苗 青,劉曉佳
(1.黑龍江伊哈公路工程有限公司;2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)
瀝青路面在使用期開(kāi)裂是世界各國(guó)普遍存在的問(wèn)題,且不論其基層是柔性的還是半剛性的。路面裂縫的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入的水分,使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載力下降,產(chǎn)生唧漿、臺(tái)階、網(wǎng)裂等病害,從而加速路面破壞。
引起公路瀝青路面開(kāi)裂的原因很多,大體可分為三大類(lèi)。
(1)由于行車(chē)荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫。在車(chē)輪荷載的作用下,當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),產(chǎn)生的開(kāi)裂稱之荷載型裂縫。
(2)由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫。
(3)經(jīng)常出現(xiàn)在橋涵兩端的橫向裂縫,或在路段上出現(xiàn)較長(zhǎng)的縱縫,主要是由填土固結(jié)沉陷或地基沉陷引起,稱為沉降裂縫。
盡管公路瀝青路面開(kāi)裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但其中的行車(chē)荷載作用、瀝青面層溫度變化是產(chǎn)生裂縫的主要原因。
(1)瀝青面層的自身溫縮開(kāi)裂;
(2)半剛性基層特別是水泥穩(wěn)定碎石的開(kāi)裂反射到瀝青面層;
(3)某些基層開(kāi)挖溝槽埋設(shè)管線以及冰凍地區(qū)路基凍裂導(dǎo)致路面的橫裂;
(4)面層施工時(shí),施工縫未處理好,接縫不緊密,結(jié)合不良。
(5)橋梁、涵洞或通道兩側(cè)的填土產(chǎn)生固結(jié)或地基沉降等。
(1)填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的自然沉降,特別是經(jīng)過(guò)雨水浸泡后,路基強(qiáng)度有所下降,沿邊坡部分路基承載力也下降,就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。
(2)施工時(shí),前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關(guān)規(guī)范要求認(rèn)真處理,結(jié)合不緊密而脫開(kāi);
(3)縱向溝槽回填土壓實(shí)質(zhì)量差而發(fā)生沉陷;
(4)拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底,沉降不均勻引起縱向開(kāi)裂;
(5)邊坡值小于設(shè)計(jì)值,邊坡壓實(shí)不夠和邊溝過(guò)深使實(shí)際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開(kāi)裂。
(1)路基局部壓實(shí)度不足或基層材料局部松散不成板體,使路面的承載能力下降形成的裂縫;
(2)瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差,瀝青延度低,抗裂性差。瀝青混合料拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng),拌和溫度過(guò)高或在儲(chǔ)料倉(cāng)倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),使瀝青變硬,對(duì)拉應(yīng)變敏感而產(chǎn)生的裂縫;
(3)瀝青層厚度不足,層間粘結(jié)差,水分滲入,形成的裂縫;
(4)行車(chē)荷載重復(fù)作用下引起的疲勞裂縫;
(5)如污染、腐蝕等外界原因造成的局部網(wǎng)裂。
(1)在已開(kāi)裂的舊瀝青、舊水泥混凝土路面層上加罩瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續(xù)擴(kuò)展,給也處于溫度收縮的新瀝青面層一個(gè)附加應(yīng)力,使新鋪層在舊裂縫處斷開(kāi)。
(2)半剛性基層溫縮和干縮開(kāi)裂引起的反射裂縫等。
瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開(kāi)裂的最主要原因,瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開(kāi)裂的最根本因素,瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中,影響更大的是溫度敏感性,溫度敏感性大的瀝青更容易開(kāi)裂。
基層材料的收縮性愈小,面層裂縫愈少?;鶎由嫌型笇佑涂梢约訌?qiáng)與面層的粘結(jié),對(duì)抗開(kāi)裂是有好處的,基層材料種類(lèi)對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。
極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。
半剛性基層中的最大拉應(yīng)力通常是由最重的車(chē)輪荷載產(chǎn)生的,并且對(duì)于半剛性路面,不同軸載對(duì)路面的破壞作用遠(yuǎn)不是4次方的關(guān)系,而11~13次方的關(guān)系,即使是通過(guò)次數(shù)較少的重荷載也對(duì)路面破壞起著決定性的作用。
主要指半剛性基層材料的碾壓含水量,半剛性基層完成后的暴曬時(shí)間等因素。
根據(jù)規(guī)范,通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求,基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生,應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮。
在瀝青混凝土路面施工中,只有采取積極有效的措施,杜絕以上各種不利因素發(fā)生,嚴(yán)格規(guī)范施工,才能有效控制公路瀝青路面的開(kāi)裂縫問(wèn)題,提高公路瀝青路面的質(zhì)量。公路的作用及特點(diǎn)決定了公路養(yǎng)護(hù)管理的重要性與特殊性。搞好高速公路的養(yǎng)護(hù)管理擺在公路管理部門(mén)面前一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。