毕业设计论文浅析高速公路沥青路面早期破坏现象及防治.doc

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1、毕 业 设 计（论 文）用 纸浅析高速公路沥青路面早期破坏现象及防治摘 要：在高速公路的建设中，我国的绝大部分高速公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因此获得越来越广的应用。随着我国国民经济的快速、协调发展，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验。沥青混凝土路面的一些问题不容忽视，在各种因素的影响下，很多公路沥青路面均呈现出不同程度的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的道路甚至当年通车就发生了病害，正常维修期提前，影响了车辆的运行，同时增大了养护

2、管理资金的投入。现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限，常常在通车2-3年便出现了较为严重的早期破损现象。在当前公路建、养资金严重不足的情况下，研究沥青路面的早期破损原因及防护具有特别重要的现实意义。本文系统阐述了沥青路面常见病害的成因，并针对具体病害提出了相应的工程防治措施。关键词：早期破坏 病害成因 防治措施一 绪 论 （一） 概况沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。由于沥青路面使用沥青结合料，因而增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青混凝土路面具有表面平整、无

3、接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等诸多优点，因而获得越来越广泛的应用。50年代以来，各国修建沥青路面的数量迅猛增长，所占比重很大。我国的公路和城市道路近20年来使用沥青材料修筑了相当数量的沥青路面。沥青路面是我国高速公路的主要路面型式。随着国民经济和现代化道路交通运输的需要，沥青路面必将有更大的发展。由于我国的高速公路起步较晚，发展速度极快，科研工作的相对滞后是导致我国高速公路沥青路面在运营期间出现早期破坏的原因之一。随着我国经济的迅速发展，高速公路的货车运输量增长非常快，某些部门从自身利益出发，超载严重，甚至达到了令人无法想象的程度。超载严重也是造

4、成早期破坏的主要原因之一。沥青混凝土路面的一些问题不容忽视。在各种因素的影响下，不可避免的会出现很多病害，沥青混凝土大部分设计年限为15年，然而部分地区局部路段路面使用年限2年都不足，既影响使用功效又浪费资源。（二） 选题的目的和意义随着我国国民经济的快速、协调发展，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使高速公路路面面临严峻的考验。现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限，常常在通车2-3年便出现了较为严重的早期破损现象。在当前公路建、养资金严重不足的情况下，研究高速公路沥青路面的早期破损原因及防治具有特别重要的现实意义。高速公路沥青路面在修路过程中与养护中会因种种原

5、因，造成路面的破坏，为了增强路面的质量，延长公路的使用寿命，提高公路的运输能力，对高速公路沥青路面病害的防治与处理措施进行浅析。（三） 研究方案1 对我国高速公路沥青路面常见病害进行介绍和分析。2 结合我国沥青路面常见病害分析高速公路沥青路面病害出现的原因，并对裂缝产生的原因及其防治措施进行了具体分析。3 针对沥青路面常见病害提出几点建议。（四） 论文研究的主要内容本文系统阐述了沥青路面常见病害的成因，针对具体病害提出了相应的工程防治措施，并对各种类型的裂缝现象、产生原因、预防措施、治理措施进行了具体的分析与研究。二 沥青路面早期破坏形成原因的分析 沥青路面因具有地质条件适应性强、初期养护时间

6、短、行车舒适,维护方便等优点而被广泛用于高速公路。在高速公路通车后，因行车荷载作用、外界环境影响，以及设计、施工中存在的不足，沥青路面会逐步出现多种路面病害。主要有：桥头跳车、沉陷、裂缝、车辙、坑槽、波浪、剥落、泛油、松散等。高速公路一旦出现路面病害，就应及时分析病害成因及时采取有效措施进行处治，否则不仅会降低道路的使用性能，影响行车的安全，舒适、快捷、通畅，而且会因处理不及时或措施不当而导致道路结构性破坏。本章针对沥青路面病害的现象，分析了高速公路沥青路面各种病害的形成原因。（一） 桥头跳车 桥头跳车一般是台背填土压实不足，导致填土在台背后数十米范围内下沉。其特征为：沉降在行车方向是渐变的，

7、延续距离相对较长，路面的整体强度未受破坏，路表面也少有损坏，但行车时具有明显的“波浪”感。（二） 沉陷 沉陷一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。（三） 裂缝 裂缝一般是由于施工基层碾压不实，或新旧接缝处理不当而形成裂缝；面层含水率逐年积聚，在不利季节，引起路面强度降低而产生裂缝；混合料质量差，碾压温度又不当，引起的碾压裂缝；混合料摊铺时间长，由于基层温度、湿度的变化，结构发生胀缩而产生裂缝；结合料老化，面层性能退化，路面整体强度不做而产生裂缝。（四） 车辙 车辙是指路面上沿行车轮迹产生的

8、纵向带状凹槽，深度1.5cm以上，在行车荷载重复作用下，路面产生的永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙降低了路面平整度，当车辙达到一定深度时，由于辙槽内积水，极易发生汽车飘滑而导致交通事故。1 结构性车辙 由于荷载的作用，发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成凹字形。 2 磨损性车辙 由于车辆不断地磨损路面，特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上，磨损路面也会形成车辙。3 流动性车辙 在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限，使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道

9、两侧反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。4 压实不足引起的车辙 由于沥青面层压实不足，致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密，在交通荷载的反复作用下，空隙率不断减少，达到极限残余空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形而且平整度迅速下降。（五） 坑槽 坑槽是由于基层压实不够，厚度不够，强度不均，基层不平，起初局部龟裂松散，在行车荷载和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。1 压实不足性坑槽 一般情况是施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结力降低，脆性增加，导致压实不够，粘结不牢，在行车载荷作用下，形成坑槽；另一种情况是混合料温度太低，摊铺不均匀，压实不充分，导

10、致压实度不够形成坑槽。2 厚度不够性坑槽 路面下面层局部标高控制不严，导致沥青上面层个别地方厚度不够，在行车作用下，部分混合料易被“带走”，形成坑槽。3 水损害性坑槽 这种坑槽是沥青混凝土路面早期破坏中常见的坑槽，其形成过程可归纳如下： （1）在开始阶段，水分侵入沥青与集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性。（2）在反复荷载的作用下，沥青膜与集料开始剥离。（3）渐渐地，路面开始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽。水损害破坏是沥青混凝土路面在水或冻融循环的条件下，由于汽车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面

11、上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面脱落（剥离），沥青混合料出现掉粒、松散，继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。（六） 波浪 由于路面组成材料不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段由于高温的原因也会出现这种病害。（七） 剥落 由于沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。（八） 泛油 沥青混合料中沥青含量过多，空隙率较小，高温稳定性差，是产生泛油的主要原因。沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使

12、表面有过多沥青的现象称作泛油。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实，易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动，产生泛油现象，油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后，如沥青与矿料的粘结力不足，沥青很快会从集料表面剥落并向上移动，产生更严重的泛油现象。在绝大多数情况下，泛油仅产生在行车道上，而且是间断式的片状分布。（九） 松散松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有：1 集料颗粒被足够厚的粉尘包裹

13、，使沥青膜粘结在粉尘上，而不是粘结在集料颗粒上，表面的摩擦力磨掉沥青膜，并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。2 表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触，但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。随时间增长，沥青会老化，沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱，孔隙中的水冻结会破坏粘结力，或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。3 沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力，如果混合料密实度不够，集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。（十） 推移推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因

14、素有关。在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载（超载车辆）作用下，由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移，随着时间增长，轮迹带两侧会产生壅包，甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因，基层不平整会反映到沥青路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。三 避免早期破坏采取的预防措施 通过以上分析可以看出沥青混凝土路面早期破损与沥青混合料、路面设计、养护及交通气候条件的全部或部分有联系，而交通气候条件是客观存在的，所以沥青路面

15、早期破损防治应以路面设计、沥青混合料、施工及养护四个方面考虑：（一） 合理设计路面结构 沥青路面结构层次的合理选择和安排，是整个路面结构是否能在设计使用年限里承受行车荷载和自然因素的共同作用，同时又能发挥各结构层的最大效能，使整个路面结构经济合理的关键。根据理论分析和多年的使用经验，在路面结构组合设计中要遵循下列原则。1 适应行车荷载作用的要求作用在路面上的行车荷载，通常包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，内部产生的应力和应变随深度向下而递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率更快。路面表面还同时承受车轮的磨耗作用，因此，要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，在其下各层的强度和

16、抗变形能力可自上而下逐渐减小。2 加强沥青路面防水设计如何保证沥青路面的水稳定性，是路面结构层选择与组合需要解决的重要问题。在潮湿和某些种湿路段上修筑沥青路面时，由于沥青层不透气，使路基和基层中水分蒸发的通路被隔断，因而向基层积聚。如果基层材料中含土量多（如泥结碎是、级配砾石），尤其是土的塑性指数较大时，遇水变软，强度和刚度急剧下降，结果导致路面开裂破坏，所以沥青路面的基层一般应选择水稳性好的材料，在潮湿路段及中湿路段尤应如此。在季节性冰冻地区，当冻深较大，路基土为易冻胀土时，常常产生冻胀和翻浆，在这种路段上，路面结构中应设置防止冻胀和翻浆的垫层，路面总厚度的确定，除满足强度要求外，还应满足防

17、冻厚度的要求，以避免在路基内出现较厚的聚冰带，防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。防冻的厚度与路基潮湿类型，路基土类、道路冻深以及路面结构层材料热物理性有关。在冰冻地区和气候干燥地区，无机结合料稳定土或粒料的基层常常产生收缩裂缝。如果沥青面层直接铺筑其上，会导致面层出现反射裂缝，为此可在其间加设一层粒料或优质沥青材料层，或者适当加厚面层，但沥青面层的裂缝不只是反射裂缝，在正常施工情况下，大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。3 考虑结构层的特点路面结构层通常是用密实级配、嵌挤以及形成板体等方式构成的，因而如何构成具有要求强度和刚度并且稳定的结构层是设计和施工都必须

18、注意的问题。影响结构层构成的因素，除材料选择、施工工艺之外，路面结构组合也是十分重要。例如沥青面层不能直接铺筑在铺砌片石基层上，而应在其间加设碎石过渡层，否则铺砌片石不平稳或片石可能的松动都会反映到沥青面层上，造成面层不平整甚至沉陷开裂。这类片石也不能直接铺在软弱的路基上，而应在其间铺粒料层。又如，沥青混凝土或热拌沥青碎石之类的高级面层与粒料基层或稳定土基层之间应设沥青碎石或沥青贯入式联结层。为了保证路面结构的整体性和结构层之间应力传递的连续性，应尽量使结构层之间结合紧密稳定。在进行路面设计时，要按照面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则以及上述结

19、构层组合原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案、进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合理。（二） 严格控制沥青混合料的质量 1 沥青材料 沥青路面所用的沥青材料应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高基本性能指标。沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。各类沥青路面所用沥青材料的标号，应根据路面的类型、施工条件、地区气候条件、施工季节和矿料性质与尺寸等因素而定。煤沥青不宜作沥青面层用，一般仅作为透层沥青使用。选用乳化沥青时，对于酸性石

20、料、潮湿的石料，以及低温季节施工宜选用阳离子乳化沥青；对于碱性石料或与掺入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜选用阴离子乳化沥青。对热拌热铺沥青路面，由于沥青材料和矿料均须加热拌和，并在热态下铺压，故可采用稠度较高的沥青材料。而热拌冷铺类沥青路面，所用沥青材料的稠度可较低。当地气候寒冷、施工气温较低、矿料粒径偏细时，宜采用稠度较低的沥青材料。但炎热季节施工时，由于沥青材料的温度散失较慢，则可用稠度较高的沥青材料。对于路拌类沥青路面，一般仅采用稠度较低的沥青材料。2 粗集料 沥青路面所用的粗集料有碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等。碎石系由各种坚硬岩石轧制而成。沥青路面所用的碎石应具有足够的强度和耐

21、磨性能。根据路面的类型和使用条件选定石料的等级。碎石应是均质、洁净、坚硬、无风化的，并应不含过量小于0.075mm的颗粒（小于2%），吸水率小于2%3%。颗粒形状接近立方体并有多棱角，细长或扁平的颗粒（长边与短边或长边与厚度比大于3）含量应小于15%，压碎值应不大于20%-30%。碎石与沥青材料的粘附性大小，对沥青混合料的强度和耐久性有极大影响，应优先选用同沥青材料有良好粘附性的碱性碎石。碎石与沥青材料的粘附性用水煮法测定时，一般公路不小于3级，高等级公路应不小于4级。筛选砾石由天然砾石筛选而得。由于天然砾石是各种岩石经自然风化而成不同尺寸的粒料，强度极不均匀，而且多是圆滑形状，因此，筛选砾石

22、仅适用于交通量较小的路面面层下层、基层或联结层的沥青混合料中使用，不宜用于防滑面层。在交通量大的沥青路面面层，若使用砾石拌制沥青混合料，则在砾石中至少应掺入有50%(按重量计算)大于5mm的碎石或经轧制的砾石。轧制砾石系由天然砾石轧制并经筛选而得，要求大于5mm颗粒中40%(按重量计)以上至少有一个破碎面。路面抗滑表层粗集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、抗冲击性好、与沥青粘附性能好的碎石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。用于高速公路的粗集料应符合规定的石料磨光值要求。为了保证石料与沥青之间有较好的粘结性能，经检验属于酸性岩石的石料，用于高速公路时，宜使用针入度较小的沥青，必

23、要时可在沥青中掺加抗剥离剂，或用干燥的磨细消石灰或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%-2%，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。将粗集料用石灰浆处理后使用也可以有效地提高石料与沥青之间的粘结力。3 细集料粗细集料通常以2.36cm作为分界，沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成。热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或机制砂，在缺砂地区也可以用石屑。但由于一般情况下石屑的含泥量高，强度不高，因此用于高速公路沥青混凝土面层及抗滑表层的石屑用量不宜超过天然砂及机制砂的用量。细集料应与沥青有良好的粘结

24、能力，与沥青粘结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路沥青面层，必须使用时，应有抗剥落措施。4 填料沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净。当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。5 混合料的组成设计 高速公路路面面层，为汽车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载的作用和自然因素的影响。因此，铺筑面层所用混合料的组成设计必须考虑：高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性、耐久性等，路面表面特性和耐久性是两对矛盾，相互制约，照顾了某一方面的性能，可

25、能会降低另一方面的性能。混合料的配合比设计，实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计，根据当地的气候条件和交通状况做具体分析，尽量互相兼顾。热拌沥青混合料的配合比设计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段。通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种、矿料级配及沥青用量。沥青混合料的配合比设计采用马歇尔试验设计方法，并对设计的沥青混合料进行马歇尔试验、水稳定性检验及车辙试验进行抗车辙能力检验。配合比设计各阶段都必须进行马歇尔试验。高速公路的热拌沥青混合料的配合比设计应遵照上述三阶段设计步骤。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径：第一是改善矿料级配，采用沥青马蹄

26、脂碎石混合料（SMA）.第二是改善沥青结合料，采用改善沥青。（三） 施工质量控制 严格控制施工质量，施工质量不严，早期破损必须出现。所以沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，实行严格的目标管理、工序管理与岗位责任制度，对施工全过程，每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到所规定的质量标准，施工质量管理包括施工前、施工过程中质量管理与质量控制，具体要抓好以下几方面：1 严格控制材料质量材料质量是沥青路面质量的保证，施工前以及施工过程中材料来源或规格有变化，必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、料场堆放及储存条件等进行检查。检查时应以同一料源、同一次

27、购入并运至生产现场（或储入同一沥青罐、池）的相同规格品种的集料、沥青为一批进行检查。2 严格控制沥青混合料的拌和质量 粗、细集料应分类堆放和供料，取自不同料源的集料应分开堆放。拌和前应将集料包括矿粉充分地烘干。每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的配合比进行配料。沥青的加热温度、石料加热温度、混合料的出厂温度、运到施工现场的温度均应满足规范要求。所有过度加热的混合料，或已经炭化、起泡和含水的混合料都应废弃。拌和后的混合料必须均匀一致，无花白、无粗细料离析和结块现象。材料的规格或配合比发生改变时，都应根据室内试验资料进行试拌。试拌时必须抽样检查混合料的沥青含量、级配组成和有关力学性能。拌和

28、过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应该立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。3 保证基层顶面粗糙度 改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。对细粒土类的半刚性基层，必要时可以采用顶面栽钉等办法加强基层顶面粗糙度。4 合理洒布透层油、粘层油 在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁。对旧沥青路面罩面，必须洒布粘层油，而且粘层油应有较好的粘附性，脚踏有明显的粘附感，整个面层取芯后不易分离。对于高速公路可以设置I型稀

29、浆封层作为粘结层，实现层间结合与防水的双重作用且不需要封闭交通。5 提高面层摊铺质量 在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在一定温度内，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。6 选择配套机械设备科学、合理地选择沥青混合料拌和、运输、摊铺、压实及其配套设备的选型、组合方式和配置数量，并通过试验段检验选用设备及组合方式的适用性。（四） 加强公路营运期间的养护管理公路投入运营后，管理单位应经常性

30、对公路进行病害和缺陷情况调查，及时对路面产生病害的原因进行分析，并针对性提出处理办法，使病害做到被早发现、早处治，避免病害的发展和蔓延，尽快使路面功能得到恢复。四 裂缝形式产生原因分析及防治措施 一般来说，沥青路面建成后，不论基层是柔性的还是半刚性的，都会产生各种形式的裂缝。沥青混凝土路面裂缝大体分为三种类型：第一是荷载型裂缝，在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层和产生开裂破坏。即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。在车辆荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，如果拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，则半刚性基层的底部就会很快开裂，直至影响到沥青面层；在行车荷载的反复

31、作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层产生开裂破坏。第二是非荷载型裂缝，以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝；由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。第三是经常出现在桥涵两端的横向裂缝，或在路段上出现较长的纵缝，主要是有填土固结沉陷或低级沉陷引起，称为沉降裂缝。三种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。 （一） 横向裂缝 1 表现形式 裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅的，也有的贯穿部分路幅的，部分裂缝周围附带有龟裂。 2 产生原因 （1）沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，致使沥青混凝土面层温度收缩

32、或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，产生横向裂缝。 （2）半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝，通过横向裂缝形式表现出来。（3）桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工，或处理不得当，从而产生不均匀沉降，导致路面产生横向裂缝。（4）路基不均匀沉陷。（5）施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，从而产生横向裂缝。 （6）车辙边缘纵向开裂。3 预防措施 （1）按照公路沥青路面施工技术规范中的相关要求，结合本地区的气候条件和道路等级选用符合要求的沥青种类，以减少或消除沥青面层的温缩裂缝。施工中所采用的沥青应该到本地区相关试验检测机构进行试验检测，验证其是否

33、符合相关技术标准。（2）合理组织施工。摊铺作业尽可能连续，尽量避免冷接缝。如不能避免，冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，用新的热混合料敷贴到接缝部位，使冷料部位预热软化，清除敷贴料，向接缝壁涂刷0306kgm的粘层沥青，再摊铺新的沥青混合料。（3）充分压实横向接缝。碾压时，压路机先在横向接缝已压实的路幅上，钢轮伸入新摊铺部位15cm左右，然后每压一遍向新铺层移动1520cm，直到压路机完全进入新摊铺层，然后再转入纵向碾压。（4）半刚性基层所用的水泥宜为质量稳定旋转窑生产，水泥剂量应符合设计及施工要求，并且水泥与其他混合料要充分拌和，使之均匀。路用水泥应该按照要求频率到相

34、关部门进行试验检测。（5）桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料，并按照要求填筑充分碾压；沉降严重地段，应先进行软土基处理，并合理组织施工，以减少回填部位的不均匀沉降。4 治理措施 为防止雨水由裂缝渗透至路面结构，对于细裂缝（2-5mm）可用改性乳化沥青灌缝。对于大于5mm的粗裂缝，可采用以下方式：方法一、可用改性沥青灌缝。灌缝前，必须进行开凿，同时用吹风机清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。灌缝后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。方法二、采用粘贴带在高温下将其粘于缝隙上，并压实。一般在施工前要用吹风机清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。此方法一般适合在高温天气施工。（二） 纵向

35、裂缝 1 表现形式 裂缝走向基本与路线走向平行，裂缝长度和宽度不一。 2 产生原因（1）路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨胀引起路面开裂。（2）纵向加宽没有按照要求进行施工，或者碾压没有达到要求，从而造成加宽部位沉降，产生纵向裂缝。（3）路基边坡坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡。（4）边沟过深，使实际填土高度加大从而产生滑坡，造成路面开裂。（5）面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理，结合不紧密而相互脱离，产生纵向裂缝。（6）纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。（7）沥青面层低温收缩裂缝：反射裂缝、路基低温收缩开裂引起或地下管线设施沟槽的反射引起。3 预防措施 （1）使

36、用合格材料填筑路基或对填料进行处理后再进行填筑。（2）旧路加宽或半填半挖路段，路基填筑应先将边坡松土清除，并按照填土厚度要求逐级进行台阶处理并充分碾压。拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致，或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前，老路面侧壁需涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。（3）路基施工分层填筑，边坡充分压实，采用重型压实标准；正确放坡，高填方路段放缓边坡，减少边沟深度。（4）面层施工尽可能采用全幅摊铺，如分幅摊铺时，可两台摊铺机前后紧跟摊铺，尽可能避免前幅混合料已冷却再进行后半幅摊铺，确保混合料热接。（5）如无条件全路幅摊铺时，上、

37、下层的施工纵缝应错开15cm以上。前后幅相接处为冷接缝时，应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除，切线须顺直，侧壁要垂直，清除碎料后，宜用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化，然后铲除敷贴料，并对侧壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青，再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。 4 治理措施对于2-5mm的裂缝可用改性乳化沥青灌缝，大于5mm的裂缝可用改性沥青灌缝。灌缝前，须先清除缝内、缝边碎垃圾、垃圾，并保持缝内干燥，灌缝后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。（三） 网状裂缝 1 表现形式 裂缝纵横交错，缝宽在1 mm以上，缝间距离在40cm以下，裂缝面积在1m2以上。类似

38、鳄鱼皮的互相交错的裂纹，其交叉网络单元的尺寸通常小于15cm，属荷载疲劳开裂或沥青老化脆裂，多发生在行车道的轮迹带上或裂缝的周边。 2 产生原因 （1）沥青总体强度不足，在损坏初期形成网裂，而后裂缝逐步扩展，缝间距变小。纵横裂缝出现后，继续扩展，尤其是在北方地区，经过冰冻水的侵入发展而成。 （2）沥青与沥青混合料质量差，延度低，抗裂性差。（3）沥青混合料质量差，拌和时间过长，拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长，沥青本身老化，导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。 （4）沥青的性能差，尤其是低温抗变形能力过低。（5）沥青层的厚度不足，导致层间粘结较差，水分渗入，加速了网状裂缝的形成。（6）

39、路面结构中含有软弱夹层，粒料层松动，水稳定性差，从而形成网状裂缝。 3 预防措施 （1）采用低温变形能力高的优质沥青，并按照要求控制好沥青混合料的拌和质量。（2）沥青面层摊铺前，认真检查下承层的施工质量，及时清除泥灰等杂物，处理好软弱层，保证下承层稳定，并喷洒透层油，必要时可以按照要求洒石屑或砂，保证层间结合。（3）沥青各层要满足最小施工厚度的要求，保证上下之间有良好的连接，并从设计、施工、养护上采取相应的措施及时排除雨后结构层内的积水。（4）路面结构设计中应该做好交通量调查和预测工作，使路面结构组合和路面总体强度满足设计年限内交通荷载的要求。有条件的可以采用沥青碎石柔性基层，以缓解网状裂缝程

40、度。（5）原材料质量和混合料质量严格按公路沥青路面施工技术规范的要求进行选定、拌制和施工。4 治理措施（1）如夹有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施，然后再铺筑新混合料。（2）如强度满足要求，网状裂缝出自沥青面层厚度不足时，可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定；如在路面上加罩，为减轻反射裂缝，可采取各种“防反”措施进行处理。（3）由于路基不稳定，导致路面网裂时，可采用石灰或水泥处理路基，或注浆加固处理，深度可根据具体情况确定，一般为20-40cm。消石灰用量5%-10%，或水泥用量4%

41、-6%。待土路基处理稳定后，再重做基层、面层。（4）由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时，可根据情况，分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后，再铺筑沥青面层。（5）对较严重的网状裂缝处一般采用挖补处理。对较轻的裂缝先清扫干净其病害处，并将乳化沥青均匀地抹在病害处，待破乳后，均匀地铺上土工布，相接处要有1520 cm的重叠，然后在土工布上抹一层乳化沥青，视其沉陷情况将筛制的石屑或05 cm的细碎石均匀地洒在其上，用1.53t的压路机碾压23遍，待破乳后即可开放交通。（四） 反射裂缝 1 表现形式 基层产生裂缝以后，在温度和行车荷载的作用

42、下，裂缝将逐渐反射到沥青混凝土面层，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝形状基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加盖的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决下承层。 2 产生原因 （1）在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层，由于温度的变化(降低)，老路面的裂缝继续拉开，从而使新铺层在旧裂缝处断开。（2）由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。（3）新铺半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力，从而产生开裂，反射到沥青面层。 3 预防措施 （1）在旧路面加铺沥青路面结构层前，最好先铣除原有路面后再进行加铺，或采用铺设土工布、格栅后再加铺，以延缓反射裂缝的形成。（2）适当控制

43、基层材料中粉料的含量及塑性指数，小于0075mm的颗粒含量不应超过5。（3）基层施工尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压，并且碾压充分，保证基层强度，要防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝。同时要加强对已完基层的养生，要尽早铺筑上层，或进行封层，以减少干缩缝。（4）对分段施工的基层，在碾压时，应预留3-5米混合料暂缓碾压，待下段混合料摊铺后一起碾压，以利于衔接。对于分层碾压的基层，上下层的接头应错开3-5米，以减少出现裂缝的机会。4 治理措施（1）缝宽小于2mm时可不做处理。（2）缝宽大于2mm时，可采用改性乳化沥青或改性沥青灌缝。灌缝前须先清除缝内垃圾，缝加碎粒，并保持缝

44、内干燥。灌缝后，撒粗砂或3-5mm石屑。（五） 裂缝的治理措施 随着高速公路各类裂缝的产生，各个养护管理部门都采用了一些措施，引用了一些新材料、新工艺、新方法。要想使灌缝的质量和寿命提高就必须满足3个条件：1 灌缝材料应具有良好的粘结力（和沥青混合料相融合）；2 低温状态下具有优良的延伸性和弹性；3 灌缝材料应具备持久的抗老化和抗疲劳能力。沥青路面裂缝修补方法，一般可根据裂缝的宽度和深度确定具体的修补工艺，根据路面裂缝的实际情况主要采用以下3中方法对裂缝进行养护处理。1 压浆法：对于路面纵向裂缝采用压浆的办法进行修补。纵向裂缝一般出现在高填方路段，如不进行彻底处治将严重危及路基的稳定与行车的安

45、全。施工时压入水泥净浆，水泥为325#普通硅酸盐水泥，水泥的剂量为350kg/m3，注浆压力为1.5Mpa。压浆前用环氧砂浆对裂缝表面进行封堵，沿裂缝每隔15m预埋一注浆管，从一端开始，依次压浆直到相邻注浆管溢出浆液为止。2 普通沥青灌缝：一般采用重交通道路石油沥青AH-90#，首先对沥青进行现场加热，温度控制在150160。用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内，一般需浇灌23遍，待沥青温度下降至常温后即可开放交通。此种方法操作简单，使用设备和人员少，修补费用低廉，速度快，但存在较多问题：（1）由于未清扫裂缝造成粘结不牢固，一般第二年几乎全部需重新灌缝；（2）夏天气温高时，沥青软化体积膨胀多余沥青

46、溢出路面被行车粘走；（3）每年一次重复施工，累计费用增加，长时间人工作业的危险性较大。3 SBR改性乳化沥青灌缝：材料：SBR改性乳化沥青主要沥青中掺加1%的丁苯胶乳、5%的橡胶粉。为了及时开放交通，通过试验，灌缝后撒适量的石屑，效果非常好。其施工工艺流程为：（1）先用4-6Mpa的压缩空气对着裂缝从一端吹至另一端，一般需吹二遍；（2）用竹片或铁铲清除缝中剩余杂物；（3）用普通水壶盛入4/5体积的SBR改性乳化沥青灌缝材料，向裂缝中灌入，一般需浇灌2-3遍，直至灌缝材料与路面平齐为止；（4）将石屑撒到灌缝表面，即可开放交通。此种方法所用灌缝材料为专用灌缝材料，具有良好的低温稳定性，渗透性，无需

47、加热，设备比较简单，1套设备一天可完成800-1000m灌缝，灌缝效果较好，使用寿命一般在3-5年。五 对路面病害防治的几点建议（一）在路面施工时，应根据工程情况进行科学决策，确定合理工期，防止盲目赶工。同时，应加强设计、施工、监理的协调和管理，保证个环节的工作质量。（二）应注重路面结构组合和结构层性能研究，特别是对于水损坏应高度重视。在结构组合上应增强结构排水和防水，在基层顶面增设防水层，又条件的可在下面层及半刚性基层间增设沥青处治碎石排水基层。同时，做好配套的纵、横向排水设施。这样，即可将路表渗入的雨水及时排除路面又可防止雨水进一步下渗而冲刷半刚性基层。理清表面层可掺加适量的沥青抗剥落剂，以加大沥青与骨料的粘结力，提高上面层的水稳定性。（三）应加强施工各个环节质量控制，以保证高速公路整体质量。