發(fā)布時(shí)間:2022-09-05 09:24:03
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]一篇市政道路工程瀝青路面裂縫研究范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
半剛性基層瀝青路面已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)市政道路工程建設(shè)的主流選擇,相較于其他種類的路面,瀝青路面具有表面平整度達(dá)標(biāo)、不產(chǎn)生接縫、耐久性好、行車(chē)噪音低、平穩(wěn)舒適、養(yǎng)護(hù)方便、成本低等特點(diǎn),且瀝青路面的施工周期也較短。同時(shí)瀝青路面的一大缺陷是容易產(chǎn)生裂縫,這種病害一旦出現(xiàn),會(huì)使瀝青路面強(qiáng)度下降,傷害路基質(zhì)量,降低道路使用壽命。隨著道路建設(shè)技術(shù)與施工機(jī)械化程度的提高,當(dāng)前瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量已經(jīng)有了較大提升,但是由于受自然環(huán)境、載荷、不當(dāng)養(yǎng)護(hù)等因素,瀝青路面的裂縫問(wèn)題仍未能完全解決。為保證市政工程道路的建設(shè)質(zhì)量,必須對(duì)瀝青路面裂縫問(wèn)題加以重視,通過(guò)分析其種類與相應(yīng)的成因,探尋其相應(yīng)的防治策略,以做到瀝青路面的高質(zhì)量建設(shè)與養(yǎng)護(hù)。
1京東方北路建設(shè)工程簡(jiǎn)介
京東方北路位于福清市音西街道內(nèi),本次工程性質(zhì)為新建道路,道路呈東西走向,西起福百大道交叉口,東至福俱大道交叉口,地勢(shì)總體較為平坦、開(kāi)闊、局部起伏較大,主要地貌有沖洪積平原地貌。道路沿線大部分為耕地、荒地、洼地、水溝,零星見(jiàn)有居民區(qū)、河、塘、鄉(xiāng)村電網(wǎng)、土路及水泥路等;未見(jiàn)有其它明顯標(biāo)志地上、地下管線分布。道路等級(jí)為城市支路,路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土路面。
2瀝青路面出現(xiàn)裂縫的危害
在裂縫出現(xiàn)的早期,裂縫在長(zhǎng)度與面積上較小,對(duì)道路的正常使用沒(méi)有太大的影響。但時(shí)間一長(zhǎng),通過(guò)汽車(chē)的載荷作用,裂縫會(huì)逐漸延展,使裂縫在長(zhǎng)度與面積上慢慢增加,最終嚴(yán)重破壞路面,影響道路正常使用。雨水會(huì)通過(guò)初期的裂縫侵入路面,隨著載荷作用與溫度變化的影響,在路面內(nèi)部形成動(dòng)水壓力,溫度低時(shí)結(jié)冰,久而久之,水分會(huì)侵入瀝青與集料之間,使得瀝青從集料表面脫落,影響道路質(zhì)量,同時(shí)使得麻面、洞坑、掉粒等其他病害的發(fā)生幾率大大增加,影響道路正常使用,縮短道路使用壽命。
3裂縫的種類與相應(yīng)成因
瀝青路面產(chǎn)生的裂縫種類不一,其相應(yīng)的成因也不同,分析道路裂縫的防治策略必須明確其類型與成因,然后因地制宜,考慮相應(yīng)的解決方法。裂縫即是路面承受的應(yīng)變超過(guò)最大極限,以裂縫的形式將應(yīng)力釋放。一般來(lái)講裂縫有兩大類:載荷型與非載荷型。載荷型裂縫即是由于路面承受的車(chē)輛載荷長(zhǎng)期超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)載,過(guò)大的使用強(qiáng)度使路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞裂縫。非載荷型裂縫通常是由于溫度的變化導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn),其中可分為溫度收縮裂縫與溫度疲勞裂縫兩種。同時(shí),半剛性基層可能會(huì)發(fā)生溫縮或干縮裂縫,反射到瀝青層就會(huì)引起裂縫,通常情況下這種裂縫由環(huán)境濕度與溫度條件變化引起。
3.1載荷型裂縫
超過(guò)路面設(shè)計(jì)承受質(zhì)量的重載荷,是導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫的主要原因。路面結(jié)構(gòu)層本身具有一定的承載能力,小于路面承載能力的載荷一般不會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生破壞作用,而超過(guò)路面承載能力的重載荷會(huì)使路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生彎拉應(yīng)力,當(dāng)彎拉應(yīng)力的最大值超過(guò)瀝青路面結(jié)構(gòu)層的最大抗拉強(qiáng)度,就有可能導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層基層產(chǎn)生裂縫。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)層基層受到重載荷作用產(chǎn)生的彎拉應(yīng)力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于路面表層,因此,一般來(lái)講,當(dāng)路面表層出現(xiàn)了載荷型裂縫時(shí),其結(jié)構(gòu)層基層已經(jīng)受到了嚴(yán)重的破壞,在車(chē)輛載荷的長(zhǎng)期作用下,結(jié)構(gòu)層底層出現(xiàn)的裂縫最終傳導(dǎo)至表層,形成可見(jiàn)的載荷型裂縫.
3.2非載荷型裂縫
非載荷型裂縫主要是由溫度因素影響產(chǎn)生。瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的材料性質(zhì)與受熱條件不同,導(dǎo)致溫度在瀝青路面各結(jié)構(gòu)層中的傳導(dǎo)程度不同,會(huì)使瀝青路面的表層、中間層與底層以及各層面的表面與內(nèi)部會(huì)存在較大的溫差,在溫度變化較大的條件下,會(huì)使瀝青路面各結(jié)構(gòu)受到不同溫度應(yīng)力的影響,最終導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。通過(guò)受到溫度應(yīng)力以及裂縫的產(chǎn)生方式不同,可以將溫度裂縫分為低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫。
3.2.1低溫收縮裂縫
瀝青具有在高溫條件下彈性高,具有良好的柔韌性,能夠承受較高的變形應(yīng)力的特點(diǎn),因此,高溫環(huán)境中的瀝青路面在溫度變化中承受溫度應(yīng)力的能力往往較強(qiáng),出現(xiàn)非載荷型裂縫的可能性低。但在低溫中,瀝青材料受到熱脹冷縮的特性的影響,往往會(huì)產(chǎn)生收縮,同時(shí)變硬,使得瀝青路面結(jié)構(gòu)層的柔韌性降低,瀝青表層受到各結(jié)構(gòu)層的約束其自由形變的范圍縮小,同時(shí),變硬的瀝青路面抵抗形變的能力也隨著下降,當(dāng)瀝青表層受到的收縮應(yīng)力超過(guò)材料的抵抗應(yīng)變極限時(shí),加之瀝青路面的底層與表層之間的粘合效果不好,基層無(wú)法分擔(dān)表層的應(yīng)變時(shí),極其容易產(chǎn)生裂縫。
3.2.2溫度疲勞裂縫
在溫度變化頻繁、晝夜溫差大的條件下,短時(shí)間的溫度應(yīng)力可能不足以使瀝青路面無(wú)法承受,產(chǎn)生裂縫,但長(zhǎng)期的溫度變化,會(huì)使得瀝青路面產(chǎn)生變形疲勞,加速瀝青路面的老化,造成瀝青混合料的彈性模量降低,瀝青固化程度增加,瀝青的抵抗應(yīng)變能力降低,久而久之,溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力或應(yīng)變超出瀝青路面的承受能力,就會(huì)造成路面出現(xiàn)裂縫。
3.3反射裂縫
當(dāng)前,瀝青道路的建設(shè)多選擇半剛性材料作為路面基層,京東方北路的建設(shè)也采用了這種方式。應(yīng)用半剛性材料較之于其他材料做基層,會(huì)使道路的最大承受載荷增加,并且可以減小面層的厚度,這樣一來(lái),在道路使用性能提高的同時(shí),建設(shè)成本也得到了節(jié)約。但是應(yīng)用半剛性材料存在一定的問(wèn)題,由于半剛性材料是一種水硬性材料,其內(nèi)部的強(qiáng)度與剛度不會(huì)隨著基層施工的結(jié)束達(dá)到最大值,而是隨著時(shí)間的推移,基層材料的強(qiáng)度與剛度慢慢達(dá)到最大值。半剛性材料的使用性質(zhì)與養(yǎng)護(hù)周期,致使應(yīng)用半剛性材料的道路基層受溫度與濕度變化影響極大,前期的施工如果不到位,溫度與濕度的變化及其容易使道路基層產(chǎn)生溫縮現(xiàn)象,同時(shí)受到路基的變形抵抗,導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)變形將應(yīng)力釋放,得到在基層內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超出基層的最大抗拉強(qiáng)度后,基層會(huì)產(chǎn)生破壞,形成裂縫?;鶎赢a(chǎn)生裂縫處,會(huì)與表層的路面形成一個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn),表層受到載荷與溫度應(yīng)力的作用,極其容易將裂縫反射至表層,最終形成反射裂縫。
4瀝青路面裂縫的防治策略
瀝青路面裂縫的防治,必須根據(jù)施工道路的實(shí)際情況,考慮到容易引發(fā)裂縫的因素,在前期設(shè)計(jì)與施工完成后這兩個(gè)階段提出相應(yīng)的對(duì)策,做到對(duì)瀝青路面的良好保護(hù)。結(jié)合此次京東方北路的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)瀝青路面的防治提出以下策略。
4.1前期預(yù)防
對(duì)道路建成后的車(chē)輛荷載進(jìn)行有效的調(diào)查與預(yù)判,使道路設(shè)計(jì)荷載能夠滿足未來(lái)道路使用強(qiáng)度,保證未來(lái)道路投入使用后不會(huì)產(chǎn)生荷載型裂縫的必要工作。對(duì)于京東方北路的設(shè)計(jì),考慮到重載車(chē)輛不多,車(chē)輛平均車(chē)速低,提出了相應(yīng)的載荷設(shè)計(jì)。基層材料的選擇也是影響瀝青路面質(zhì)量的重要因素,在施工中,選擇了具有高強(qiáng)度、抗收縮性能好的堿性石灰?guī)r石料,能夠有效的保證基層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在瀝青的選擇上,使用了抗開(kāi)裂性能好、針度大的AH-70,以提高瀝青路面的最大變形能力。在瀝青的貯存中,不同來(lái)源、不同標(biāo)號(hào)的瀝青分開(kāi)存放,使用期間,貯存瀝青的瀝青罐中的溫度不高于130℃,并不低于80℃。存放過(guò)程中采取防水措施,避免雨水或加熱管道蒸汽進(jìn)入瀝青罐,對(duì)瀝青品質(zhì)造成破壞。施工中,采用連續(xù)施工,避免層級(jí)間的污染,做到基層與瀝青表層施工時(shí)間差在一年內(nèi)。在壓實(shí)成型中,采取多壓路機(jī)同時(shí)進(jìn)行,緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行壓實(shí),保證壓實(shí)質(zhì)量。
4.2后期整治
由于道路使用強(qiáng)度的提高、道路使用時(shí)間長(zhǎng)等因素,部分道路的瀝青路面難免會(huì)出現(xiàn)裂縫,出現(xiàn)裂縫后進(jìn)行有效的整治,保證裂縫不再擴(kuò)展,是道路養(yǎng)護(hù)中不可缺少的工作。瀝青路面裂縫的整治一般有如下方法:(1)灌縫是裂縫出現(xiàn)初期經(jīng)常采取的整治方法,根據(jù)裂縫的深度不同,采取不同灌縫方式,路面表層出現(xiàn)裂縫一般使用改性瀝青進(jìn)行灌縫,道路基層裂縫一般采取壓漿灌縫法。(2)在道路的中大型養(yǎng)修中,針對(duì)出現(xiàn)裂縫的瀝青路面,常采取罩面的方法。罩面作為一種綜合性的道路養(yǎng)護(hù)方法,能夠有效整治多種道路病害,對(duì)裂縫也具有較好的效果,但需要注意對(duì)深層裂縫的徹底整治,避免日后出現(xiàn)反射裂縫。罩面的使用成本較高,但是綜合效果持久,能夠有效延長(zhǎng)道路使用壽命,因此,性價(jià)比較高。(3)路面再生也是一種道路大修的方式,但是再生層相對(duì)于原生層效果有較大差距,使用壽命也有縮減。當(dāng)前路面再生有冷再生與熱再生兩種技術(shù),利用原有路面材料,經(jīng)過(guò)一系列工藝形成再生層,再在再生層上做封層或?yàn)r青的加鋪。
5結(jié)語(yǔ)
瀝青路面的裂縫問(wèn)題,影響著道路使用體驗(yàn),也影響著一個(gè)城市的市容市貌,因此,必須做到從前期設(shè)計(jì)施工到后期道路養(yǎng)護(hù)整治這一整個(gè)過(guò)程的嚴(yán)格控制,盡量保證在材料選擇、材料貯存、路基壓實(shí)、封路修養(yǎng)等一系列環(huán)節(jié)上的合理科學(xué),為將來(lái)道路投入使用后的質(zhì)量打好基礎(chǔ),延長(zhǎng)道路使用壽命。
參考文獻(xiàn):
[1]董賢云.瀝青路面裂縫及預(yù)防措施研究[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2009.
[2]林增忠.市政道路瀝青路面建設(shè)質(zhì)量若干問(wèn)題與對(duì)策[J].福建建筑,2008,(03):17-20.
[3]仇銀吉.瀝青路面再生技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2013.
作者:林燕 單位:福建省交泰建設(shè)工程有限公司