它条件是否具备外,特别重要的是保证混合料满足力学强度的要求。对寒冷地区，还应注意混合料在低温下的力学特性。要求沥青混合料上具有
9、足够的低温抗拉和低温抗弯拉的能力,以保证面层减少或不出现低温裂缝。(2)作为面层的沥青混合料应具有一定的防渗水性能。在路面结构中,对上基层材料为石灰、水泥稳定的细颗粒土情况,要严防路面水渗入到基层,降低路面的冻胀破坏。因此,作为面层的沥青混合料,要求其矿料级配应当细颗粒多一此,如采用细粒式沥青混凝土,并设置下封层,但注意解决路面的防滑问题。3.3 结构组合设计时应考虑的问题沥青类路面各结构层如何选择和安排,使路面整体既能承受行车荷载和自然因素的作用,又能发挥各结构层的最大效能,这是路面结构组合设计所应解决的实际问题。(1)满足行车荷载作用的要求。为满足行车荷载要求,路面各结构层应按强度和刚度自
10、上而下递减的规律安排,以使各结构层材料的效能得到充分发挥。面层应具有足够的强度和变形能力,同时还要能承受车辆的磨耗作用。(2)在自然因素作用下,要求路面应具有稳定性。保证沥青路面的水稳性,是路面结构层选择与组合需要解决的重要问题。考虑到面层可能有一定的透水性,因此,沥青路面的基层应选择水稳定性好的材料,在潮湿路段及中湿路段尤应如此。3.4 提高沥青路面的施工质量沥青路面的使用质量虽然决定于设计水平,但更重要的是决定于施工质量。在冰冻地区,强调沥青面层的施工质量有特殊意义。 沥青面层施工应注意的问题由于沥青面层种类的不同,施工方法也各不相同。但不管面层采用何种混合料,都必须遵守以下几点:保证沥青
11、的数量;保证矿料的质量;混合料必须拌和均匀(层铺法除外);摊铺厚度必须达到设计厚度;必须保证混合料的辗压温度;必须保证达到混合料的压实标准;必须认真处理摊铺混合料的接缝。 基层和垫层施工应注意的问题基层和垫层的强度与稳定性对路面的整体强度与减轻面层的病害起着很重要的作用。因此保证基层和垫层的施工质量是一个很关键的环节。对基层和垫层施工应强调的问题有:拌和问题:对采用无机结合料稳定的土类,必须注意施工中的拌和问题。如果拌和不均匀,基层就不能形成板体作用,因而保证不了基层的强度。压实问题。对基层和势层的施工,压实工序是重要的环节。如果基层和垫层不能得到充分压实,就根本谈不上提高路面的整体强度和保证
12、路面的使用质量。3.5 加强养护措施当路面出现早期裂缝破坏时,应及时采取补救措施,如用沥青灌缝,避免裂缝继续蔓延,防止水分渗入路面中。对严重破坏的应及时补修,避免路面病害进一步恶化。另外,由路面流到路肩上的雨水往往不能顺利流到坡脚下,而停留在路肩上。这部分水通过路肩渗透到路面和土基中,这是很不利的,必须将水及时清除,防止水分渗入侵害路面。4路面水的排除在冰冻地区,防止路面渗水有重要意义。渗入到基层中的水对基层有不良影响,它将降低基层的强度和稳定性。如果这部分水渗入到土基中还会降低土基强度,引起路面冻胀的发生。在路面设计中,除了认真做好路面的排水设计外,还应采取以下两种措施。4.1 隔离措施为了防止从沥青路面裂缝渗入的水浸湿基层,在基层表面上设置厚度不超过1cm有双向横坡的沥青砂做为隔水层,会起到良好的效果。如果基层有一定的透水能力而且具有较好的水稳定性,为了防止渗入的水影响土基的强度,也可以将隔离层放在土基顶面。4.2 采用排水砂垫层的措施为排除从沥青路面裂缝渗入到基层中的水,也可以基层顶面设置砂垫层,将路面体系中的水排至路基以外。对挖方路基中的水也可采用上述方法,但必须将水沿纵向排至填挖过渡段,然后将其疏导到路基以外。寒冷地区沥青路面裂缝的防治措施院系：交通学院桥梁工程系 班级：土木0701班 姓名：何志平 学号：00729057
