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摘要:在道路的使用中,裂缝可以说是最常见的问题了,裂缝出现的是由多种原因造成的,正所谓“千里之堤毁于蚁穴”,裂缝看似小问题却能引路基路面的破坏等严重后果。通过裂缝结构的受力分析及恶化分析,使用简单、经济、有效的完全封层裂缝防治技术,可以使裂缝稳定,不再恶化,减轻或停止裂缝带来的道路破坏,减少将来的大修费用。本文结合笔者多年的施工经验,对市政道路路面的裂缝成因及防治措施进行了探讨。
关键词:沥青;路面;裂缝;成因;防治
随着社会的不断发展进步,我国的城市建设正在经历一次突飞猛进的变革,大量的市政基础设施在不断的建设完成。然而,在为数不少的市政工程中,路面裂缝作为一种常见的质量通病,依然广泛存在,笔者在长期从事市政工程施工中,通过发现和总结,逐渐找到一些行之有效的方法,能够在施工中不断减少或消除路面裂缝。本文就目前市政工程施工中路面裂缝的防治措施进行简要的分析论述。
1、引发路面开裂的主要因素
1.1沥青材料及混合材料
影响沥青和沥青结合料并使其开裂的主要原因就是温度,沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键,在沥青性能指标中,影响更大的是温度敏感性,温度敏感性大的沥青更容易开裂。
沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形。当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。由于大多数市政道路上面层采用进口优质沥青或改性沥青,沥青混合料的自身低温抗裂性能较好,故此种横向裂缝在沥青路面早期相对较少。半刚性基层较之级配碎石、沥青稳定碎石等柔性基层热容量小,与沥青表面层的附着粘结性能差,尤其是本身收缩的附加影响,使面层的横向裂缝较多。还有我国市政道路分期修建,施工较快,有相当部分的半刚性基层养生不足,修筑后不久便开裂,这些裂缝在载荷和温度作用下,由下层逐渐反射到表面。
1.2基层材料的性质
若基层材料收缩性差,那么当他的收缩性越大,对里面的影响就越大,导致路面裂缝就越大,反之也成立。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。
1.3气候条件
极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。
1.4路基施工原因
路基施工时天气干燥,局部路堤填料粘土土块粉碎不足,致使路基压实不均匀。暗埋式构造物处因构造物长度限制,使路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够。有些加减速车道与行车道衔接段不同步施工。这些都会导致路基沉降不均匀,从而引起裂缝。在一些软土路基上施工,虽作了清淤处理,但处理不彻底或回填材料的压实控制得不好,同样会因不均匀沉降造成沥青路面纵向开裂。
有些裂缝路段即使不是软弱地基,但土体天然含水量较高,在设计时未发现或未作特别处理,施工时也未作等载或超载预压,高填土后地基会出现不均匀沉降,也会造成路面纵向开裂。在软基分布比较广泛及构造物众多的水网地区的市政道路上,在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,由于差异沉降会导致基层开裂。
2、基层裂缝及原因分析
2.1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是一致的:水分减少使体积收缩而产生裂缝。
1.2.2温缩裂缝
温缩裂缝是指水泥稳定碎石或二灰碎石混合料在硬化初期,由于内部水泥水化和外部气温急剧降低,使得结构内胀外缩,温度应力超过其极限抗弯拉强度后形成的沿横向均匀分布的裂缝。
2.3纵向裂缝
纵向裂缝是指水泥稳定碎石基层在施工早期由于路基不均匀沉降或局部土基(或基层)压实度未达到规范要求或在7d养护期满后由于管理维护不到位造成的纵向裂缝。
3、预防措施
3.1原材料的控制
对于路面基层施工,为确保有足够的时间运输、摊铺和压实,应对水泥的终凝时间有限制,一般需要6~10h。水泥标号不能太高,采用普通硅酸盐水泥最好不要超过325号,水泥含量宜控制在5%及以下。根据工程实践,当水泥含量大于5%时,则基层裂缝就比较难以控制了。考虑到石料的粗细直接影响基层的强度、平整度和裂缝的产生,施工现场要对集料的级配严格把关。
3.2施工控制
3.2.1压实度
压实度控制是保证强度达到要求的重要手段之一。含水量是影响压实度的重要因素。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失,尤其夏季施工时水分蒸发快,施工过程中对水的含量应控制在略高于最佳含水量1%左右。城市道路各种地下管线设施的检查维修井和未能及时迁移的地上杆线给碾压带来了难题。这些结构设施的周围往往是大型机械碾压的死角。为保证压实度达到标准,检查井周围混合料的摊铺厚度可比正常路段薄一些,粘结料的含量可适当增加,并使用小型机具多遍夯实。
3.2.2施工养护
基层和水泥混凝土路面浇筑完毕后,应及时按规范和设计要求进行养护,可以说养护的好坏直接影响到基层和水泥混凝土路面的质量,对防止早期裂缝的发生和发展具有举足轻重的影响。
4、旧路面上加铺沥青层的反射裂缝防治要点
4.1对旧路面板进行处理
采用铣刨机对旧板进行铣刨,以加强加铺层与旧板的结合能力;对处于失稳状态的旧路面板采用破除及灌浆等处理方法稳固基层,减少相对位移。
4.2对旧路面裂缝进行处理
4.2.1表面裂缝(浅裂缝)的处理:表面裂缝是指旧板表面产生的不贯穿板厚的浅裂缝,这种裂缝不影响板的承载力。通常将裂缝凿成3~5cm宽,深至无裂缝处的“V”字型,用钢丝刷刷去松动的混凝土及杂物后,用高强细石混凝土修补。
4.2.2通缝(深裂缝)的处理:通缝是指贯穿板厚的裂缝,对结构的影响较大,为减小其危害,常用切缝机切除通缝,用混凝土进行修补,并在表面涂刷防水层,防止水分渗入基底,以使新旧路面结合紧密。
4.3在新旧层间设置防裂层
该层能改善加铺层的受力状态,可减少或延缓反射裂缝的出现。常用防裂材料有土工布、玻璃纤维土工格栅等。新建路面也可以在基层和面层之间设置碎石层来防止反射裂缝。
5、结束语
随着我国现代城市建设的不断发展,市政道路工程需求越来越多,路面裂缝的预防和处理工作到位与否直接关系到市政道路工程的质量,轻则影响公路的外观,重则威胁到人们生命财产的安全。因而作为施工企业,应注重自身专业技术水平的提升,在市政道路施工中,坚持质量和安全高于一切的基本原则,以严谨负责的态度投入市政道路施工中,从而提高市政路面的质量,延长市政路面使用寿命。
参考文献:
[1]周昭光.浅谈市政道路的施工质量控制[J].广东建材,2016,(8).