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路面反射裂缝的研究(可编辑)

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路面反射裂缝的研究(可编辑)路面反射裂缝的研究(可编辑) 路面反射裂缝的研究 题 目:路面反射裂缝的研究 学习中心: 层 次: 专科起点本科 专 业: 年 级: 年 春/秋 季 学 号: 学 生: 内容摘要 反射裂缝是指已开裂的旧沥青路面或水泥路面内的裂缝在交通荷载和温度荷载的反复作用下反射到新加铺面层上形成的裂缝。而对于半刚性基层沥青路面,反射裂缝特指由于半刚性基层在温度梯度和湿度变化下先产生收缩开裂,而后沿开裂基层向上方反射到沥青面层形成的裂缝。反射裂缝是半刚性基层沥青路面裂缝的主要形式,它破坏了路面结构整体性和连续性并在一...

路面反射裂缝的研究(可编辑)
路面反射裂缝的研究(可编辑) 路面反射裂缝的研究 题 目:路面反射裂缝的研究 学习中心: 层 次: 专科起点本科 专 业: 年 级: 年 春/秋 季 学 号: 学 生: 内容摘要 反射裂缝是指已开裂的旧沥青路面或水泥路面内的裂缝在交通荷载和温度荷载的反复作用下反射到新加铺面层上形成的裂缝。而对于半刚性基层沥青路面,反射裂缝特指由于半刚性基层在温度梯度和湿度变化下先产生收缩开裂,而后沿开裂基层向上方反射到沥青面层形成的裂缝。反射裂缝是半刚性基层沥青路面裂缝的主要形式,它破坏了路面结构整体性和连续性并在一定程度上导致结构强度的削弱(如裂缝处弯沉增大,回弹模量降低等)。 本文主要对路面的反射缝进行了研究,首先本文介绍了路面反射缝的国内外研究现状,然后具体分析了反射裂缝产生的原因及解决方法,最后列举实际工程中处理路面反射缝的方法,对前面的理论进行了验证。 关键词:路面病害;反射裂缝;成因分析;处理措施 目 录 内容摘要 I 引 言 1 1 路面反射裂缝研究现状 2 1.1 国外研究现状 2 1.2 国内研究现状 2 1.3 本文研究主要内容 3 2 路面反射裂缝分析 4 2.1 反射裂缝产生的原因 4 反射裂缝的分类 4 产生反射裂缝的主要原因 5 反射裂缝对路面的不利影响 7 2.2 反射裂缝的处治 解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 8 增加沥青面层的厚度 8 铺设沥青碎石结构层 8 铺设土工织物 9 应力吸收层 9 锯切横缝 10 3 工程实例分析 11 3.1 工程实例的具体内容 11 工程概况 11 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 情况 11 3.2 裂缝原因分析 11 3.3 处治方法 12 4 结 论 15 参考文献 16 引 言 鉴于半刚性沥青路面强度、平整度及抗行车疲劳性能等优点,半刚性沥青路面已成为目前中国高等级公路路面的主要形式。然而随着这种结构的大量使用,发现其存在着严重的裂缝问题,并已成为该结构的主要问题。反射裂缝是沥青 路面裂缝的主要形式,它的存在破坏了路面结构的整体性和连续性,并一定程度上导致结构强度的削弱(如裂缝处弯沉增大,回弹模量降低等)。而且随着雨水和雪水的浸入,基层变软,在大量行车荷载反复作用下,导致路面强度大大降低产生冲刷和唧泥现象,使裂缝加宽,裂缝两侧的沥青面层碎裂,加速沥青路面的破坏,影响路面的使用性能。反射裂缝本身对沥青加铺层的性能影响不大,但裂缝一经出现,水分便趁机而入,水分的侵入不仅会湿软地基,使得路面的承载能力下降,而且在交通荷载作用下会冲刷基层,造成沥青面层的卿浆,引起路面病害的进一步发展。 本文旨在研究路面反射缝的形成原因及相应的解决措施,且根据工程实例来验证本文所提出的理论的可靠性与实用性,希望本文可以对相关路面病害研究者有所帮助。 1 路面反射裂缝研究现状 反射裂缝是半刚性基层沥青路面普遍存在的损坏形式(研究表明,反射裂缝的出现是由于在荷载应力及温度应力综合作用下,既有裂缝处的路面结构层中产生应力集中,反复作用导致对应的沥青面层底部首先疲劳开裂并迅速向上反射贯穿整个沥青面层。因此,欲通过增加应力吸收层达到防治反射裂缝的目的,要求应力吸收层材料方面有足够大的抗拉、抗剪能力;另一方面,具有良好的耐疲劳性能(目前常见的应力吸收层材料很难同时满足上述两方面的要求[1][2][3]。 1.1 国外研究现状 国外在上个世纪30年代就开始尝试应用沥青面层来改善水泥混凝土路面的工作性能,但从70年代初期开始,人们才认真以复合式路面的反射裂缝为研究对象,30多年来,针对复合式路面的反射裂缝问题,世界各国先后作了大量的研究工作。为了交流研究成果,总结工程应用经验,1989年在英国召开了首届“路面反射裂缝与抗裂 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 国际会议”,其后,又分别在比利时和荷兰召开了第二届、第三届国际学术会议,从会议交流的成果来看,关于反射裂缝产生与发展的机理已达成如下共识[4]: 温度应力是引起反射裂缝的产生并参与了其最初发展,荷载应力加速了裂缝的发展。另外还普遍认为反射裂缝是旧路面裂缝应力集中直接作用的结果,集中的应力使得裂缝直接扩展进入加铺层。针对裂缝的产生与发展机理,国外己有如下几种运用的比较熟练的防治反射 裂缝的方法: (1)改善加铺层组成设计,主要是改性沥青的使用; (2)在开裂老路面与加铺层之间加铺一层应力/应变吸收薄层; (3)土工隔栅加筋。 国外大量的研究表明,沥青加铺层材料质量越好,阻裂效果越好。若铺设了阻裂层 或应力/应变吸收薄层 ,阻裂的效果主要取决于阻裂层所用材料,而且,阻裂层距离裂尖越近,效果越好,反之越差。 1.2 国内研究现状 相对于国外研究应用现状而言,我国在这方面的研究尚处于起步阶段。我国对旧水泥混凝土路面修复技术的研究始于上世纪八十年代末九十年代初期国家科技工作引导性项目《我国水泥混凝土路面发展对策及修复技术研究》课题中分题《高等级道路修建水泥混凝土路面的研究》,其重点对数据的采集方法、调查和测定方法进行统一的规定,在此基础上提出各个路段相应的养护、加强和改建的措施。 在国内,河南、江苏、河北、山东等省都对反射裂缝机理进行理论分析,并依托工程修筑了许多水泥混凝土路面沥青加铺层的复合式路面结构。这些研究对反射裂缝的开裂和发展进行了一定的理论分析,在工程中铺设土工织物、应力吸收层及增加沥青层厚度等防治反射裂缝措施。通过室内试验和工程应用,分析了影响反射裂缝产生和发展的相关因素,提出了具有一定效果的反射裂缝处治措施,也积累了一些施工经验。但是,反射裂缝问题至今在国内外未能彻底解决。前面提到,反射裂缝的产生主要是由温度应力引起,而我国的沥青路 面设计方法引入相应设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 来考虑开裂问题时,着重考虑荷载的影响,对温度效应,只是在分析荷载效应时考虑温度对于沥青混合料材料参数 如劲度模量 的影响,对于温度收缩本身一般不太重视,显然对于设计指标应加以完善。自“七五”以来,国内道路工程界对于沥青路面的开裂机理、破坏模式、沥青混合料的抗裂性能与参数、沥青路面的温度收缩效应以及抗裂措施等方面进行了大量的研究,对于改善沥青路面的开裂问题起到了积极作用,但对反射裂缝的力学分析还缺乏系统性,对各种反射裂缝处治措施的对比也缺乏试验路研究,这些问题都有待于进一步探讨[5]。 目前,我们没有完全掌握反射裂缝的产生和发展机理,无法从根本上消除反射裂缝的产生,而只能提出减少、延缓反射裂缝的措施。 1.3 本文研究主要内容 本文主要对路面的反射缝进行了研究,首先本文介绍了路面反射缝的国内外研究现状,然后具体分析了反射裂缝产生的原因及解决方法,最后列举实际工程中处理路面反射缝的方法,对前面的理论进行了验证。 2 路面反射裂缝分析 2.1 反射裂缝产生的原因 反射裂缝的分类 旧路面或半刚性基层开裂后,由于裂缝不能很好的传递拉应力和剪应力,使基层失去了抵抗应力作用。当旧路面或基层由于长期的温度影响和重复的交通荷载作用发生水平移动或竖向移动时,在沥青面层中会引起裂缝尖端应力集中。相关有限元计算结果表明[6]:面层与带裂缝的半刚性基层间裂缝尖端处的应力高达1.131MPa,证实了裂缝尖端的应力集中和奇异性,从而证明了反射裂缝由下而上的形成机理。经常把温度变化引起的反射裂缝称为温度型反射裂缝,相应地,把交通荷载引起的反射裂缝称为荷载型反射裂缝,如图2-1,2-2。 图2-1半刚性基层路面结构 图2-2路面反射裂缝 1、温度型反射裂缝 季节性温度变化时在沥青面层中引起的拉应力由三部分构成:(1)基层的收缩变形在面层的裂缝处产生拉应力;(2)沥青面层也会因低温产生收缩,其长度有减小的趋势,在裂缝的正上方,面层的收缩抵制基层在此处的开裂,这样就会在面层中产生附加应力;(3)当基层或旧路面与面层没有完全粘结在一起时,前两部分产生的拉应力要产生应力松弛,导致应力减小。沥青面层中的总应力由这三部分应力叠加,总应力若超过面层混合料的抗拉强度,面层就会产生裂缝[7]。 日气温变化也会在面层中产生应力,虽然日气温变化小,但变化频率高。日气温变化时会在基层中产生温度梯度,傍晚气温降低时上部温度低,下部温度高,上部收缩更为厉害,因而产生翘曲变形,导致裂缝进一步扩展。 2、荷载型反射裂缝 交通荷载驶经裂缝或接缝的过程分为三个阶段:(1)荷载位于裂缝一侧时,裂缝两侧产生较大的相对位移,在沥青面层中产生剪切应力;(2)荷载位于裂缝正上方时,两侧相对位移几乎为零,沥青混凝土面层主要承受弯拉应力作用;(3)荷载驶离裂缝或接缝时,在沥青面层中产生与第一次相反的剪切应力。在整个过程中,面层受两次剪切一次弯拉作用,结果导致反射裂缝,荷载因素为主要因素。 由于各地区的温度状况不同,交通量及路面材料结构的差异,反射裂缝有可能主要由温度引起,也可能主要由交通荷载引起,或者是二者兼而有之。因此对反射裂缝的成因有不同的观点。研究表明,反射裂缝的成因除了与各地区的温度状况,交通量及路面材料结构有关外,还有一点,也是经常被忽视的一点,就是基层或原有路面在接缝处的传荷能力。如果接缝或裂缝宽度大,表面较平整,则传荷能力小,荷载不能及时传递下去,交通荷载在反射裂缝形成过程中就是主要因素;如果接缝或裂缝宽度小,表面凸凹粗糙不平,则传荷能力大,交通荷载较快传到下面的结构层中,对反射裂缝形成的贡献较小,此时温度是主要因素。照此观点,半刚性基层反射裂缝主要由于温度产生,而旧的水泥路面上加铺沥青罩面层产生的反射裂缝交通荷载则是主 要因素。因此,分析反射裂缝时,二者应加以区分。此外,基层或旧路面与面层的粘结力也是不可忽略的因素[8]。 产生反射裂缝的主要原因 1、混合料的性质 沥青混合料是由沥青、粗骨料、细集料、填料等矿料与沥青拌合而成的混合料。它的强度由两部分组成:矿料之间的粘聚力和内摩阻力,沥青与矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力。沥青混合料中集料级配不佳,石料偏少,沥青原材料低温延性差;沥青老化严重,沥青用量过少,沥青不能形成结构沥青膜来粘结矿料颗粒,使沥青与矿料间的粘附力减小,都会造成路面裂缝。因此,在合理选配混合料级配时,应兼顾其高温稳定性,疲劳性能和低温抗裂性能,以及路表特性和耐久性等各方面的要求。 2、基层材料的性质 由于半刚性路面的承载能力取决于半刚性基层和半刚性底基层混合料的强度和厚度,因此基层材料的性质和基层的整体质量对沥青路面的使用性质和寿命有重要影响。半刚性材料的干缩系数是指半刚性混合料中水分减少时产生收缩的程度,其干缩应变决定它的基层裂缝[9]。干缩应变愈大,基层愈容易产生干缩裂缝。基层开裂后,会增加其上沥青面层的裂缝数量。因此,应选择优质级配碎石作为基层材料,使用温缩和干缩系数低的基层材料、抗裂性较好的基层材料。严格控制基层石料级配,保证骨料的含量,并尽可能减少细料含量,杜绝离析现象的发生。当基层厚度增加时,其承载能力也迅速增加。 试验证明,半刚性基层厚度由10cm增加到25cm时,其承载能力提高为原来的3倍。除有较多重荷载通行的高速公路外,基层厚度有20cm就足以满足需要。为了满足设计弯沉值的需要,可以用水泥、石灰和粉煤灰稳定就地土做底基层。 3、交通量和车辆类型 目前道路上超载、重载车辆迅速增加,随着使用年限的增长,引起路面承载力下降,其强度不足以承担车辆荷载或者反复循环荷载的作用。这些车辆造成累计当量轴次增大,从而引起设计弯沉值减小、路面基层或底基层抗拉强度不足、路面面层剪切破坏,从而产生横向裂缝、网裂、坑槽和沉陷变形。不论何种裂缝,在行车荷载的作用下都会加速路面破坏。 4、气温条件 冬季气温下降,沥青面层在低温(通常为负温)时由于材料收缩而产生低温裂缝,半刚性基层因温度和湿度变化而产生的干缩裂缝或温缩裂缝会反射到沥青面层,形成反射裂缝[10]。若路基含水量大,冬季冻胀会将路面拱起而断裂。雨水是加速裂缝形成、扩大以及路面破坏的催化剂。 当环境温度发生变化,沥青路面材料温度也随之而变化,温度应力便在有约束力的沥青结构层内产生。在一般温度条件下,沥青混合料由于具有良好的应力松弛性能,一部分温度应力会被松弛掉,另一部分被积累下来。假定降温时,沥青混合料的收缩系数为,温度每下降,沥青路面单元内产生的应变为。按照线性叠加原理,沥青面层材 料在时刻t的累计温度应力为: (2-1) 式中:―时刻的路面材料应变 ―时刻路面温度 ―应力松弛时间 ―松弛弹性模量 当累积温度应力超过材料的抗拉强度时,沥青路面变产生开裂。 5、施工因素 施工接缝处理不当,在两次施工的接头、接缝处处理不当,没进行刷油或热处理等,会出现纵横向裂缝等病害。 路基碾压不均匀,出现填土局部未压实或两侧密实度不够,使路基产生不同程度沉陷,形成裂缝。在基层施工过程中,灰土的上、下横接缝因重叠或搭接过少而出现裂缝。施工接缝处理不当、碾压方式不正确产生横向裂缝。 反射裂缝对路面的不利影响 反射裂缝主要对路面性能和耐久性产生不利的影响。这些不利影响包括: (1)防水性降低 路表出现任何裂缝,都会使路表水有机会进入路面结构内部,甚至进入对湿度敏感的路基土中。 (2)引起路基过大压应力 由于存在裂缝,造成路面板体不连续,在交通荷载作用下将加大 板体边缘的变形,从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面。 (3)增大路面应力和变形 上述的路面结构板体边缘变形,会在路面结构内(尤其基层)产生很大的应力和变形,在交通荷载作用下将缩短这些结构层的寿命。 (4)磨耗层沿裂缝的破坏 在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。 2.2 反射裂缝的处治 解决方案 增加沥青面层的厚度 采用较厚(大于15cm)的沥青面层,一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,减少层内的弯曲应力和剪切应力;另一方面,裂缝从底面反射到顶面需要经历的距离变长,这样可以延缓甚至阻止反射裂缝的产生,延长路面的使用寿命。国内外的一些工程实践也表明,采用较厚的沥青面层对延缓基层反射裂缝有较好的作用但经济性不高。为了减少反射裂缝,许多国家在采用半刚性材料基层或贫混凝土基层(同样存在反射裂缝问题)时,对沥青面层的最小厚度做了规定[11]。 表2-1国外半刚性基层或贫混凝土基层上沥青面层最小厚度或常用厚度 铺设沥青碎石结构层 采用具有一定厚度的优质级配碎石作为上基层,而半刚性材料作为下卧层,这种上柔下刚式的“组合基层”在很大程度上能够防止和减少半刚性基层反射裂缝,同时级配碎石基层还能充当具有排水功能 的基层。级配碎石层是由特粗式开级配沥青碎石混合料所组成[12],具有20,,35,的空隙率,它提供了一种散逸运动的方式,能够把交通荷载与环境温度作用下所引起的原水泥混凝土路面板产生的运动消散掉。 采用级配碎石或沥青碎石中间层防裂,在国内外不少地区已有使用。沥青碎石材料根据密实度分为三种:密级配、开级配及半开级配。密实级配沥青碎石(空隙率小于10%)采用的集料最大公称粒径通常较大,又称为大粒径沥青碎石(Large Stone Asphalt Mixture,简称LSM),其模量大、强度高,主要作为基层使用。作为防治反射裂缝中间层使用的沥青碎石,一般采用空隙率大于10%的半开级配或开级配(Asphalt Macadam,我国规范简称AM),空隙率大,模量低,具有一定的吸收应力、应变的能力,裂缝在其内部发展缓慢。 铺设土工织物 土工织物在国外自80年代以来广泛被使用,多用于具有严重裂缝旧沥青路面或水泥路面上加铺沥青新面层的中间防裂层,品种多为编织尼龙、无纺聚丙烯和玻璃纤维几种,其中以无纺聚丙烯(Petromat)效果较好,总的研究结果表明防裂效果有好有坏,一般来说土工织物中间层对于垂直差动位移和水平位移较大(温缩严重)的情况效果不大,此外其防裂效果可能较短暂[13]。 采用聚丙烯或者聚酯织物和聚乙烯、聚丙烯或聚酯无纺织物及玻璃纤维等置于沥青层底,对沥青层起加强作用,而且也是一种防水层。所用粘层沥青必能填充织物的孔隙。当基层接缝较宽,又未填封,便 不会有足够的沥青渗入织物织物也就起不到防水的作用。土工织物的物理力学性质,如抗腐蚀、耐热、抗强度、顶破与撕裂强度以及变形特性等,应满足路用性能的要求。 应力吸收层 通常采用高弹性聚合物改性沥青和特殊级配集料组成的一种具有高弹性、不渗透性、柔韧但高温性能很好的沥青混合料层设置在刚性基层与沥青面层之间,其厚度为10,50mm,模量为10,100MPa。其作用是改善沥青混凝土和水泥混凝土基层的层间结合状况,从而减少反射裂缝,同时也减少应力集中现象,减少荷载作用应力[14]。 应力吸收层在结构中可以将向上传递的应力(刚性基层裂缝处产生的集中应力)分散在较大的面积。应力经应力吸收层分散以后,可以延缓沥青面层产生反射裂缝的时间,而且应力经分散后可使面层分散裂缝也分散,不再集中在刚性基层的裂缝处。同时,由于应力吸收层的柔韧性,尽管裂缝向上反射,但应力层本身不会断裂,在一定程度上保护了沥青面层。应力吸收层设计原理是利用高弹性聚合物材料吸收水泥混凝土板温度和行车荷载应力,并消散水平和竖向位移,同时防止表面下渗,保护底基层或垫层及路基。因此,应力吸收层不但可以延缓反射裂缝,还可以消减行车荷载在水泥混凝土板接缝处产生的位移对沥青面层的疲劳破坏,以及防止水对刚性基层以下结构层及路基的侵蚀作用,这些都是目前其他防治反射裂缝方法所不可比拟的。 锯切横缝 在沥青面层上,在混凝土基层的接缝位置锯切横缝,在横缝内填入封缝料,保持有效地密封[15][16]。防止水或异物进入,从而来延缓反射裂缝向上扩展的速度。在二十世纪九十年代,美国东北部12个州的锯缝和灌缝的工程实践表明,这种方法效果较好,但要求对横缝进行有效密封,否则会引起其他病害。 3 工程实例分析 3.1 工程实例的具体内容 工程概况 武汉天河机场高速路全长17.8km,路宽28.2m,双向四车道,设计时速100km。其中穿越东西湖区路段长约5km,道路一侧为武汉市排污明渠机场河,另一侧为渔塘与稻田。全部工程于1992年8月开工,1994年10月完工,通车后约一年,该段路面开始出现少量裂纹,逐渐发展为5,15mm宽的沿道路方向的裂缝,有的不到1m,有的长度3,4m,还有的长达数十米,断断续续,时有贯通;还有些横向裂缝和弧形裂缝。影响视觉效果和行车。 工程施工情况 由于该段地形复杂,又是填方区,填土高度一般在2m,4m,为保证机场按时通航,时间上不允许采用深层处理软基措施。故设计上采用分期填筑方法,第一期作路堤和过渡路面,第二期等路基稳定后作正式路面。过渡路面为沥青混凝土,基层采用二灰土(石灰、粉煤灰、土)做下基层,二灰碎石(石灰、粉煤灰、碎石)做上基层,施工过程中因粉煤灰缺货而改用水泥石屑基层。 路堤基本上是在原排污明渠机场河堤埂基础上加宽加高形成的,但路段走向及标高根据高速公路线型需要与老堤埂并不完全平行,有时堤埂在路左侧,有时在路右侧,填土高度也时有变化。因此,路基填土有的落在已固结多年的老堤埂上,有的落在堤外淤泥或塘底淤泥上。填土前先将堤上草皮清除,并挖台阶,然后分层填土,设计要求填土 密实度达到93%。施工中,由于工期较紧,对淤泥层清除不彻底。在施工过程中,多处高填方路段出现塌方,塌方后采用护坡桩方法及水泥搅拌桩固结、反压护道等稳定措施。 3.2 裂缝原因分析 通过对裂缝仔细观察,结合地质资料和设计、施工情况,分析裂缝大致可分成以下三类: (1)一种裂缝是由于老堤埂上新填土不均匀沉降引起的路面反射裂缝,因为老堤埂已固结多年,它的存在使堤埂范围内外的填土的厚度及密实度存在很大差异,因此必然出现不均匀沉降,在陡变部位就引起路面裂缝,故称之为反射裂缝。这类裂缝长而直,往往长达数十米,走向与老堤埂基本一致;缝宽也较大,有的达5mm-10mm,没有错距高差。这种裂缝一般比较深,危害较大。 (2)第二种裂缝也是反射裂缝,它是由于过渡路面基层采用水泥石屑基层和二灰碎石基层引起的,因为水泥石屑和二灰碎石基层均为半刚性基层,具有强度高、稳定性好、刚度大等特点,不足之处是性脆、抗变形能力差,在温度或湿度变化及在荷载作用下易产生开裂,这种裂缝常常要扩展到沥青面层,形成“反射裂缝”。这类裂缝断断续续,长度一般几十厘米,但比较密集,宽度一般在5mm以下,也没有错距高差。这种反射裂缝通常被认为是半刚性基层沥青路面主要缺陷之一。半刚性基层沥青路面已成为我国高等级公路沥青路面主要形式,常用的半刚性基层有水泥稳定粒料土类、石灰稳定粒料土类和石灰、粉煤灰稳定粒料土类。虽然这类基层具有耐久性好、强度高、造 价低等许多优点,但在其上修建的沥青路面往往建成通车1,2年后相继出现裂缝。初期产生的这种裂缝对行车无明显影响,但随着表面雨水或雪水的浸入,在大量行车荷载反复作用下,会导致路面强度明显降低,产生冲刷和积泥现象,使裂缝加宽,裂缝两侧的沥青面层碎裂,加速沥青路面的破坏,影响沥青路面的使用性能,其危害也不可低估。 (3)第三种裂缝是由于路基下淤泥层塑流和蠕变引起的土体结构裂缝,它的特点是:第一,主要出现在路中部分;第二,往往出现在路基填土已经历经半年至一年的自身固结之后;第三,延时很长,往往历时几年甚至十几年。其原因是在淤泥层上筑路,开始是路中间部位沉降量最大,靠外侧边坡部分沉降量小,道面横向变形呈凹形,使路面受到横向挤密。淤泥向两侧外挤,中间渐薄,两侧相对增厚。这时尚不出现裂缝,过了数月至数年,中间沉降先减缓或趋于稳定,塑流挤出完全停止。但两侧底部淤泥产生蠕变,有后效性的流变变形,淤泥层渐薄。这时,路面由受压转向为受拉。于是出现路中心部位的纵向裂缝。 3.3 处治方法 在路基新旧土体结合处,为了避免裂缝出现,一般措施都是对旧土体挖台阶和提高路基填土密实度。但根据经验,仅仅采取这些措施远远不够,仍然难以避免路面开裂。若在新旧土体结合处铺筑土工合成材料、土工隔栅等,就能较好地避免和减缓路面反射裂缝出现,从而大大降低了道路的养护费用。 软土地基上路堤在设计上宜在软土层上设置砂垫层,既起排水固结通道作用,又能扩散路堤基底应力,从而提高路堤的稳定性。软土路堤在填筑过程中,为避免发生侧向滑移、纵向开裂,必须注意严格控制施工速率。本工程在施工过程中就发生过侧向滑移。 由于软土的蠕变是十分普遍的现象,即使在相当小的剪切荷重作用下,其变形可能长期发展,这种蠕变的速度虽然很小,每年仅几厘米,但由于持续时间相当长,有的长达几十年。因此其危害仍然不可低估。为监测蠕变发展情况,应对路面开裂情况及修补情况作好纪录,同时,设立水平及垂直位移监测,以预防蠕变造成的危害。 软土地基上路堤在设计上路面横坡应增大0.5,1%作为预留坡度,因为要通过地基处理来完全消除工后沉降是不现实的,工后修补不可避免。高路堤软基处理不能完全消除工后沉降包括两层含义:一是工后沉降不可能为零;二是工后沉降不能满足地基处理设计的控制标准。上海地区高速公路工后沉降控制指标为:路桥连接段高路堤控制工后沉降为10cm,结构物之间的高路堤段控制工后沉降为30cm。根据上海几条高速公路建成通车后3.5,8年内高路堤的沉降观测资料,工后沉降量基本都超过10cm,最大的工后沉降超过50cm,路堤断面沉降呈现锅底状,路面横坡改变随着时间与沉降的增大而增大,而路堤高度在4,5m左右时,若工后沉降为30cm,通车后横坡变化约0.7%。可见,在设计上对路面横坡增大0.5,,1,,工后沉降引起横坡变化后,仍能满足排水要求。大大节省修补难度和成本。 根据研究,为延缓和减轻半刚性基层对沥青路面引起的裂缝,可 采取以下做法: (1)进行半刚性基层设计时,选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系数小和抗拉强度高的半刚性材料。 (2)选用优质沥青或改性沥青。 (3)在满足稳定度同时,选用针入度较大的沥青。 (4)采用密实沥青混凝土,在其表面作一封层。 (5)在沥青面层碾压结束后,锯横向通缝。 (6)面层较薄时,采用级配碎石中间层。 不论何种裂缝,裂缝本身一旦出现。就必须尽早采取封闭处理,因为,由于无论何种类型的沥青混凝土面层总会透水,且半刚性基层的反射裂缝 将加大沥青混凝土面层的漏水,如不及时将水排除,水将浸入到半刚性基层,会严重影响其稳定性,雨水进一步渗透到路基粘土后会产生湿胀,使裂缝扩大从而影响交通,裂缝贯通到一定深度就还有可能产生土体滑动,从而影响路面的整体强度。因此,沪宁高速公路在基层顶面 设置了沥青封层,以减少半刚性基层的反射裂缝对沥青混凝土面层的影响,并阻止透过沥青混凝土面层的水进一步浸入基层。 4 结 论 随着公路的发展,道路基层采用的机构类型绝大多数为半刚性结构。但裂缝是其常见的病害,裂缝的出现不仅使沥青混凝土路面质量下降,而且带来路面病害的恶性循环。降水可导致路基整体强度降低,在交通荷载的反复作用下,随着此局部区域的逐渐弱化,外部水更易侵入,引起路面下陷。增加养护费用和减少道路使用寿命,研究如何预肪半刚性基层裂缝和处理路面反射裂缝意义重大。 综合本文,半刚性基层沥青路面的反射裂缝形成原因复杂,影响因素诸多,与材料性能、结构层组合设计、温度循环、车辆荷载疲劳作用以及施工工艺有关。其防治是一项复杂的工作,必须根据相关因素作出全面考虑,采取切实可行的措施才能取得预期的效果。本文主要对路面的反射缝进行了研究,首先本文介绍了路面反射缝的国内外研究现状,然后具体分析了反射裂缝产生的原因及解决方法,最后列举了实际工程中处理路面反射缝的方法,对前面的理论进行了验证。 参考文献 [1] 沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策.人民交通出版社,2004. 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