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沥青路面病害及形成原因

文章出处:网责任编辑:作者:LS人气:-发表时间:2021-05-27 14:17:00

沥青路面裂缝是公路路面各类破损中最常见、最易发生的早期病害之一,它几乎伴随着沥青路面整个使用期,并随着路龄的增长而加重。沥青路面出现裂缝不但影响路容美观和行车的舒适性,而且容易扩展造成路面结构性破坏,缩短路面的使用寿命。沥青路面出现裂缝应及时用灌缝胶或者贴缝带进行灌缝修补,否则雨水及其他杂物就会沿裂缝进入面层结构及路基,导致路面承载能力下降,加速路面局部或成片损坏。沥青路面最常见的早期病害为:横缝、纵缝、交叉裂缝。

  

从上述图片上我们可以看到不同路段路面病害产生的情况。这些裂缝是沥青路面最早期,最易发生的病害,也是不可避免的。在裂缝还没有发生进一步如龟裂、网裂等情况下,选择适当的修补方式及时处理是十分必要的。沥青裂缝产生的原因主要为:

 

1、新建公路碾压的不足,填土未压实或两侧密实度不均,产生不均匀的深陷而形成裂缝。

2、路基填挖结合部或填高沿横向变化较大处理地段,其裂缝是连续的。

3、横向裂缝起初大多出现于路面两侧,逐渐发展而贯通全路幅。这类病害的主要原因为温度疲劳裂缝或称由温度应力引起的温度裂缝及基层开裂导致的反射裂缝。

4、沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。

5、桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。【理论分析】横向裂缝形成是与路中线近乎垂直的裂缝,间或伴有少量支缝。横向裂缝主要是由温度应力引起的温度裂缝和基层开裂导致的反射裂缝。路面面层低温收缩是产生横向温度裂缝的主要原因。当沥青路面在气候变化下产生的累计温度应力超过沥青路面的抗拉强度时,便会首先在沥表混合料抗拉强度的薄弱面或某点开裂。开裂后,裂缝尖端产生应力集中而继续发展并贯穿整个沥青面层。沥青混凝土的低温针入度、低渐感温比及流变指数对沥青混合料的抗裂性能影响较大。低温针入度越大,代温感渐比越小以及沥青低温的流变指数越小,则其低温抗裂性能越好。低温模量较低且收缩系数小的沥青混合料产生的温度应力较小,同时变形能力较强且强度也较高的混合料低温抗裂性能较为优良。

尽管这些表面裂缝对路面结构的承载能力暂没有影响,但是对磨耗层的耐久性和功能寿命有强裂的影响,同时由于这类裂缝上宽下窄,水和其他杂质更容易渗入到路面结构中。它发生在沥青路面表层,从沥青面层向下扩展,并沿轮迹带的方向延伸,它随着路龄的增长,可能会扩展穿透磨耗层、粘结层、甚至整个沥青面层。沥青路面裂缝形成后,在行车荷载和温度应力的反复作用下,会不断扩展延伸,直至贯穿整个路面结构。根据断裂力学理论,裂缝扩展主要有3种模式(如图2):拉裂(Ⅰ型)、剪裂(Ⅱ型)和撕裂(Ⅲ型),所以纵向裂缝另外一种产生原因是行车荷载作用引发的。由温度变化产生的应力也是导致裂缝扩展的一个重要因素,这种破坏主要发生在冬季降温天气。

以上分析的是针对沥青公路路面裂缝产生的主要原因,另外也不排除多种原因复合出现的如:

1、路基加固处理不当,路基边缘浸水,导致路基湿软、承载力不足,形成啃边,有时也会导致路面边缘的裂缝(下图.Ⅰ型)。

2、混合料摊铺时接缝处理不当,路基边啃边,有时也会导致路面边缘的裂缝。

3、混合料摊铺时接缝处理不当、压实度未达到要求,或摊铺时间过长等造成路面渗水,在行车荷载作用下形成裂缝。

4、沥青含蜡量偏高以及其它质量上的原因,延度偏于下限或沥青老化、变质,抗拉强度降低,长期在行车荷载的作用下也会形成纵向裂缝(下图3.Ⅱ型)。

5、车辆荷载在沥青面层轮迹带上重复作用导致深陷而在行车道上形成W或U形车辙。这时轮迹带两侧由于拉应力的反复作用而产生纵向疲劳裂缝。

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