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1、高速公路路面裂纹问题探析 【摘要】裂缝是高速公路各种病害的先期表现，所以对于裂缝的处理显得尤为重要。本文介绍了裂缝形成机理，分析了沥青路面裂缝形成的原因，探讨了高等级公路裂纹治理对策。【关键词】高速路面裂纹中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：前言高质量的沥青路面,对于延长其使用寿命具有重要的经济意义，研究表明,水稳基层不产生裂缝是不可能的,沥青路面不产生裂缝也是不可能的,但采取有效可行的预防和处治措施,使收缩裂缝尽可能减少,从而延长路面使用寿命是可以做到的。结合商周高速公路施工实践,本文阐述了沥青路面裂缝产生机理、控制措施及施工工艺,以
2、提高沥青路面的施工质量。一、裂缝形成机理沥青路面收缩裂缝产生的原因主要有两类:一类是由于半刚性基层材料所固有的温缩和干缩特性。随着半刚性基层深度的增加,其内部温差逐渐减小,7在内部存在一定温度梯度。由于表层失水量大,深层失水量较小,这样就存在失水梯度,因而产生温缩应力和干缩应力,在两者共同作用下,产生收缩应力。当半刚性基层收缩应力超过其抗拉强度时就有可能在养生阶段发生裂缝,裂缝再通过面层与基层接触面应力传递,使基层裂缝反射传播至面层,就是反射裂缝;另一类是厚度在8-10cm以上的沥青路面面层在气温急剧下降情况下,易产生温缩裂缝。可见沥青面层的温缩同样也存在
3、上述模式,即温度梯度。当沥青路面面层材料的应力松弛性赶不上温缩应力时,就有可能产生温缩裂缝。二、沥青路面裂缝形成的原因1、无机结合料干缩特性的机理当无机结合稳定材料经拌和压实后,由于水分的挥发和混合料内部的水化作用,混合料的水分不断地减少。由此发生的毛细管作用、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和炭化收缩作用等引起无机结合料稳定材料体积收缩。2、无机结合料温缩特性的机理半刚性材料是由固相(7组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结物)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在于空隙中的气体)组成,所以,半刚性材料的外
4、观胀缩性是三相的不同温度收缩性的综合效应的结果。一般气相大部分与大气贯通,在综合效应中影响较小,可以忽略。原材料中砂粒的温度收缩系数较小,粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。半刚性材料的温度收缩的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。3、半刚性基层一般在高温季节施工成型初期基层内部含水量大,且尚未被沥青面层封闭,基层内部的水分必然要蒸发,从而发生由表及里的干燥收缩。同时,环境温度也存在昼夜温度差,因此,修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用,所以必须注意养生保护。4、干缩裂缝和温缩裂缝引起的纵向裂缝在实际施工中较为少见
5、产生纵向裂缝的大部分原因是由于路基的不均匀沉降引起的。我国的高速公路路基与国外相比普遍较高,施工后的沉降是难免的,尤其是在软土地区。目前我国路基设计规范对软土地区路基变形的控制是采用施工后总沉降量(对高度公路则是通车后15年内的总沉降量),即对一般路段的施工后总沉降量为不大于30cm。三、高等级公路裂纹治理对策1、提高路基工作区的强度和稳定性(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的,必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度,填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土,粉质土和有机土不能用于填筑路基。7(2)压实度是反映
6、路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部位,它直接承受和吸收路面的扩散应力,要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水,不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑,土质差的地段要进行换填处理,确保其强度和稳定性。2、选择防裂性能好的材料(1)选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料半刚性基层材料层中掺入30％～50％的2～4cm粒径碎石,可减少
7、收缩裂纹,并提高碾压中抗拥推能力。(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下,应采用某些添加剂或聚合物以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。(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硬化缓慢,同时也延缓了裂纹的扩展。7(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、与沥青粘附性好的材料如果集料呈酸性,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,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。(5)沥青
8、混合料的级配也是一项重要因素，在合理选配混合料级配时,应兼顾其高温
