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半刚性基层沥青路面裂缝防治
半刚性基层沥青路面裂缝防治
[摘要] 随着我国公路建设的发展,半刚性基层沥青路面这种结构形式被越来越多地应用到公路建设中,但是半刚性基层沥青路面的裂缝问题一至困扰着施工和养护单位,现就其裂缝产生的原因进行分析并提出防治措施,供同行参考。
关键词:半刚性基层;沥青路面;裂缝防治
引言
我国高速公路目前多采用二灰碎石、水泥稳定级配碎石等半刚性基层,作为高速公路沥青路面的基层。半刚性基层具有较高的强度、刚度和稳定性, 使用年限长,承载能力高的特点,但半刚性基层最致命的缺点是收缩系数大,抗变形能力低,在自身的干缩、温缩及车辆荷载的反复作用下会产生裂缝,并将裂缝反射到沥青面层,另外沥青面层自身的温缩和行车荷载作用下的疲劳裂缝,成为沥青路面裂缝形成的两种主要原因。
1.裂缝类型
1.1横向裂缝
横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,缝宽不一,通常贯通整个路幅,沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,一般是由于基层或沥青路面的温缩引起。沥青混凝土和半刚性基层多在高温夏季和常温时施工,入冬后温度骤降,收缩过程中产生收缩应力(拉应力)如果收缩应力大于当时混合料的极限抗拉强度时,就会产生第一批温度收缩裂缝,路面开裂后应力重新分布,如果此时温度应力仍超过混合料的抗拉强度,则又产生第二批裂缝,应力再重新分布,直至温度应力小于或等于混合料极限抗拉强度时,裂缝的数量即停止发展。
1.2纵向裂缝
纵向裂缝是平行于行车方向的裂缝,纵向裂缝一般由基层反射、半填半挖路段路基差异沉降、面层施工左右幅摊铺冷热接缝引起纵向裂缝。
1.3网状裂缝
网裂是纵横交错的网状裂缝,相互交错的裂缝形成一系列多边形小块,缝宽 1 mm以上,缝距40cm以下,1m2以上。路面结构设计不合理,沥青混合料配合比不当孔隙率大,路面水渗入面层引起的水损坏,或沥青混合料在拌和、摊铺过程中不均匀,粗细集料离析,使沥青与石料粘结性差形成网裂。
1.4龟裂
路基、路面总体强度不足,损坏初期形成网裂,在车辆荷载的反复碾压和剪切冲击作用下,沥青面层老化,缝距缩小形成龟裂。
2.裂缝的防治措施
2.1设计方面
2.1.1选用优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标,在缺少优质沥青的情况下,应采用改性沥青,如沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料,SMA混合料具有良好的高温稳定性,低温抗裂性,使用寿命长等特点,是防裂路面设计时应选用的一项新技术。
2.1.2选择合适的沥青层厚度,当沥青面层较厚时,对半刚性基层有很好的保护作用,能够明显降低半刚性基层顶面遭受的温度变化,从而减少甚至避免半刚性基层产生温缩裂缝。
2.1.3采用密实型沥青混凝土面层,空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混合料在使用中沥青老化缓慢,并可防止路面水的渗入,延缓裂缝的开裂。
2.1.4沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的碱性石料。如所用集料呈酸性,则应填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。并尽可能使用人工砂代替天然砂。
2.1.5选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的材料作基层料。并应有合理的级配,在规范范围内,适当增加粗集料用量,减少细集料用量,尤其是0.075mm以下细料含量,这类细料比表面积大,遇水膨胀,失水后收缩变形大,是造成裂缝的关健之一。并通过加强碾压方式以达到嵌挤密实型水泥稳定基层,增加基层的抗压和抗折强度。
2.1.6一般选用初凝时间3h以上和终凝时间5h以上低水化热的32.5级普通硅酸盐水泥,不得使用快硬水泥和早强水泥。在满足设计强度的情况下,尽量减少水泥用量,可适当加入有助于提高早期性能的外加剂,减少水泥用量,水泥用量不应大于6%。水泥稳定无机结合料中水泥含量越大,其强度越大,但强度和刚性越大的混合料,收缩性能也越大,就越容易开裂。
2.2施工方面
2.2.1 路基填筑引起的纵横向裂缝,填筑时填料应尽可能用砂性土,路基应分层填筑,分层压实,同一水平层用同一种填料,边部应超宽填筑30cm,同一断面全幅路段应同步施工。半填半挖路段填方横断面坡度大于1:5时应挖成台阶,台阶宽度不小于2米,填方路基应密实、稳定,压实度应达到设计要求。
2.2.2沥青混合料拌合时应控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化,并适当增加碾压遍数,碾压时应配备双钢轮压路机和大吨位胶轮压路机搓揉挤压,使沥青混合料达到规定的压实度。
2.2.3沥青各层之间施工应尽可能连续,如施工不连续,各层间应洒粘层油,保证上下之间有良好的连接。另外应注意上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。
2.2.4 施工时要严格控制摊铺机的摊铺质量,在一定程度上减少沥青混合料的纵、横向裂缝。沥青面层较窄时施工宜采用全路幅一次摊铺,如面层较宽分幅摊铺时,应使用新旧一致,型号一致的摊
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