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市政道路沥青路面裂缝成因分析及控制措施

2020-08-07郭安顺李剑桥

卷宗 2020年18期
关键词:裂缝成因控制措施市政道路

郭安顺?李剑桥

摘 要:市政道路作为城市现代化建设的基础设施,为满足日益增长的交通量需求,提高道路行车舒适度,必须对现有病害路面进行处理。裂缝作为路面常见病害,如何防治显得尤为重要。为此,在充分了解裂缝类型的前提下,结合具体案例,分析了裂缝成因,并由此采取行之有效的控制措施,有效避免裂缝产生,提高工程质量。

关键词:市政道路;沥青路面;裂缝成因;控制措施

1 市政道路裂缝常见类型

沥青路面在长期使用过程中,容易出现一些裂缝情况,影响到工程质量。细致分析裂缝的常见类型和原因,将能够为有效治理工作提供良好前提。

1)温度裂缝。沥青路面各个结构层材料在导热性方面存在着较大的差异,同时材料本身也会受到温度的影响。温度在沥青路面结构层中的传递,需要历经一定时间,从而导致各个结构层都产生较大变化,表现出明显的温度梯度,尤其是在环境温度出现反复性的变化时。温度梯度将会导致不同结构温度层产生相应的应力,其主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝2个方面。

2)荷载型裂缝。道路需要给车辆提供良好的通行条件,相应的路面结构层对于承载能力要求较高,当沥青路面经受的重荷载情况较多,将会容易造成一定的破坏。在行车最大荷载作用的地方,是弯拉应力最大的部位,其会超出原有的结构层极限抗拉强度,从而导致路面结构层的底部出现开裂问题。在行车荷载的反复作用下,基层会出现裂缝,相应地还会影响到沥青路面的实际运行情况。

3)反射裂缝。路面基层施工建设过程中使用半刚性材料的情况较多,其在完成施工作业之后,还会进行较长时间的物理化学反应,从而使基层材料本身的强度、刚度都会逐渐增强。这类材料使用过程中,对于养护周期要求较高,对于周围环境温度和湿度较为敏感。在无法保证施工质量的时候,将会影响到基层的实际应用情况,主要是因为半刚性材料会在温度和湿度影响下出现质量问题,发生开裂情况。

2 工程概况

近年来,随着城市化进程的不断加快,为满足日益增长的交通量需求,大量市政道路工程步入了改扩建时期,某市政工程属于城市旧路养护维修工程,全长2.8km,局部路基接缝处因处理不当,产生了路基不均匀沉降等情况,甚至大范围产生路面橫向裂缝及网裂情况。此外,本路段采用半刚性基层,其特点为强度高、整体性好、且成本低,但经观测发现,本路段裂缝病害较多,且已产生反射裂缝。为此,以K467+530~K467+030段为试验段,共500m长,决定采用“公路路面防水抗裂层”结构进行罩面施工。

3 市政道路沥青路面裂缝成因

1)路基承载力不足。本路段存有大量软弱土层,在行车荷载反复作用下,极易产生失稳、滑移现象。软土地基具有含水率大、强度低、压缩性强等特点,若处理不当,必定会影响路基承载力,从而导致路堤失稳。

2)新旧路基拼接处理不当。随着城市的不断扩张,为满足交通需求,市政道路需做改建、扩建处理。旧路基历经多年、甚至几十年的工后沉降,已经基本完成土体固结过程,然而,新拼宽路基却并未完成,甚至工后沉降才刚开始,新旧路基拼接位置具有极为复杂的地基应力情况,甚至会对原有应力分布造成严重影响,这种情况下,在拼接处很可能有大量应力释放出来,从而产生路面裂缝。若产生此类裂缝,维修养护难度较大,尤其是市政道路工程,其附近建筑物多而负责,若要进行修复,将会对周边造成极大不便。

3)构筑物引起的路基不均匀沉降。市政道路位于城市的各个区域,道路沿线及周边管线错综复杂,且道路内还涉及沉井、检查井盖等,由于管道及构建物埋设深浅不一,且位置不定,处理起来难度较大。如路面路基处理后,强度将会随之增加,但是路面路基未做处理的,承载力却仍有所不足,这种情况下,将大大影响旧路面的平整度,甚至产生明显高差,从而对行车舒适性和安全造成严重影响。

4 市政道路沥青路面裂缝控制措施

1)施工准备。一般情况下,防水抗裂层施工多采用加热方式完成各道工序,若施工时,气温在15℃以内,则需停止施工。施工前,要按照设计要求,对路面各层做好验收工作,保证满足计划方案规定,符合国家规定标准。本路段主要病害为裂缝,为此,施工前必须做好裂缝处理工作,先将路面裂缝位置一一标注出来,随后铣刨路面,厚度1cm,待完成铣刨施工,便可清理干净路面表层杂物,如浮土、垃圾等,若浮土清理难度大,可通过强力吹风机进行清理。并对裂缝详细信息进行拍照记录。经勘查可知,本路段共9处裂缝。

2)拌和。根据施工现场具体情况,可采用间歇式拌和设备进行沥青混合料拌和施工,按照施工配合比设计要求合理进行试验段施工。拌和施工中,要做好材料用量的控制,保证严格按照配合比设计要求进行材料用量控制。同时,要控制好拌和时间,若搅拌不均匀、不充分,则不得用于施工。要保证混合料搅拌均匀、无花白、离析等现象。试验段全长500m,所需防水抗裂层混合料共44t,为一车料。此外,还要控制好材料的加热温度,如在180~190℃之间控制细集料及粉体加热温度,在185~195℃之间控制合成橡胶改性沥青加热温度。待搅拌缸内送入细集料和粉体之后,需同时将矿物纤维及沥青掺入,搅拌时间为70s,待掺入纤维和沥青材料后,必须保证搅拌时间在10s以上。

3)运输。根据施工要求,可采用自卸汽车作为材料运输车辆,装料前,需将一层防黏剂涂抹到车厢内,避免车厢与材料粘粘。卸料后,还需清理干净车厢,严禁有残留物存于车厢内。由于运输距离较远,为避免材料温度下降过快,需做好保温措施。如将篷布设于运输车顶部,同时可在车辆两侧覆盖保温层。待运输到施工现场,需再次检测材料温度,保证内部温度仍可达到180℃以上。

4)摊铺。摊铺是整个施工的重要环节,应始终保持连续、匀速、缓慢的原则进行施工,严禁中途停机。摊铺可采用履带式摊铺机施工,摊铺前,要充分预热熨平板,温度控制在100~150℃,根据施工现场实际情况,需采用1台自动摊铺机进行施工,3.8m为摊铺宽度,1.3为松铺系数。防水抗裂层摊铺,需采用快速摊铺法,一般在4~6m/min之间控制摊铺速度,且每隔60m进行一次摊铺温度检测,保证在170℃~185℃之间控制摊铺温度。

5)碾压。碾压施工中,先采用振动压路机(10T)进行2遍振动碾压,复压时,同样可选择振动压路机进行4~5遍碾压,并配合胶轮压路机进行3~4遍施工,速度控制在3~3.5km/h。终压时,可采用双钢轮压路机进行2~4遍碾压即可,速度为2.5~3.5km/h。在整个碾压施工中,要保证匀速、缓慢前行,不得急转弯、急刹车,保证碾压施工后,碾压效果良好,表面光滑、平整,无裂缝。

6)接缝处理。冷、热接缝是接缝施工的常用方式,第一,热接缝过程中,要将2台设备设于接缝处,即摊铺机、压路机,直到完成摊铺、碾压施工。第二,冷接缝选择常规拼接法即可,无需使用挡板,或对接缝进行切割。根据规定要求,纵向裂缝两侧路面需平滑,可在1mm以内控制高度误差。横向接缝时要注意,前后摊铺路面高差可控制在1~2mm,一般后面摊铺路面略高若接缝状况不佳,则需及时采用相关修补措施进行处理。

7)开放交通。待完成上述施工之后,需封闭交通一段时间,根据当天实际情况,可封闭4小时。待观测无裂缝、车辙等情况时,便可将4cmAC-13橡胶沥青混凝土直接铺筑到防水抗裂层以上。

5 结束语

综上所述,沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪声低等优点,在我国市政道路工程施工中得到了广泛应用。在行车荷载和自然因素的作用下,沥青路面极易出现不同程度的早期病害,如裂缝等,极大的影响了沥青路面的使用性能。为此,必须重视裂缝防治工作,合理选择施工方式,规范施工工艺,有效提高施工技术水平,延长市政道路工程使用寿命。

参考文献

[1]王小东,王宇鹏.市政道路沥青混凝土路面裂缝的产生与养护[J].低碳世界,2018(02).

[2]陈云.市政道路工程中沥青路面施工质量控制技术[J].江西建材,2017(19).

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