瀝青路面病害及形成原因
瀝青路面裂縫是公路路面各類破損中更常見、更易發生的早期病害之一,它幾乎伴隨著瀝青路面整個使用期,并隨著路齡的增長而加重。瀝青路面出現裂縫不但影響路容美觀和行車的舒適性,而且容易擴展造成路面結構性破壞,縮短路面的使用壽命。瀝青路面出現裂縫應及時用灌縫膠或者貼縫帶進行灌縫修補,否則雨水及其他雜物就會沿裂縫進入面層結構及路基,導致路面承載能力下降,加速路面局部或成片損壞。瀝青路面更常見的早期病害為:橫縫、縱縫、交叉裂縫。
從上述圖片上我們可以看到不同路段路面病害產生的情況。這些裂縫是瀝青路面更早期,更易發生的病害,也是不可避免的。在裂縫還沒有發生進一步如龜裂、網裂等情況下,選擇適當的修補方式及時處理是十分必要的。瀝青裂縫產生的原因主要為:
1、新建公路碾壓的不足,填土未壓實或兩側密實度不均,產生不均勻的深陷而形成裂縫。 2、路基填挖結合部或填高沿橫向變化較大處理地段,其裂縫是連續的。 3、橫向裂縫起初大多出現于路面兩側,逐漸發展而貫通全路幅。這類病害的主要原因為溫度疲勞裂縫或稱由溫度應力引起的溫度裂縫及基層開裂導致的反射裂縫。 4、瀝青未達到適合于本地區氣候條件和使用要求的質量標準,致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應力(應變)大于瀝青混合料的抗拉強度(應變)。 5、橋梁、涵洞或通道兩側的填土產生固結或地基沉降。【理論分析】橫向裂縫形成是與路中線近乎垂直的裂縫,間或伴有少量支縫。橫向裂縫主要是由溫度應力引起的溫度裂縫和基層開裂導致的反射裂縫。路面面層低溫收縮是產生橫向溫度裂縫的主要原因。當瀝青路面在氣候變化下產生的累計溫度應力超過瀝青路面的抗拉強度時,便會首先在瀝表混合料抗拉強度的薄弱面或某點開裂。開裂后,裂縫尖端產生應力集中而繼續發展并貫穿整個瀝青面層。瀝青混凝土的低溫針入度、低漸感溫比及流變指數對瀝青混合料的抗裂性能影響較大。低溫針入度越大,代溫感漸比越小以及瀝青低溫的流變指數越小,則其低溫抗裂性能越好。低溫模量較低且收縮系數小的瀝青混合料產生的溫度應力較小,同時變形能力較強且強度也較高的混合料低溫抗裂性能較為。 盡管這些表面裂縫對路面結構的承載能力暫沒有影響,但是對磨耗層的耐久性和功能壽命有強裂的影響,同時由于這類裂縫上寬下窄,水和其他雜質更容易滲入到路面結構中。它發生在瀝青路面表層,從瀝青面層向下擴展,并沿輪跡帶的方向延伸,它隨著路齡的增長,可能會擴展穿透磨耗層、粘結層、甚至整個瀝青面層。瀝青路面裂縫形成后,在行車荷載和溫度應力的反復作用下,會不斷擴展延伸,直至貫穿整個路面結構。根據斷裂力學理論,裂縫擴展主要有3種模式(如圖2):拉裂(Ⅰ型)、剪裂(Ⅱ型)和撕裂(Ⅲ型),所以縱向裂縫另外一種產生原因是行車荷載作用引發的。由溫度變化產生的應力也是導致裂縫擴展的一個重要因素,這種破壞主要發生在冬季降溫天氣。 以上分析的是針對瀝青公路路面裂縫產生的主要原因,另外也不排除多種原因復合出現的如: 1、路基加固處理不當,路基邊緣浸水,導致路基濕軟、承載力不足,形成啃邊,有時也會導致路面邊緣的裂縫(下圖.Ⅰ型)。 2、混合料攤鋪時接縫處理不當,路基邊啃邊,有時也會導致路面邊緣的裂縫。 3、混合料攤鋪時接縫處理不當、壓實度未達到要求,或攤鋪時間過長等造成路面滲水,在行車荷載作用下形成裂縫。 4、瀝青含蠟量偏高以及其它質量上的原因,延度偏于下限或瀝青老化、變質,抗拉強度降低,長期在行車荷載的作用下也會形成縱向裂縫(下圖3.Ⅱ型)。 5、車輛荷載在瀝青面層輪跡帶上重復作用導致深陷而在行車道上形成W或U形車轍。這時輪跡帶兩側由于拉應力的反復作用而產生縱向疲勞裂縫。 相關閱讀:
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