道路縱橫向裂縫成因及防治(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上道路縱橫向裂縫成因及防治摘 要：采用剛性基層和瀝青砼面層的設(shè)計(jì)的的公路，路面不同程度的出現(xiàn)了裂縫病害，尤其是橫向裂縫較多。本文對縱向、橫向、反射裂縫的成因及對公路造成的危害進(jìn)行了分析，并對提出了對縱向、橫向、反射裂縫的預(yù)防措施和治理措施。關(guān)鍵詞：瀝青；縱橫；裂縫；成因；防治近年來，我國公路建設(shè)高速發(fā)展，公路采用剛性基層和瀝青砼面層的設(shè)計(jì)較為普遍。路面所產(chǎn)生的一系列病害也是不容忽視的問題,其中裂縫就是最主要的破壞形式之一，尤其是橫向裂縫較多。路面一旦出現(xiàn)裂縫就很容易導(dǎo)致水的下滲，當(dāng)外荷載作用時(shí)在結(jié)構(gòu)層內(nèi)部產(chǎn)生沖刷，從而導(dǎo)致裂縫發(fā)展加快，如此往復(fù)的惡性循環(huán)最終使得路面承載

2、力整體下降。從地域范圍上講，無論是北方冰凍區(qū)，還是南方非冰凍區(qū)，調(diào)查顯示在竣工后一年內(nèi)都出現(xiàn)了不同程度的開裂，這就要求我們工程技術(shù)人員必須在工程的各個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)注和研究裂縫問題，這將有利于對早期病害的預(yù)防，并對延長瀝青路面的使用壽命起到重要作用?，F(xiàn)在筆者就我國的部分公路發(fā)生的一些裂縫病害成因、危害以及防治情況做一研究。 一、道路裂縫形成的原因 涇隆、固西公路道路裂縫分為橫向裂縫和縱向裂縫，但主要是橫向裂縫較多，占路面裂縫的80%。橫向裂縫、縱向裂縫、反射裂縫指沿著道路中線大致相垂直、平行、斜交的方向產(chǎn)生的裂縫，這幾種裂縫往往在行車和溫度作用下逐漸擴(kuò)展，最終貫穿板厚將混凝土板分割成兩塊或多塊；叉裂

3、縫是指裂縫相互交叉，將板分割為三塊以上（又稱破碎板)。通過幾年來的觀察和研究，針對以上幾種裂縫產(chǎn)生原因上具表述如下：（一）橫向裂縫形成的原因：橫向裂縫可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫是由于車輛荷載作用產(chǎn)生的裂縫。由于其路面抗彎拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，因而在行車荷載作用下，當(dāng)彎拉應(yīng)力超過其的極限彎拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)發(fā)生斷裂破壞。當(dāng)荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于路面材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致瀝青面層或基層產(chǎn)生裂縫。隨著荷載作用次數(shù)的增加，裂縫逐漸擴(kuò)展，最終產(chǎn)生網(wǎng)裂或龜裂等疲勞破壞。在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層產(chǎn)生開裂破壞。橫向裂縫的出現(xiàn)與車輛荷載作用有很大的關(guān)

4、系。荷載型裂縫產(chǎn)生的原因還有：1、路面結(jié)構(gòu)不合理或厚度不足，在行車負(fù)載的反復(fù)作用下，特別是在重車作用下，路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求，路面很快破裂；2 、隨著交通量迅速增長和汽車載重明顯增大路面強(qiáng)度日趨不足，路面的回彈彎沉逐漸增大，部分路面輪跡帶上產(chǎn)生縱向裂縫和形變而造成網(wǎng)裂；3、穩(wěn)定層施工質(zhì)量不好，在底部留有素土夾層，這些素土夾層成為路面中的軟夾層，致使面層產(chǎn)生塊狀裂縫，攪和料不均勻?qū)е聫?qiáng)度不均勻強(qiáng)度低的地方就松散、脫落，以致造成坑洞。非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要表現(xiàn)形式，它的產(chǎn)生原因如下：1、收縮裂縫可分為因溫度變化而造成的溫縮和因含水量變化而造成的干縮兩種。水是影響溫縮與干縮的重要因素,

5、特別是對半剛性基層的干縮影響極大。半剛性基層在壓實(shí)之后,由于水的蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用,混合料的水分會(huì)不斷減少。由于水的減少而發(fā)生的毛細(xì)作用、吸附作用、分子間力的作用、材料礦物晶體或膠體間水的作用和碳化收縮作用等會(huì)引起基層體積收縮。溫度收縮性裂縫：瀝青未達(dá)到適合于本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力（應(yīng)變）大于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度（應(yīng)變）。當(dāng)當(dāng)?shù)貧夂驎円箿夭钕喈?dāng)大時(shí)，瀝青而層中產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力重復(fù)作用亦造成溫度疲勞開裂，以橫向裂縫居多。2、另外構(gòu)造物與鄰接路面的剛度差異也是造成出現(xiàn)橫向裂縫的一點(diǎn)原因。例如在橋梁、涵洞或通道兩頭由于填土固結(jié)或者沉陷引起的

6、裂縫是橫向裂縫。（二）、縱向裂縫形成的原因：縱向裂縫的產(chǎn)生原因大致有兩種情況,1、由于路基施工時(shí)壓實(shí)度不均勻，在使用過程中，路面產(chǎn)生了不均勻沉降而引起，常見于半填半挖路段或?yàn)橼s工期而快速施工的道路。2、在瀝青面層施工中，,用瀝青攤鋪機(jī)分幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬未處理好，在行車荷載作用下，也易形成縱向裂縫。另外，急剎車產(chǎn)生的車轍邊緣往往也會(huì)有縱向裂縫。（三）、反射裂縫形成的原因反射裂縫主要多出現(xiàn)于半剛性基層或舊水泥混凝土路面中。根據(jù)國外研究結(jié)果，舊水泥混凝土路面上瀝青加罩層的反射裂縫主要來源于2部分，即水泥路面接縫處的應(yīng)力集中和瀝青加罩層底部的彎拉應(yīng)力。1、應(yīng)力集中。在瀝青罩面層與水泥混凝土路面結(jié)合良

7、好的前提下，水泥路面接縫處應(yīng)力集中使得裂縫直接擴(kuò)展進(jìn)入罩面層，而應(yīng)力集中來源于溫度變化、行駛車輛及兩者的綜合作用。2、瀝青罩面層底部的最大彎拉應(yīng)力。在車輛荷載作用下使罩面層在接縫處產(chǎn)生最大的彎沉而相應(yīng)產(chǎn)生最大的應(yīng)力，從而使接縫頂部的瀝青罩面層成為反射裂縫產(chǎn)生的最可能部位?；鶎赢a(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青表面，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。對于半剛性基層以橫向裂縫居多，對于柔性路面上加罩的瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，取決于下承層。在舊路面上加罩瀝青面層后原路面上已有裂縫包括水泥混凝土路面的接縫的反射。（四）、汽車尾氣對路面產(chǎn)生裂縫影響：在人們的印象當(dāng)中，汽車尾

8、氣排放物主要是對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對人類的身體健康造成嚴(yán)重危害。但是通過研究分析，汽車尾氣排放物同樣對水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生有一定的影響，其作用是難以察覺、緩慢和持續(xù)的。主要有以下兩方面影響:1、汽車尾氣排放物的溫度高，作用時(shí)間短，影響范圍主要是道路表面，對路面板塊的作用近似于溫度應(yīng)力的效果。汽車尾氣排放主要由三部分組成：通過排氣管排出的內(nèi)燃機(jī)廢氣、曲軸箱泄漏的氣體以及油箱和汽化器等燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)氣體。根據(jù)研究，燃油燃燒產(chǎn)生的能量中有70%通過尾氣排放等形式散失到大氣之中，最多只有30%的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，尾氣排放的溫度較高，往往達(dá)到60一200之間，排放的高度在70mc以內(nèi)，因此越是大

9、型車輛，其尾氣排放的溫度對路面影響越大。2、尾氣排放物中的有害成份會(huì)影響到路面使用的耐久性。汽車尾氣排放的污染物主要有一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、醛及含鉛顆粒。這些污染物會(huì)吸附在水泥混凝土路面的表面，與混凝土發(fā)生作用，對混凝土產(chǎn)生“毒害”，明顯地縮短混凝土路面的壽命。汽車尾氣的排放對路面產(chǎn)生影響是不可避免的，要減小對路面裂縫的影響，主要是通過發(fā)展汽車新技術(shù)，減少和消除汽車尾氣的污染。二、裂縫形成后對道路的危害 裂縫的出現(xiàn)會(huì)使路面開裂，破壞道路結(jié)構(gòu)的完整性，同時(shí)還會(huì)帶來其他類型的路面損壞。如：在行車荷載的作用下形成啃邊、坑槽；水分通過裂縫滲入，會(huì)降低路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，與交通荷載、氣候共同作用，

10、會(huì)導(dǎo)致剝落、松散、唧泥、坑槽，產(chǎn)生新的裂縫和使原有裂縫更加嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致基層或路基產(chǎn)生凍脹、翻漿等，嚴(yán)重影響路面的使用壽命和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。裂縫的出現(xiàn)會(huì)使車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳車，造成行車不舒適，影響車速；同時(shí)會(huì)對司機(jī)和乘客心理造成壓力，影響道路的使用信譽(yù)等。對罩面層最直接的危害就是產(chǎn)生反射裂縫，影響罩面層的效果。如道路出現(xiàn)橫向裂縫要及時(shí)治理，否則灌進(jìn)雨雪水，在冬天冰凍和春季融化后，對道路的破壞將非常嚴(yán)重。進(jìn)水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個(gè)階段。第一階段，初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量凍融松散灰土粉化，材料密度降低，將面層材料拱起，出現(xiàn)驢脊背現(xiàn)象；第二階段為沿裂縫灌入雨雪水，存于水泥碎

11、石與瀝青路面的結(jié)合層之間，由于行車碾壓推擠摩擦做用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用唧出。如遇連陰雨天氣水泥穩(wěn)定層以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴(yán)重推擠，將瀝青粒料和水泥穩(wěn)定粒料磨成漿狀物唧出，及通常所說的，唧漿病害。經(jīng)過兩到三年的裂縫開閉，縫口瀝青混凝土在凍融和行車的作用下密度降低，雖然進(jìn)入冬季，一般從路面上看不見裂縫。第三階段為，形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現(xiàn)唧漿，路面出現(xiàn)坑凹，甚至出現(xiàn)搓板路，隨時(shí)間的推移，將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)路面粒料被行車推擠帶走，出現(xiàn)路表面開裂性坑槽。 道路縱向裂縫如治理不及時(shí)，長時(shí)間雨雪水的灌入，2米以外部分滑動(dòng)加快，行車道在重載車的作用下

12、，在34米部位出現(xiàn)第二道裂縫，這時(shí)第一道與第二道裂縫之間形成一個(gè)板塊，這一板塊開始下沉，出現(xiàn)順行車道區(qū)一個(gè)U 型路面帶，嚴(yán)重時(shí)對路面發(fā)生條塊形碎裂，對行車的影響非常大。 這些病害，如得不到及時(shí)治理，對社會(huì)車輛形成一種潛在的危害，也極大地縮短道路的服務(wù)壽命。設(shè)計(jì)服務(wù)8年的三級公路，可能使用幾年就將需要大修，給國家造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。 三、道路裂縫病害的預(yù)防道路出現(xiàn)裂縫由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式（強(qiáng)基薄面）和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的，但是出現(xiàn)裂縫就要及時(shí)有效的治理，并防止其發(fā)展到路面龜裂，出現(xiàn)坑槽以及碎裂等嚴(yán)重病害。（一）、橫向裂縫的預(yù)防措施 1、合理設(shè)計(jì)道路結(jié)構(gòu)及路面的厚度，以

13、滿足行車負(fù)載的反復(fù)作用，保證在道路正常使用年限內(nèi)正常使用；2、隨著交通量迅速增長和汽車載重明顯增大，相應(yīng)的道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也要跟著一起變化，那樣道路功能才能符合實(shí)際的需求；3、合理組織施工，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)連續(xù)進(jìn)行，減少冷接縫。冷接縫的處理，應(yīng)先將已攤鋪壓實(shí)的攤鋪帶邊緣切割整齊、清除碎料，然后用熱混合料敷貼接縫處，使其預(yù)熱軟化；鏟除敷貼料，對縫壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘層瀝青，再鋪筑新混合料；4、根據(jù)瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50092）要求，按本地區(qū)氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效；5、橋涵兩側(cè)填土充分壓實(shí)或進(jìn)行加固處理；沉降嚴(yán)重地段，事

14、前應(yīng)進(jìn)行軟土地基處理和合理的路基施工組織。（二）縱向裂縫預(yù)防措施1、采用全路幅一次攤鋪，如分幅攤鋪時(shí)，前后幅應(yīng)緊跟，避免前攤鋪幅混合料冷卻后才攤鋪后半幅，確保熱接縫。2、如無條件全路幅攤鋪時(shí)，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯(cuò)開15cm以上。前后幅相接處為冷接縫時(shí)，應(yīng)先將已施工壓實(shí)完的邊緣坍斜部分切除，切線須順直，側(cè)壁要垂直，清除碎料后，宜用熱混合料敷貼接縫處，使其預(yù)熱軟化，然后鏟除敷貼料，并對側(cè)壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘層瀝青，再攤鋪相臨路幅。攤鋪時(shí)控制好松鋪系數(shù)，使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。3、溝槽回填土應(yīng)分層填筑、壓實(shí)，壓實(shí)度需達(dá)到要求。如符合質(zhì)量要求的回填土來源或壓實(shí)有困難時(shí)，須作特殊處理

15、，如采用黃砂、礫石砂等。4拓寬路段的基層厚度和材料須與老路面一致，或稍厚。土路基應(yīng)密實(shí)、穩(wěn)定。鋪筑瀝青面層前，老路面?zhèn)缺谛柰克?.3-0.6kg/m2粘層瀝青。瀝青面層應(yīng)充分壓實(shí)。新老路面接縫宜用熱烙鐵燙密。5、瀝青路面攤鋪前，對下承層需認(rèn)真檢查，及時(shí)清除泥灰，處理好軟弱層，保證下承層穩(wěn)定，并宜噴灑0.3-0.6kg/m2粘層瀝青。6、原材料質(zhì)量和混合料質(zhì)量嚴(yán)格按瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50092）的要求進(jìn)行選定、拌制和施工。7、瀝青面層各層應(yīng)滿足最小施工厚度的要求，保證上下的良好連接；并從設(shè)計(jì)施工養(yǎng)護(hù)上采取措施有效地排除雨后結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水。8、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)做好交通量調(diào)查和預(yù)測工作，使路面

16、結(jié)構(gòu)組合與總體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)交通荷載要求。上基層必須選用水穩(wěn)定性良好的有粗粒料的石灰、水泥穩(wěn)定類材料。3、反射裂縫的預(yù)防措施1、采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫。2、基層混合料應(yīng)在接近最佳含水量的狀態(tài)下碾壓,要防止碾壓時(shí)含水量過小,壓實(shí)度和強(qiáng)度不足,造成強(qiáng)度裂縫。3、對分段施工的基層，在碾壓時(shí)，應(yīng)預(yù)留3-5米混合料暫緩碾壓，待下段混合料攤鋪后一起碾壓，以利于銜接。對于分層碾壓的基層，上下層的接頭應(yīng)錯(cuò)開3-5米，以減少出現(xiàn)裂縫的機(jī)會(huì)。4、合理選擇混合料的配比，控制細(xì)料數(shù)量；重視結(jié)構(gòu)層的養(yǎng)護(hù)，并及早鋪筑上層或進(jìn)封層以利于減少干縮縫。5、在舊路面加罩瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，可銑削原路面后再加罩，

17、或采用鋪設(shè)土工布、擱柵后再加罩，以延緩反射裂縫的形成。四、裂縫治理措施1、為防止雨水由裂縫滲透至路面結(jié)構(gòu)，對于細(xì)裂縫（2-5mm）可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青（如SBS改性瀝青）灌縫。灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾，并使縫內(nèi)干燥。灌縫后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。2、如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層時(shí)，應(yīng)將其鏟除；如因結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂時(shí)，鏟除面層后，需加設(shè)將路面滲透水排除至路外的排水設(shè)施。然后再鋪筑新混合料。3、如強(qiáng)度滿足要求，網(wǎng)狀裂出自瀝青面層厚度不足時(shí)，可采用銑削網(wǎng)裂的面層后加鋪新料來處理。加鋪厚度按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算確定；如在路面上加罩，為減輕反射裂縫，可

18、采取各種“防反”措施進(jìn)行處理。4、由于路基不穩(wěn)定，導(dǎo)致路面網(wǎng)裂時(shí)，可采用石灰或水泥處理路基，或注漿加固處理，深度可根據(jù)具體情況確定，一般為20-40cm。消石灰用量5%-10%，或水泥用量4%-6%。待土路基處理穩(wěn)定后，再重做基層、面層。 5、由于基層軟弱或厚度不足引起路面網(wǎng)裂時(shí)，可根據(jù)情況，分別采取加厚、調(diào)換或綜合穩(wěn)定的措施進(jìn)行加強(qiáng)。水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料是首選基層?；鶎蛹訌?qiáng)后，再鋪筑瀝青面層。6、縫寬小于2mm時(shí)，可不作處理。治理的目的主要是防止不讓雨雪水灌入縫內(nèi)，將裂縫封住，通常叫做灌縫。治理的方法過去一直延用4070號(hào)熱瀝青灌縫，近年來也有不少單位用乳化瀝青灌縫，由于灌縫材料是液體材料，可灌至裂縫深處，乳化瀝青灌入后經(jīng)過破乳、水分蒸發(fā)后，原灌滿的裂縫又出現(xiàn)一定空隙，經(jīng)過610次反復(fù)灌注直至