公路工程半刚性基层裂缝处理技术浅析
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浅析半刚性基层开裂原因及施工技术本文结合笔者的工作实际,浅析了半刚性基层开裂原因分析以及公路半刚性基层的施工技术。
标签半刚性基层;开裂;施工技术1 前言水泥稳定碎石材料半刚性基层,在过去10~20年中,作为我国高等级公路(尤其高速公路网络)路面的主要承重结构层,为我国高等级公路建设事业的快速发展起到了巨大的历史性贡献作用。
但是与国外发达国家相比较,分析发现我国已建成的高等级路面的使用寿命往往要短不少,甚至在某些地区或某些路段的使用寿命往往仅达到设计使用寿命的一半左右(即5~6年),就开始出现较为严重的损害,从而进行大面积的返修与维护。
当然,路面损害的因素很多,例如:全国性普遍超重超载现象、地域性气候特征差异、从业单位的技术与管理水平差异、使用初期的管养水平差异以及路基的质量差异等等。
除去这些“差异”性因素外,单就我国普遍采用的“强基弱面”型路面结构层而言,虽然不能否定其历史性贡献,但是经过这些年的建设实践与使用证明,还是存在着一些技术上的不足的2 半刚性基层开裂原因分析半刚性基层开裂的原因相当繁杂,抛开荷载重复作用下产生的疲劳破坏性开裂即荷载开裂外,仅就该类材料自身特性而言,可分为“干缩性”和“收缩性”两大类型(当然这两类往往也是同时发生作用的)开裂,前者(干缩性)又是最为主要的因素。
干缩性:水稳材料经拌和、摊铺、压实后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,混合料的水分不断减少。
由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用、碳化收缩作用等等均会引起半刚性材料产生体积收缩。
水泥稳定材料中的粘性成分愈多、水泥剂量越大、含水量越大、干缩应力也越大,导致裂缝增多,缝宽增大。
收缩性:组成半刚性材料的“三个相”,即不同矿物颗粒组成的固相、液相(水)和气相在降温过程中相互作用的结果,使半刚性材料产生体积收缩,即温度收缩。
固相的矿物颗粒而言,原材料中砂粒以上(即≥4.75mm以上)颗粒的温度收缩系数较小;粉粒(≤0.075mm)以下颗粒,特别是粘土矿物(≤0.002mm)的温度收缩性较大。
半刚性基层裂缝原因分析及防治措施1、表现特征半刚性基层产生收缩裂缝,主要表现为温缩、干缩和水泥硬化收缩三种裂缝形式,导致沥青路面产生反射裂缝或对应裂缝。
2、原因分析(1)水泥剂量偏大或水泥稳定性差。
(2)原材料塑性指数高,石料含泥量超过规范规定,细集料、石粉塑性指数超标。
(3)混合料拌合计量不准,含水量偏大,成型后因水分散失出现干缩裂缝。
(4)基层强度形成之前,未按要求进行养生。
(5)养护结束后未及时铺筑封层,水泥稳定碎石强度未达到龄期即开放交通。
(6)高温季节施工因结构内部水分急剧散失,强度升高,导致基层内部产生干缩应力,产生体积收缩应变,从而出现横向收缩裂缝。
(7)压实度不够,基层孔隙率大。
3、防治措施(1)混合料的级配设计宜采用骨架密实结构,在满足设计强度的条件下尽量降低水泥用量。
(2)选择合适的原材料并确保料源稳定,水泥初凝时间、细度、比表面积、凝结时间、安定性、抗压强度等指标必须满足规范要求;碎石材料加工生产的同时必须配备振动预筛和除尘装置,以减少集料的含泥量。
(3)严格控制拌和和碾压时的含水量,保证计量的准确,在碾压时混合料含水量宜较试验得出的最佳含水量大0.5%~1%。
(4)压实成形后应及时用透水土工布覆盖,保证在7d内及时洒水保湿养生,严禁在终凝前失水影响强度形成,纵横向施工接缝严格按规范要求进行处理。
(5)严禁车辆在基层强度未达到龄期前通行;在水泥稳定基层养生结束后应及时喷洒透层沥青或做下封层,有条件时应立即铺筑沥青面层。
(6) 地表温度低于2~3℃时不宜施工,严防霜冻。
夏天高温施工时,在摊铺前对下层洒水湿润,摊铺压实施工应连续紧凑。
(8)压实要及时,压实度应满足要求。
高速公路半刚性路面裂缝修复技术探究摘要:我国高速公路建设越来越普及,发展的十分迅速。
但高速公路半刚性路面裂痕成为的制约我国高速公路发展的重要因素之一。
为了切实提高我国高速公路修建的质量和我国群众的行车安全,必须解决这个问题。
本文详细描述了高速公路半刚性路面裂痕的修复技术,以供参考。
关键词:高速公路;半刚性;路面修复引言路面半刚性材料为刚性材料,基础设施施工具有稳定性高、强度高的优点,可方便机械施工,提高综合性能,降低工程造价,提高经济效益,在我国公路工程中得到了广泛的应用。
但在高速公路的实际使用中存在一些问题,严重影响了整个工程的使用和发展,并且很难满足时代进步的实际需要。
这就需要在高速公路施工中用正确的方法解决公路裂缝问题,为今后的使用提供了坚实的基础。
1.类型分析(一)横向裂缝反射裂缝:基板的裂缝过程。
当表面层与基板紧密连接时,表面层提供恒定的结合力。
在这种情况下,沥青层产生恒定的拉伸应力和应变。
交通负荷引起的应力完全重叠,沥青路的地板和下部产生裂缝。
表面薄的话,从下到上破裂。
表面最终会出现反射裂缝。
温度收缩裂缝:冷缩裂缝和温度疲劳裂缝是温度收缩裂缝的主要类型。
低温收缩裂缝的原因是半刚性路面的表面温度低或温度低,路面温度梯度的变化大。
当开裂温度应力高于材料的拉伸强度时,通常会发生裂缝情况。
(二)纵向裂缝沉降裂缝:路面和路基不均匀下沉引起的裂缝称为沉降裂缝。
连接裂缝:纵向和横向连接裂缝的主要形态。
因为道路宽,所以道路的路面是用分幅式铺修的。
有两种类型的接缝:冷接缝和热接缝。
(三)块状裂缝块状裂缝间距0.3~3m,面层0.1~10m,是半刚性路面的主要病害之一。
长期运行的路面会产生大量的裂缝,路面强度不足是造成大面积裂缝的直接原因。
(四)龟裂类似于龟纹的裂缝称为龟裂,通常与下沉和抽水同时出现。
在反复荷载作用下,路面结构经常发生疲劳破坏,裂缝是路面结构的低强度,在裂缝发生初期,裂缝呈交点形式出现,随着时间的推移,裂缝可发展成多边形块体。
半刚性基层沥青路面开裂原因及防治措施时代发展推动了物流业发展,人们生活水平的提高,也使私家车保有量增长,人们对交通的关注度越来越高,这也就给公路建设提出了更高的质量目标。
随着我国高等级公路不断增加,各种路面问题严重影响了人们交通出行,阻碍了区域经济健康发展。
要想保证公路质量,则需要在施工流程中做好技术控制,确保公路整体通行效果。
在公路建设过程中,多数公路路面均是采用了半刚性基层沥青路面技术,这种施工技术,能够有效保障公路行车安全、全面延长公路使用寿命。
只有全面做好对半刚性基层沥青路面质量控制与管理,才能有效避免出现公路路面病害,确保通行安全。
文章主要通过对半刚性基层沥青路面施工中影响路面质量的问题进行分析,全面提出治理半刚性基层沥青路面开裂的措施与方法,以此提升公路使用效果。
标签:半刚性基层沥青路面;开裂原因;防治措施经济发展建设,推动了物流行业迅猛发展,同时私家车拥有量的成倍增加,给现在交通带来巨大压力,交通运输安全性得不到保障。
为了全面满足日益增长的交通需求,则需要不断提高公路施工质量,建成高等级标准公路,提升公路容载客量,公路施工质量对使用质量有着重要的影响,只有不断强化管理,提高路面承载能力,才能确保公路交通安全稳定,公路路面施工中主要采用强度、刚度及稳定性良好的半刚性沥青路面,这是当前使用较多的一种施工技术方法,在施工过程中,需要有效管理与控制,全面保证材料对湿度、温度抗性的需要,才能保证公路路面不出现开裂,损坏等问题,全面提升路面安全能力,实现优质交通环境。
1 半刚性基层沥青路面开裂原因分析当前,半刚性基层沥青路面施工是最为常见的一种施工技术,在公路建设中广泛得到应用,但是,这种施工技术也存在一些问题,比如说裂缝现象,就对交通安全产生影响,路面出现裂缝的成因多种多样,形态各异,不同的因素诱导下,出现的裂缝也不一致,一般来讲,公路裂缝有结构性裂缝、疲劳裂缝、收缩裂缝及反射裂缝四种情况。
半刚性基层裂缝成因分析及防治措施半刚性基层作为沥青路面结构的主要承重层,在目前高速公路及高等级路面中普遍应用。
而半刚性基层的裂缝成为沥青路面早期破坏的主要原因,因此分析半刚性基层开裂原因及寻求有效防治措施十分必要。
标签:半刚性基层收缩裂缝成因分析防治措施半刚性基层具有结构强度高、稳定性好、刚度大、荷载分布均匀、水稳性可靠及施工成本低等优点,因此,广泛用于修建高等级路面的基层。
但半刚性基层沥青路面最大的缺陷之一,是随温度和湿度的变化容易产生收缩裂缝,然后自基层向上扩展到沥青表面形成反射裂缝。
反射裂缝是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用的结果。
在荷载作用特别是重车的反复作用下,使沥青结构层产生拉应力超过材料的疲劳强度,底面先裂并逐渐向上扩展到路表面,当行车通过时,基层裂缝两端之间产生竖向位移,在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳破坏而导致开裂,随着大面积的使用,人们逐渐发现半刚性基层在强度形成过程中及运营期间容易产生干缩和温缩裂缝进而使沥青面层过早开裂,并引起路面早期破坏。
1 实例分析某路面工程,水稳碎石基层设计厚度20cm,设计强度3.0MPa(7d无侧限抗压强度),水泥计量4.0%,摊铺机摊铺,重型振动压路机+大吨位胶轮压路机组合碾压。
当天施工温度为16~20℃,采用薄膜养生;一周后施工透层和改性乳化沥青稀浆封层,封层厚5mm,做渗水试验,满足规范要求;二周后温度下降10℃,低温天气持续一个星期。
裂缝调查:1道/30米(封层施工前),1道/20米(封层施工两周后),所有裂缝均为横向裂缝。
相关参数如下表:■上述实例表明:水稳碎石基层在施工后一周内已出现了收缩裂缝,主要表现形式是基层顶面出现规则的横向裂缝;封层施工后,随着气温骤降,裂缝数量增多,并继续发展,已反射到封层上。
2 半刚性基层裂缝成因机理分析半刚性基层形成裂缝的直接原因是:材料收缩产生收缩应力,当收缩应力大于材料的抗拉强度时出现裂缝。
浅析半刚性基层沥青路面裂缝防治措施发表时间:2008-12-24T09:35:52.873Z 来源:《中小企业管理与科技》供稿作者:徐兴男[导读] 基于这一背景,本文重点探讨了刚性基层沥青路面裂缝防治措施。
关键词:半刚性基层反射裂缝摘要:由于半刚性材料所具有的独特优点,以半刚性材料作为基层的沥青路面在快速发展的公路工程中得到了广泛应用。
在行车荷载及温度应力的作用下,裂缝尖端的应力、应变高度集中,从而形成反射裂缝,并成为影响沥青路面使用寿命的主要病害之一。
基于这一背景,本文重点探讨了刚性基层沥青路面裂缝防治措施。
关键词:半刚性基层反射裂缝0 引言刚性基层多为水泥处治粒料,刚度及胀缩系数很大,对于这类路面国外使用调查认为半刚性基层反射裂缝及由此而引起的雨雪水对基层冲刷现象是不可忽视的病害[1]。
目前国内外防裂技术措施种类很多,除加厚沥青面层、采用优质沥青及改善半刚性基层材料的抗裂性能外,主要采用能吸收和消散裂缝尖端应力、应变的中间层以及改善基层受力状况的方法[2],综合起来主要有以下几类。
1 土工织物中间层自80年代以来,土工织物中间层在我国得到了广泛应用,一般多用于具有严重基层裂缝沥青路面或水泥路面上加铺沥青新面层的中间防裂层。
土工织物中间层防治路面裂缝的机理可归纳为以下3个方面:①隔离作用,铺放土工织物中间层,将开裂的基层与沥青混凝土面层隔离,避免了基层与沥青混凝土面层的直接接触,从而使基层裂缝拉应力不能直接传递到沥青混凝土面层;②加筋作用,土工织物中间层具有一定的强度,可承受一定的基层裂缝拉应力,提高了路面结构层的抗拉强度,因而可减薄路面结构层的厚度:③消能缓冲作用,土工织物为具有一定延伸性的材料,有较好的柔韧性,相当于设置了一弹性层,基层裂缝拉应力通过土工织物中间层扩展至更宽范围,从而缓解了裂缝处应力强度。
因此,在选择土工织物时应考虑下列几方面的因素:①耐热要求,作为防止反射裂缝的土工织物是铺设在半刚性基层与沥青路面之间,因此其耐热性能应适应沥青面层铺筑施工的要求;②防裂要求,土工织物起应力消散薄膜的作用,所谓薄膜作用是指若半刚性基层产生裂缝,铺在其上的土工织物在行车荷载作用下,在裂缝处将呈弧形而产生拉应力,因此必须保证土工织物具有一定的抗拉强度,一般要求为750N/50mm;③顶破要求,土工织物的抗拉强度不是越高越好,原因是在裂缝处的土工织物在缝隙中央可能被顶破,为此在满足强度的前提下应具有一定的延伸率,一般要求在30%以上。
半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治技术探讨摘要:我国的交通体系也在逐渐完善。
但是,在公路的实际应用中,由于车辆受到车流的压力以及使用受到的损耗,都会导致公路出现裂缝。
公路出现裂缝问题难以治理,极易出现反复性。
所以,为了解决困扰公路质量的裂缝,就要针对裂缝因素进行分析。
本文主要对半刚性基层沥青路面反射裂缝处治技术进行研究与探讨,希望能够提出解决措施,更好地进行公路养护,规避裂缝问题出现。
关键词:半刚性基层沥青路面;反射裂缝处置技术;公路养护社会的发展,离不开交通的支持。
所以,为了提供更为便捷的交通环境。
反射裂缝是目前公路出现的主要通病之一,公路主要应用沥青原料,一旦沥青原料出现反射裂缝,就会导致路面的雨水以及污水迅速渗透。
再加上公路车流量大,在车流的压力下,逐渐形成动水压力对路面以及路基进行反复的冲刷。
此种问题,会导致路面受损,使裂缝问题加剧。
这些问题会降低公路的抗性,降低其承载能力,进而引起更多沥青路面通病问题出现。
1.半刚性基层沥青路面反射裂缝出现的主要原因1.1半刚性基层沥青路面变形能力差半刚性基层沥青路面,其主要特征就是刚度与强度较高。
但是,半刚性基层沥青的刚度与强度高,也导致沥青路面变形能力差,在发生环境以及温度的变化时,其抗性较低。
这也导致沥青路面出现断裂处,由于路面与路基相互连接,当路面断裂到一定程度时,就会产生细小的裂缝,最终引起反射裂缝问题出现。
这些裂缝看起来是小问题,但是,随着路面的应用,路面需要承担较大的荷载力,裂缝问题不断加剧,反射裂缝一旦出现,污水以及雨水,就会沿着公路裂缝处向下渗透,雨水与污水一旦达到路基处,就会导致公路逐渐出现松散、塌陷等问题。
1.2受到外界气候因素影响反射裂缝产生的主要原因,归根结底还是气候以及环境的影响,反射裂缝为动态裂缝,受到外界因素影响,随着温度差异提升、荷载力加大,都会导致裂缝问题不断加剧。
虽然目前已有裂缝处治方式。
但是,其实际的修复、养护效果并不高。
半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及防治对策半刚性基层易产生温缩、干缩裂缝,其引起的路面反射裂缝已成为高速公路的主要破坏形式之一,严重影响沥青路面的使用寿命。
半刚性基层沥青路面裂缝主要形成原因如下:1 裂缝类型1.1荷载裂缝荷载裂缝主要是由于行车荷载作用而产生的裂缝,在车轮荷载作用下,半刚性基层的底部产生拉应力,该拉应力大于半刚性基层的抗拉强度时,则底部就很快开裂,在荷载反复作用下,裂缝逐渐扩展到沥青面层,荷载裂缝表现为稠密的,甚至是网状裂缝,严重的会出现车辙或沉陷。
1.2 非荷载因素产生的裂缝①由于沥青层本身产生的温度裂缝。
温度裂缝主要是横向裂缝,横向裂缝会贯通全幅路面,当有中央分隔带时,会贯通半幅,这种裂缝的特点是从路基边缘向路中心过渡,且边缘裂缝宽,路中裂缝窄。
温度裂缝有两种情况,一种是温度收缩裂缝,即随着温度下降,沥青面层开始收缩,当收缩的拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时,路面就开始开裂;另一种是温度疲劳裂缝,即气温反复下降回升,昼夜温差比较大时,使沥青路面产生疲劳开裂。
②由于半刚性基层产生的反射裂缝及对应裂缝,造成沥青面层开裂,第一种情况:由于半刚性基层温度收缩开裂引起反射裂缝,在寒冷地区,当半刚性基层上为薄的沥青面层时,由于半刚性基层的温缩裂缝而引起沥青面层产生反射裂缝,尤其是温缩性大的石灰土和水泥土基层上温缩裂缝更为明显。
实践表明,当沥青面层较厚时,对半刚性基层有很好的隔温保护作用,能够明显降低半刚性基层顶面所受负温绝对值,电可以明显减少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。
第二种情况,由于半刚性基层干缩开裂引起反射裂缝及对应裂缝。
新铺筑的半刚性基层随着混合料中水分的减少要产生干缩和干缩应力。
水分减少得愈多愈快,产生的干缩应力就愈大,水分减少得慢,干缩应变缓慢产生,干缩应力逐渐增长。
试验表明:干缩能够使水泥稳定土基层表面产生很大的拉应力,其值可达l3lOkPa。
《半刚性基层裂缝聚氨酯注浆处治技术指南》一、引言半刚性基层沥青路面是我国公路建设中广泛采用的结构类型。
然而,半刚性基层材料固有的干缩、温缩特性容易导致裂缝产生,这些裂缝不仅破坏了路面结构的整体性和强度,还严重影响了道路质量和使用寿命。
针对半刚性基层裂缝的修复,传统的处治方法如灌缝、局部挖补、连续铣刨等并不能根治路面结构内部裂缝,病害容易复发。
因此,如何有效处治半刚性基层沥青路面开裂问题已成为工程研究领域的重要课题之一。
聚氨酯注浆技术作为一种新型的非开挖修复技术,具有高渗透性、高强度、耐水性和早强型等优点,能够有效地填充和修复路面裂缝,提升路面结构的板体性,并有效修复路面隐性病害。
本文将详细介绍半刚性基层裂缝聚氨酯注浆处治技术的施工工艺、材料选择、质量控制和施工注意事项等方面,以期为工程实践提供参考和指导。
二、施工工艺1. 裂缝检测在进行聚氨酯注浆修复前,首先需要对路面裂缝进行检测。
可以使用探地雷达、超声波检测等设备对裂缝的发展程度、深度和范围进行精确测量。
2. 材料准备聚氨酯注浆材料应选择高渗透性、高强度、耐水性和早强型的化学扩张凝胶材料。
同时,应根据裂缝的宽度和深度选择合适的注浆材料和配比。
3. 注浆设备应选择专业的注浆设备,包括注浆泵、注浆管、注浆头等。
注浆设备应具备良好的密封性能和压力控制功能,以确保注浆效果。
4. 注浆施工将注浆材料按照配比混合均匀后,通过注浆泵将注浆材料注入裂缝中。
注浆过程中应控制压力和流量,确保注浆材料能够充分填充裂缝,并渗透到裂缝的深处。
5. 封口处理注浆完成后,应使用封口材料对注浆口进行封口处理,防止水分侵入和注浆材料流失。
三、材料选择聚氨酯注浆材料应具备以下特点:1. 高渗透性:能够充分渗透到裂缝的深处,填充裂缝和缺陷。
2. 高强度:能够快速固化,形成高强度的修复层,提高路面结构的强度。
3. 耐水性:能够抵抗水分侵蚀,防止注浆材料失效。
4. 早强型:能够快速固化,减少施工时间,提高施工效率。
半刚性基层裂缝成因分析及对策摘要:半刚性基层由于具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点,已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
据统计,我国90%以上的高等级公路沥青路面基层及底基层都是采用半刚性材料。
但半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低、脆性大,在温度或湿度变化时易产生开裂,形成路面反射裂缝,这已成为高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。
考虑到我国作为水泥生产大国,原材料来源广泛且价格低廉,水泥胶结类材料在今后很长一段时间内仍将作为主要的道路建筑材料,因此对半刚性基层裂缝成因进行研究并探索一种新型基层混合料类型以最大程度的限制裂缝成为了公路行业亟待解决的问题。
本文从半刚性基层产生裂缝的原因及对策开始分析,水道渠成的道出了骨架密实型水泥稳定碎石混合料诞生的背景及理论支持。
关键词:半刚性基层裂缝干缩温缩对策骨架密实型一、半刚性基层裂缝形式半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样,但形成的主要原因可以分为两大类,即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝。
荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力,在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成;非荷载型裂缝则是环境作用的结果,主要是湿度和温度的影响,由干缩、温缩和疲劳作用导致,个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。
此外,在冰冻地区的沥青路面上,还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。
对于半刚性基层,裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。
由于水分蒸发及温度变化的影响,很容易产生裂纹,在半刚性基层承受荷载之前,就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。
因此,实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的,半刚性基层的干缩和温缩是引起裂缝的“罪魁祸首”。
二、干缩裂缝和温缩裂缝的成因了解裂缝的成因才能“对症下药”,从根本上限制半刚性基层的裂缝。
(一)干缩裂缝干缩裂缝是指半刚性基层在干燥空气中硬化时,随着水分减少体积收缩变形而产生的较为均匀的裂缝。
半刚性基层沥青路面开裂问题的分析与解决措施摘要:半刚性基层沥青路面抗变形能力较差,易出现裂缝。
本文就几种常见的病害问题的出现及原因进行了分析,主要针对半刚性基层沥青路面的开裂问题进行了探讨。
关键词:沥青路面;半刚性基层;病害成因;防治措施半刚性基层沥青路面在交通荷载的反复作用下,裂缝会扩展到沥青面层而形成反射裂缝,结果可能会导致路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷和喷浆现象。
这种现象会导致这些裂缝两侧的沥青面层碎裂,从而破坏路基的强度和稳定性,影响沥青路面的使用性能,导致路面过早地破坏。
因此,有必要采取切实有效的技术措施防治或延缓沥青路面开裂和反射裂缝的产生,并对已发生的裂缝进行处治,使半刚性基层沥青路面在技术上更合理、经济上更有效,以适应我国城市道路事业迅速发展的需要。
1.半刚性基层沥青路面损坏原因目前,我国修建的沥青路面通常采用的结构组合设计是强基薄面。
但由于各地的施工水平不同及环境温度变化和水损害等因素的影响,导致半刚性基层沥青路面出现很多病害问题,致使其承载能力下降。
总体来说,出现的病害问题分为:结构性破坏和非结构性破坏。
其中结构性破坏分为翻浆、龟裂和结构性辙槽。
非结构性破坏分为裂缝和变形。
1.1龟裂龟裂现象一般表现为路面被一些相互小错的小裂缝分割成外表似龟纹小块,这些裂缝的宽度一般在3mm以上10cm以内。
龟裂可以总结为局部网裂的延续,当路面由于整体强度不足而在大负荷行车的情况下出现疲劳裂缝时,这些裂缝并未得到及时护养,在雨天行车时,路面上高速行驶的轮胎会产生很强的“泵吸”作用,雨水渗入基层而导致其材料损失,长此以往,逐渐使裂缝加剧,最终形成了龟裂。
1.2车辙半刚性基层路面的沥青混合料属于弹塑性材料,当路面的荷载较高,气候温度较高时,两者的共同作用会致使沥青路面在沿车轮轨迹的方向产生变形,即纵向带状的辙槽,称为车辙。
由于沥青材料的特殊性,使得车辙成为该路面特有的病害。
一旦出现较为严重的车辙,处理办法只能铣刨后重铺沥青面层。
半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新方法探讨反射裂缝是半刚性基层沥青路面质量通病之一。
沥青路面一旦发生反射裂缝,雨水会迅速渗入基层,在车辆荷载作用下形成动水压力反复冲刷基层,引起基层损坏、路面唧浆、路面网裂沉陷等病害,路面状况迅速恶化。
反射裂缝属于动态裂缝,受气温、荷载等因素作用,裂缝宽度会不断变化,且在车辆荷载作用下路面剪应力增加,缝边强度降低,导致基层及沥青面层逐步碎裂、掉粒。
按照JTJ073.2—2001《沥青路面养护技术规范》规定的裂缝处治方法对半刚性基层沥青路面反射裂缝进行处治只是短期有效,随着使用时间延长,裂缝会再次反射到路面上,发生唧浆、网裂等病害。
因此,为了对反射裂缝进行彻底处治,本文尝试将半刚性基层沥青路面反射裂缝按照严重程度的不同,分别采用不同的处治方法,探寻处治半刚性基层沥青路面反射裂缝长期有效的方法。
半刚性基层沥青路面反射裂缝处治失效原因半刚性基层沥青路面的特点是基层强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂。
由于面层与基层相互联结,基层开裂到一定程度时,沥青面层会在基层裂缝对应位置发生底部开裂,在车轮荷载的不断作用下,进而不断向上发展就形成反射裂缝。
反射裂缝一旦形成,雨水就会沿裂缝渗至基层和路基。
因荷载反复作用形成动水压力而基层产生切割的抽唧作用,致使基层逐步松散、路基软化,从而降低基层和路基的承载能力,引起沥青面层出现网裂沉陷和唧泥等病害。
JTJ073.2—2001规定采取封缝的方法处治沥青路面裂缝,但其不能根本解决反射裂缝问题,原因主要有以下几方面:1)封缝虽然能在短期内防止路表雨水下渗,但不能排除已经渗入基层及其层间和路基中的自由水,病害隐患依然存在;2)在车辆荷载作用下半刚性基层沥青路面反射裂缝缝壁处竖向剪应变大幅增加,同时温度变化引起其水平方向产生拉应变,结果将导致已经灌缝的裂缝再度拉开,并导致路表雨水再度下渗;3)灌缝材料大多数是柔性材料,由于刚度差异缝壁仍为自由边,在车辆荷载作用下自由边会掉粒或开裂,引起裂缝继续发展。
公路工程半刚性基层裂缝处理技术浅析摘要:公路在国家经济发展、人们日常生活中发挥着重要作用,确保公路工程的质量不仅直接关系到社会大众的切身利益,而且影响到国家的稳定发展。
半刚性路面基层裂缝处理技术作为公路工程裂缝处理常用的施工技术,在确保公路工程质量中的作用举足轻重。
因此,本文就公路工程半刚性基层裂缝处理技术进行了全面的分析探讨,以供参考。
关键词:公路工程;半刚性基层裂缝;现象危害;类型成因;危害;处理引言随着我国经济的快速发展,高速公路的里程在不断地增加。
为适应高速公路的重交通、重荷载对道路的要求,以无机结合料稳定粒料类为基层、沥青混凝土为面层的路面结构形式被广泛用于高速公路。
此结构的主要优点表现在:具有较高的强度和承载能力,且后期强度在不断地增加,刚度大,抵抗行车疲劳破坏的能力高。
虽然半刚性基层材料具有以往基层材料无法比拟的优点和广阔的应用前景,但在使用过程中还是出现了不少的问题,主要表现在半刚性沥青路面的开裂现象普遍,裂缝问题比较严重。
一、半刚性基层裂缝的现象及危害半刚性基层裂缝一般在基层顶面沿横向开裂多为等间距,成直线形,缝长不等,缝宽不大于1cm。
较早出现裂缝是在水稳层养生过程中开始出现,有的是在沥青混凝土路面通车后在荷载的作用下出现,这是由于水稳层出现裂缝并引起沥青混凝土面层产生相对的反射裂缝。
基层裂缝的危害有二个方面:一是降低基层的整体强度,二是发展后会形成反射裂缝,使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂篷、起拱.若不及时处理,路面将会在雨季车辆荷载的反复冲击下,坑洞、碎裂、松散,造成沥青混凝土路面早期破损,缩短使用寿命,影响行车的速度和安全[1]。
二、半刚性基层裂缝类型及成因分析1、荷载型裂缝荷载型裂缝是指路面在行车荷载的周期性反复作用下,半刚性基层底部产生拉应力超过半刚性材料的极限抗拉强度而引起基层开裂。
这种裂缝通常发生在半刚性基层底部,然后逐渐向上扩展,使沥青面层发生破坏。
荷载型裂缝的发生一方面是由于半刚性基层材料设计抗拉强度不足,经车辆重载作用而开裂;另一方面与重载车辆较多、车辆超载严重也有很大的关系。
公路工程半刚性基层裂缝处理技术浅析
摘要:公路在国家经济发展、人们日常生活中发挥着重要作用,确保公路工程的质量不仅直接关系到社会大众的切身利益,而且影响到国家的稳定发展。
半刚性路面基层裂缝处理技术作为公路工程裂缝处理常用的施工技术,在确保公路工程质量中的作用举足轻重。
因此,本文就公路工程半刚性基层裂缝处理技术进行了全面的分析探讨,以供参考。
关键词:公路工程;半刚性基层裂缝;现象危害;类型成因;危害;处理引言
随着我国经济的快速发展,高速公路的里程在不断地增加。
为适应高速公路的重交通、重荷载对道路的要求,以无机结合料稳定粒料类为基层、沥青混凝土为面层的路面结构形式被广泛用于高速公路。
此结构的主要优点表现在:具有较高的强度和承载能力,且后期强度在不断地增加,刚度大,抵抗行车疲劳破坏的能力高。
虽然半刚性基层材料具有以往基层材料无法比拟的优点和广阔的应用前景,但在使用过程中还是出现了不少的问题,主要表现在半刚性沥青路面的开裂现象普遍,裂缝问题比较严重。
一、半刚性基层裂缝的现象及危害
半刚性基层裂缝一般在基层顶面沿横向开裂多为等间距,成直线形,缝长不等,缝宽不大于1cm。
较早出现裂缝是在水稳层养生过程中开始出现,有的是在沥青混凝土路面通车后在荷载的作用下出现,这是由于水稳层出现裂缝并引起沥青混凝土面层产生相对的反射裂缝。
基层裂缝的危害有二个方面:一是降低基层的整体强度,二是发展后会形成反射裂缝,使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂篷、起拱.若不及时处理,路面将会在雨季车辆荷载的反复冲击下,坑洞、碎裂、松散,造成沥青混凝土路面早期破损,缩短使用寿命,影响行车的速度和安全[1]。
二、半刚性基层裂缝类型及成因分析
1、荷载型裂缝
荷载型裂缝是指路面在行车荷载的周期性反复作用下,半刚性基层底部产生拉应力超过半刚性材料的极限抗拉强度而引起基层开裂。
这种裂缝通常发生在半刚性基层底部,然后逐渐向上扩展,使沥青面层发生破坏。
荷载型裂缝的发生一方面是由于半刚性基层材料设计抗拉强度不足,经车辆重载作用而开裂;另一方面与重载车辆较多、车辆超载严重也有很大的关系。
另外,在路面使用末期,半刚性基层因车辆反复作用而发生疲劳损伤,抗拉强度降低,在较低的荷载作用下就开裂产生荷载疲劳裂缝[2]。
2、干缩裂缝
干缩裂缝是指水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时,随着水分减少体积收缩变形而产生的较为均匀的裂缝,其形成的原因与使用材料如水泥、水和碎石集料都有很大的关系,一方面混合料在凝结硬化过程中,水泥与水起水化反应,消耗大量的水分,另一方面,碎石集料表面吸附水颗粒,细料成分越多,表面吸附的水颗粒就越多。
同理,二灰碎石也经常由于施工含水量大于最佳含水量而增大了基层的干缩幅度而产生较多的干缩裂缝.基层产生干缩裂缝的基本机理也是一致的:水分减少使体积收缩而产生裂缝。
3、温缩裂缝
半刚性基层单层厚度通常为15-20cm,基层表面温度与底面温度存在一定的差异,温度低的部分会产生收缩应力,当收缩应力一旦大于某一薄弱点的抗拉强度时,该点就会开裂。
这种由于基层温度的变化而产生的裂缝,称温缩裂缝。
温缩裂缝包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。
低温收缩裂缝是由于冬季气温大幅下降时,基层材料的收缩受到路面结构的约束,拉应力或拉应变一旦超过材料的抗拉强度或极限抗拉应变而引起基层的开裂。
由于一般道路基层宽度都不很大,收缩所受约束小,所以温度收缩裂缝主要是横向的且具有等间距性。
温度疲劳裂缝主要发生在日照强烈、日温差大的地区,由于昼夜温差大而在基层中产生较大的温度应力,这种周期性的温度应力使基层产生疲劳开裂[2]。
4、基层的反射裂缝
反射裂缝是指半刚性基层在温度梯度和湿度变化下产生的收缩开裂沿开裂基层向上方反射到沥青面层而形成的裂缝。
反射裂缝是半刚性基层的主要形式,它破坏了路面结构整体性和连续性并在一定程度上导致结构强度的消弱,使裂缝处弯沉增大,回弹模量降低。
三、路面裂缝的危害
公路路面的裂缝在世界范围内是属于尚未解决的难题,也是公路路面的顽症,裂缝是公路路面的主要危害,主要表现在以下几方面。
1、导致雨水沿裂缝下渗,软化半刚性基层,造成其强度不足而形成唧浆、沉陷、啃边等病害,基层的开裂直接导致反射裂缝的形成。
2、裂缝类损坏会使车辆通过时产生局部路段的跳车,造成行车不舒适,影响车速,同时对司机和乘客心理造成压力,影响路段的使用信誉等。
3、裂缝对路面结构最直接的危害是使路面开裂,破坏了结构的完整性。
4、裂缝的产生还会带来其他类型的路面损坏。
例如:在行车荷载的作用下,会导致剥落、松散、唧泥,产生新的裂缝和使原有裂缝更加严重,甚至导致基层或路基产生冻胀、翻浆等,严重影响路面的使用寿命和结构的稳定性。
四、公路半刚性基层裂缝处理技术
1、限制水泥稳定基层材料中的水泥用量
水泥稳定基层材料若强度高、刚性大,基层材料与底基层材料的模量比就会增加,从而增大基层底面由于形成荷载引起的拉应力或拉应变,容易使基层在行车荷载下产生开裂。
另一方面,水泥稳定基层材料的强度高,基层内出现的收缩裂缝的间距就大,裂缝的宽度也大。
宽度大的裂缝传荷能力差,容易促使沥青面层开裂,产生反射裂缝。
因此对于水泥用量,我国一般控制在不超过6%,尽量采用收缩性小的材料,如采用粉煤灰代替部分水泥,以抑制材料体积的部分收缩。
2、设计合理的半刚性基层混合料
半刚性基层材料按照混合料结构状态划分为悬浮密实型、骨架密实型、骨架空隙型和均匀密实型四种类型。
根据摩尔-库仑理论,半刚性基层材料的强度主要由结合料的粘结力和矿料之间的内摩阻力两部分构成,只有这两部分均较大时,材料才具有最佳的强度和稳定性。
在上述四种结构状态中,骨架密实结构由于具有较多数量的粗集料可形成空间骨架,同时又有相当的细集料可填充骨架间的孔隙,同时具有较高的内摩阻力和粘结力,有利于提高混合料的强度和稳定性,基层的抗收缩性能较好。
因此,半刚性基层级配优先采用骨架密实结构。
水泥稳定类基层的强度随水泥剂量的增加而增加,具有干缩和温缩而产生裂缝的普遍性,特别是厚度较大或面积较大时,为达到结构内部的应力平衡,纵向收缩而产生横向开裂。
因此,水泥剂量对半刚性基层裂缝也有重要影响,设计中应严格控制混合料中的水泥用量,既不能太高也不能太低。
当水泥剂量高于配合比用量的1%以上时,摊铺压实后的基层容易产生温度裂纹;当水泥剂量超过6.0%后,混合料的收缩系数增大,基层裂纹增多且缝宽增大;而水泥剂量低于4.0%时,强度不能满足要求,容易形成反射裂缝,对路面影响较大。
一般来说,在无侧限抗压强度达到的情况下,水泥含量尽可能取低限,满足经济性的同时也能减少反射裂缝的发生[3]。
3、加厚沥青面层
采用较厚沥青面层,一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,减少层内的弯曲应力和剪切应力;另一方面,裂缝从底面反射到顶面需要经历的距离变长,这样可以延长路面的使用寿命。
但这样会增加投资,并且,当沥青面层达到一定的厚度后,在高温下易产生车辙。
4、增加应力吸收层
可以采用由橡胶沥青混合料组成的高弹性低劲度夹层,厚度一般为10-50mm,其作用是改善沥青面层和基层的层间结合状况,主要是减少由于温度引起的裂缝,同时减少应力集中现象,减少来自荷载作用产生的应力。
结束语
综上所述,通过对基层常见裂缝的成因进行了分析,并探讨了防治措施,但是鉴于施工过程中的诸多因素,如具体路况、裂缝成因、裂缝严重程度、技术条件、经济等方面的情况,采取相应的防治办法及处理措施,使其能够有效的保证公路的使用寿命与服务质量。
参考文献
[1]JTJ034-2000 公路路面施工技术规范[S].
[2]周静,余江.沥青混凝土路面典型裂缝成因分析及其防治[J].四川建材.2012(03):122-123.
[3]梅炜,段金芳.浅谈公路工程半刚性路面基层施工技术[J].华章,2011(15):330.。