沥青路面网状裂缝的防治研究

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月7期(上)   作者:钟青云
[导读] 沥青路面裂缝形成初期通常不会直接影响到路面行车的安全性和舒适性,
        钟青云
        身份证号:13108219791111****
摘  要
        沥青路面裂缝形成初期通常不会直接影响到路面行车的安全性和舒适性,但是如无法及时处理裂缝,则裂缝会呈倒金字塔形式不断发展,逐渐向四周蔓延,进而破坏路面结构的完整性和安全性,甚至导致路面无法正常使用。道路在城市建设和发展中发挥着尤为重要的作用,如路面的承载能力下降,在车辆长期的荷载作用下,将产生不同程度的路面裂缝,一旦道路出现裂缝问题,雨水或地表水渗入到裂缝后,四周的含水量明显增大,最终路面塌陷。如无法及时采取科学的应对措施,便会破坏道路的使用性能,且威胁车辆的安全平稳运行,甚至引发严重的交通事故。
        施工质量高的沥青路面不仅能够拥有较长的使用寿命和稳定的使用效果,还能保证车辆在行驶过程中的安全性、便利性和稳定性,对城市进步和社会发展有着十分重要的推动作用。所以为了保障车辆及人员的安全、节省后期养护工作消耗的资金成本、提高沥青路面整体应用价值,需要相关人员能够对沥青路面常见的裂缝问题进行全面分析,制定最佳的处治措施。
        文章首先对沥青路面常见裂缝问题作出分析,探讨城市道路沥青路面网状裂缝的三种形式,深入分析了网状裂缝的成因,提出了有针对性、可操作性强的预防措施和处治措施。
        关键词:沥青路面;网状裂缝;成因;防治措施

绪  论
        目前,随着我国经济的快速发展,交通量增长迅速,城市道路超负荷使用现象严重,加之受道路设计、施工、气候、地质等多种因素影响,沥青路面在通车一段时间后,常会产生裂缝,严重影响车辆行驶的舒适性与便捷性。网状裂缝是城市道路沥青路面裂缝的一种基本形式,研究网状裂缝的形式、成因、防治措施对提高城市道路沥青路面服务水平具有重要的意义。
1.沥青路面裂缝成因分析
1.1横向裂缝
        横向裂缝是沥青路面裂缝问题中的一种类型,其主要形成原因包括以下几点:①沥青材料具有较强的温度敏感性,若沥青路面所受到的温度变化较大或温度下降时,沥青混合料会发生收缩变形,当其拉应力达到或超过原有的临界标准后就会造成沥青路面表层出现裂缝。这种温缩裂缝在不同季节和地区情况也不同,一般在严寒地区冬季初期就可达到5mm宽的裂缝,深冬时期可至20mm宽,但其在天气温度上升后也会自行回缩。②软土地基处理方法、软土地基与非软土地基交界点、构造物台背与路段交接处等部位都会因地基引起的差异沉降而引发基层开裂问题,并因开裂传至沥青路面面层,产生横向裂缝。③半刚性基层材料的稳定性和抗性不足时,受到温度、湿度等条件的影响会发生开裂情况,长期下去再加之车辆重量加压就会由基层开裂逐渐延伸至沥青路面形成裂缝。④在沥青路面施工过程中若施工人员未按照标准进行相关路面接缝工作,也会使沥青路面的密实性和稳定性下降。
1.2纵向裂缝
        纵向裂缝问题同样也为沥青路面病害问题中较为常见的一种,其成因如下:①车辆的载重应不超过相关标准才能上路行驶,但目前很多车辆都存在超重行为,这种情况下超重车辆反复行驶在沥青路面上会导致荷载过高引发纵向裂缝问题。②地基需要具有较强的稳固性才能保证沥青路面的使用效果,若地基在施工或处理过程中不得当,极易导致地基出现不均匀沉降。③路基路面施工质量也是引发纵向裂缝的原因之一,如路基边缘的压实度未达到标准、半填半挖路基的链工作为达到预期处理效果等。一般情况下纵向裂缝都表现为较直且绵延性较长的裂缝。
1.3网状裂缝
        网状裂缝主要形成原因包括以下几方面:①若基层在施工过程中未按照一定标准进行,其施工质量会大幅度降低,这种情况下会导致基层强度较低使得沥青路面发生裂缝,当遇雨水天气后雨水会随裂缝流入基层表面,长时期的浸湿会使基层表面的坚硬程度下降。加之超重车辆的反复行驶,最终导致沥青路面表面产生唧浆,进而引发网状裂缝。②沥青路面在修建结束后通常都拥有很长时间的使用寿命,这使得早期建成的沥青路面并未考虑到现阶段较为严重的超重和交通问题,在施工时沥青路面面层并没有较厚的厚度,所以这些沥青路面更易发生裂缝问题。③沥青路面在使用过程中也需要进行相关养护加固工作,若工作人员不予重视就导致沥青路面受到污染或腐蚀,形成网状裂缝。
2.沥青路面网状裂缝主要形式及成因分析
        城市道路沥青路面网状裂缝表现为:裂缝纵横交错,将面层分隔成若干多边形的小块,一般缝宽1mm以上,缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或坑槽,严重影响沥青路面的综合服务水平。
2.1城市道路沥青路面网状裂缝主要形式
        按照网状裂缝的位置不同,将城市道路沥青路面网状裂缝分为3种形式:行车道轮迹带位置的网状裂缝,且合并有路面车辙(如图1);行车道轮迹带位置的网状裂缝,且路面平整(如图2);路面附属设施(如检查井)周边的网状裂缝(如图3)。
        

2.2城市道路沥青路面网状裂缝的形成原因
        现将城市道路沥青路面网状裂缝的形成原因分析如下。
        ①当网状裂缝位于行车道轮迹带位置,且路面有车辙时,其成因有两种。
        一是行车荷载重复作用引起的路面疲劳开裂。超载一直以来都是沥青路面出现裂缝的主要成因之一,这主要与超载车辆行使次数增多有很大的关系,超载车辆轴次增大,设计弯沉值逐渐减少,车辆产生的震动冲击对路面造成更加严重的破坏。此外,超载的车辆在刹车过程也会对沥青面层产生破坏,如果超载的重量超出路面基层的承受能力还会使底层发生裂缝。这种网状裂缝一般缝宽较小、缝的深度不大,伴随有路面车辙。
        二是路基的裂缝反射到路面表层,呈现网状,常见于沿道路,如图4示。沿河路基局部防水措施不到位,致使路基受水侵泡变软,路基碎裂下陷,裂缝反射到路面表面,呈现网格状。这种网状裂缝一般缝较宽、较深,每个网格呈现由上向下的独立块状。
        
图4河提道路上的网状裂缝
        ②当网状裂缝位于行车道轮迹带位置,且路面平整时,其成因有以下4种。
        一是基层材料局部碎裂不成板体,使路面的承载能力下降。例如,某路面沥青面层刚铺筑完,表面就出现网状白渍(如图5示),随着车辆的进一步碾压,沥青面层出现了沿白渍的网状裂缝,此时路面尚未发生疲劳变形,路面表面平整。后来挖开路面面层后发现,面层下部的石灰稳定土基层发生了碎裂,在行车荷载作用下,石灰浆渗透上来,形成白渍,随后产生了沿基层碎裂位置的面层网状裂缝。
        
图5网状白渍
        二是沥青或沥青混合料质量差。沥青延度低、抗裂性差、沥青混合料拌和时间过长、拌和温度过高或在储料仓存储时间过长,均会致使沥青变硬,对拉应变敏感而易产生裂缝。此种原因引起的网状裂缝在路面上的分布呈现出分布范围广、分布均匀、缝浅的特点,如图6示。
        
图6沥青材料质量差引起的网状裂缝
        三是沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的网状裂缝。经验表明,城市道路沥青面层厚度小于10cm时,在较大的交通量下,路面易出现网状裂缝。例如某市新开发区建设中,道路面层厚度大多采用8cm或10cm,路面投入使用后出现了很多网状裂缝。
        四是外界原因如污染、腐蚀等造成。
        ③当网状裂缝位于路面附属设置(如检查井、雨水口)周围时,其成因有以下3种。
        一是检查井基坑开挖尺寸偏小(不符合设计要求),井室砌筑后,回填土工作面狭窄,检查井周围回填土压实不充分。
        二是回填时,将建筑垃圾等填入沟槽,造成回填不密实。
        三是道路沥青混凝土面层与井框周边接触不良,沥青混合料碾压不到位。
3.城市道路沥青路面网状裂缝的预防措施
3.1当网状裂缝位于行车道轮迹带位置,且路面有车辙时
        路面结构设计应做好交通量预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。基层必须有合理厚度,因为基层厚度增加,其承载能力迅速增加。基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的石灰、水泥稳定材料,避免基层在荷载重复作用下的疲劳开裂。
        对于沿河路基,做好路基防护,避免路基局部受水侵泡出现裂缝并反射到路面表面。
3.2当网状裂缝位于行车道轮迹带位置,且路面平整时
        ①对于基层材料局部碎裂引起的网状裂缝,应在基层施工时采取措施避免基层碎裂或松散。
        具体从两方面做起:一方面注重基层施工工艺控制,基层混合料要随拌随用,避免堆放过久;基层混合料运输过程中避免急转弯、急刹车,以免混合料离析;禁止压路机在已压实成型的基层上掉头、转弯,严禁施工车辆在已压实成型的基层上通行;另一方面要加强基层养护,严格执行基层压实成型后在潮湿状态下养生的规定,养护时间不少于7d或养护到开始铺筑面层为止。
        ②对于沥青或沥青混合料质量差引起的网状裂缝,其预防措施:面层所用的原材料和混合料应严格按《沥青路面施工及验收规范》进行选定、拌合;沥青应有足够的延度,保证其抗裂性;沥青混合料拌和时间不能过长、拌和温度不能过高且在储料仓存储时间要适度,防止沥青变硬。
        ③对于沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的网状裂缝,其预防措施:在设计阶段,沥青面层各层应拟定足够的厚度;在施工阶段,沥青面层摊铺前,对基层需要认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并应在下面层与中面层或中面层与上面层间喷撒粘层沥青,保证上下层的良好连接,增强面层的整体性;养护上采取措施有效的措施排除雨后结构层内积水。
        ④对于污染、腐蚀引起的网状裂缝,其预防措施:尽量防止
        泥土、砂浆、柴油或汽油对路面的污染和腐蚀;道路绿化施工时
        严禁种植土散落在路面上;人行道施工时禁止在沥青路面上拌
        制水泥砂浆,防止施工中机械漏油损坏路面和通车后车辆漏油
        损坏路面。
3.3路面附属设置(如检查井、雨水口)周围的网状裂缝
        检查井基坑开挖尺寸应符合设计要求。若检查井周围回填土空间小,无法夯实时,一定要采用合理级配砂石料回填夯实,一般采用水撼砂施工工艺以确保井周围的密实度。检查井周围不得填筑建筑垃圾。井室周围回填压实时要沿井室中心对称进行,且不得漏夯。
        在路面结构层施工时,将水泥混凝土检查井(井口以下一定深度范围)外壁涂沥青,加强沥青混合料与检查井的粘结,碾压时除采用压路机碾压外,还要采用平板振动夯或立式冲击夯逐层对井周围进行补夯,以清除碾压死角。
4.城市道路沥青路面网状裂缝的处治措施
        城市道路沥青路面网状裂缝处理方法很多,一般可根据裂缝的实际情况(如宽度、深度、原因等)确定具体的处治措施。
4.1行车道轮迹带位置的网状裂缝
        对于细小且稀疏的网状裂缝,一经发现后应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹去尘土后,灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理,目前常用的灌封方法主要有普通沥青灌缝、专用灌缝料灌封、压浆法修补裂缝和进口密封胶灌缝。
        对于基层软弱、疲劳开裂、松散引起路面网状裂缝,可视情况采取挖除旧基层,换铺强度高水稳定性好的基层,或加厚基层,撒布透层油和粘层油后,再铺筑沥青面层的方法处理。对于路基不稳定导致路面网裂时,可采用将路面挖除,将路基土翻挖,掺入石灰或水泥拌合重新碾压的方法加固路基,或用注浆法加固路基,待路基处理稳定后,再重新铺筑基层、面层。
        对于沥青面层原材料或混合料质量差引起的路面网状裂缝,宜用铣刨网裂处的面层后洒粘层油,再铺筑性能优良的沥青混合料的方法处理。
        对于沥青面层厚度不足引起的路面网状裂缝,可铲去网裂面层,加铺足够厚度的新面层,或保留网裂面层,对其采用沥青灌封处理后,撒布粘层油,铺设土工布、格栅,再加铺罩面层。对于路面结构层积水引起的路面网状裂缝,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施,然后再铺筑新沥青面层。
4.2检查井周围网状裂缝
        对于检查井周围的路面细微网状裂缝,若检查井无沉陷,目前并未影响到行车舒适及安全性,建议采用封缝材料或热熔沥青封堵裂缝,防止水分浸入,延缓裂缝发展。若检查井周围的路面网状裂缝伴随路面沉陷,但是沉陷已经停止、裂缝不再发展时,宜挖除井周围现有碎裂面层,用封缝材料封堵基层裂缝,并摊铺玻璃纤维格栅加强基层整体性,再沿井体周围铺筑沥青层并夯实。
        若检查井周围的路面网状裂缝伴随路面沉陷且沉陷继续发展时,需挖除井周围现有碎裂面层和基层,采用井周浇筑混凝土方式,再进行夯实。


结  论

        现阶段,道路沥青路面裂缝是影响道路安全性和稳定性的关键要素。对于城市道路沥青路面网状裂缝,要预防为主,处治为辅,把好预防关,根据成因层层设防,而其成因可以概括为3大方面:设计原因、施工原因、管理原因。因此要预防网状裂缝,必须到科学设计、精心施工,合理运营。
参考文献
        [1]许宏图.论城市道路沥青路面裂缝的产生及防治[J].山西建筑,2013(17).
        [2]赵利斌.城市道路检查井周围病害产生的原因及防治[J].内蒙科技与经济,2008(8).
        [3]高军.城市道路检查井的病害及防治措施[J].城市建设理论(电子版),2012(24)
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