1、 网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业题 目：半刚性沥青路面裂缝的成因及处理方法学习中心： 山西公路系统奥鹏学习中心 层 次： 高中起点专科 专 业： 土木工程（道桥方向） 年 级： 2009 年 秋 季 学 号： 091306204027 学 生： 薛 新 峰 指导教师： 屈 威 完成日期： 2011 年 7 月 14 日半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-2-内 容 摘 要随着我国公路建设的发展，半刚性沥青混凝土路面由于具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音小、施工周期短、养护维修简捷等特点，而被越来越多地应用到高等级公路建设中，但由于受路面结构、气候、地形、地质条件、行车荷载等多种因素的
2、影响。 沥青混凝土路面的裂缝形成的原因很多，主要从半刚性沥青路面裂缝的危害性、裂缝形成原因的分析，指出半刚性基层沥青路面中基层和面层的温度收缩裂缝是半刚性基层沥青路面裂缝产生的主要因素，并根据裂缝形成机理提出了相应的防治措施及处理方法。 关键词：半刚性基层； 裂缝；成因 ；处理方法半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-3-目 录内容摘要目 录引 言1.半刚性沥青路面裂缝的危害性2.沥青混凝土路面裂缝的类型2.1 荷载疲劳裂缝2.2 非荷载型裂缝3 沥青混凝土路面裂缝主要形式3.1 横向裂缝现象3.2 纵向裂缝现象3.3 网状裂缝现象3.4 反射裂缝现象4 裂缝产生的主要因素5 半刚性基层沥青路面裂
3、缝的成因分析5.1 横向裂缝5.2 纵向裂缝5.3 网状裂缝5.4 反射裂缝6 半刚性基层沥青路面裂缝的预防措施6.1 设计方面6.2 施工质量方面6.3 路面维护6.4 横向裂缝6.5 纵向裂缝6.6 网状裂缝6.7 反射裂缝7 半刚性基层沥青路面裂缝的处理措施7.1 灌密封胶半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-4-7.2 施工工艺7.3 粘结牢固7.4 灌缝7.5 撒料养护8 沥青路面裂缝养护管理对策8.1 加大“四新”技术的推广应用8.2 加大关键技术的研究8.3 加大裂缝处置专业技术人才的培养8.4 加大社会化裂缝养护管理力度9 结束语参 考 文 献致 谢半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法
4、-5-引 言目前在我国高等级公路建设中，半刚性基层沥青路面是路面结构的主流模式。半刚性基层沥青路面具有强度高、平整度优良和抗疲劳良好的性能等特点。一般来说，半刚性基层材料具有较高的抗压强度和抗压回弹模量值，但是，半刚性基层沥青路面裂缝的严重性也逐渐引起了人们的重视。基层中的裂缝就在温度场和荷载场的单独或共同作用下向路面反射形成反射裂缝 ，对道路的危害极大，特别在冬季和春季，因时有雨、雪水渗入，在行车荷载的作用下，使本来就处于裂缝状态的路面病害更加趋于严重，最终导致破坏。在我国已完成的高等级公路中，95的里程采用了半刚性路面。但是在半刚性路面在我国大量投入使用的过程中，出现的比较严重的路面裂缝问
5、题。路面开裂后水分通过裂缝渗到路面基层、底基层甚至土基,削弱基层、土基的强度,使路面强度大大降低并产生冲刷和唧泥现象，使裂缝加宽，裂缝两侧的沥青路面破碎，从而加剧路面的破坏,缩短路面的使用寿命。因此必须充分重视半刚性沥青路面裂缝的产生及其影响，深入研究其形成机理并采取合理的防治措施进行预防和延缓裂缝的产生，以使半刚性基层沥青路面结构的优势得到充分发挥，从而进一步推动我国高等级公路的发展。半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-6-1 半刚性基层沥青路面的裂缝的危害性半刚性基层沥青路面的裂缝的危害性主要表现在以下几个方面：1.1 会使路面系统防水性降低。裂缝为雨水进入路面结构提供了通道，水分通过裂缝浸
6、入到路面基层、底基层，水进入路面基层后可能顺着基层裂缝继续下渗，甚至进入对湿度敏感的路基土中，软化土基，危害及整个路基路面结构；1.2 易引起沥青面层较快地出现龟裂、网裂等。通过裂缝进入路面结构内部的水大部分由于缺乏适当的排水通道而滞留于面层与基层间，在大量行车荷载反复作用下产生极大的动水压力而冲刷基层造成卿浆，使裂缝加宽；1.3 路面结构板体边缘的变形会在路面结构内 (尤其基层 )产生很大的应力和变形，在行车荷载作用下将缩短这些结构层的寿命；1.4 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 沥青混凝土路面裂缝类型2.1 荷载疲劳裂缝：公路在行车荷载
7、的反复作用下，半刚性基层底部产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂，进而影响到沥青面层。2.2 非荷载型裂缝：主要是路面基层温缩、干缩引起的裂缝。通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和基层反射裂缝等形式表现出来。这种类型的裂缝是由于施工工艺不当或用了不合格的材料产生的。2.2.1 低温裂缝：当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时沥青混合料的应力松弛比不上温度应力的增长。混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受约束的，面层产生的收缩拉应力一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变，沥青面层就会开裂。2.2.2 温度疲劳裂缝：这种裂缝主要发生在日温
8、差较大的地区，由于温度反复升降导致沥青面层温度疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应力变小。加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度，使路面半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-7-产生开裂。2.2.3 发射裂缝：寒冷地区在结合得好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移，使得直接在裂缝上的面层内产生的拉应力或拉应变。由于在较低温度下沥青面层通常较硬，它能产生小的拉应力或拉应变。因此容易被拉裂。2.2.4 设计施工原因引起的裂缝：新建公路中由于碾压工艺不合理或违规施工，出现填土压实或两侧密实度不均匀，使路基产生不均匀沉陷形成裂缝。改建公路中，新路与老路相接处没有进行处理或处理不
9、符合技术规范要求，造成路基不均匀的沉陷导致纵向裂缝。路基被雨水长期浸泡或填料含水量偏大，在冻胀作用下产生裂缝。沥青混合料摊铺时由于接缝处理不当造成路面早期渗水或压实度达不到要求，在行车作用下形成裂缝。沥青混合料摊铺时由于施工配合比不合理或混合料离析造成路面渗水，在长时间行车状态下，形成龟裂。3 沥青混凝土路面裂缝主要形式半刚性沥青路面的开裂表现形式是多种多样的，主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。 3.1 横向裂缝现象为：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，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下
10、加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷。 3.2 纵向裂缝现象为：裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。 3.3 网状裂缝现象为：裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽 1mm 以上，缝距 40cm 以下。网状裂缝导致公路沥青路面松散或坑槽，严重影响公路沥青路面的综合服务水平。3.4 反射裂缝现象为：基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决于
11、下卧层。4 裂缝产生的主要因素有以下几种：4.1 沥青性能差，低温抗变形能力过低。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。沥青混合料质量差，拌合时间过长，拌合温度过高或在半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-8-储料仓中储存时间过长，沥青本身老化，导致混合料离析严重，抗变形能力降低。4.2 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。4.3 施工接缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，产生裂缝。4.4 桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工，或处理不当产生不均匀沉降，导致路面裂缝产 生。4.5 路基边坡坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡。路基填
12、筑使用了不合格的材料，路基吸水膨胀引起路面开裂。4.6 河塘回填路段或软基处理路段，软基处理不当或没有按设计图纸规定进行填土预压，导致路基整体稳定性较差，形成侧向位移或纵向裂缝。5 半刚性基层沥青路面裂缝的成因分析引起公路沥青路面开裂的原因很多，大体可分为三大类: （1） 、由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下，当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时，产生的开裂称之荷载型裂缝。 （2） 、由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载裂缝。（3） 、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，主要是由填土固结沉
13、陷或地基沉陷引起，称为沉降裂缝。尽管公路沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。5.1 横向裂缝沥青面层的自身温缩开裂；半刚性基层特别是水泥稳定碎石的开裂反射到沥青面层； 某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂；面层施工时，施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良。桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。5.2 纵向裂缝 填方材料和填方的不均匀性，以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降，特别是经过雨水浸泡后，路基强度有所下降，沿边坡部分路基承载力也下降，就会出现纵向裂缝。半刚性沥青路面裂缝成因
14、及处理方法-9-施工时，前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理，结合不紧密而脱开；纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷；拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底，沉降不均匀引起纵向开裂；边坡值小于设计值，边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。5.3 网状裂缝 路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体，使路面的承载能力下降形成的裂缝； 沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低，抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长，拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长，使沥青变硬，对拉应变敏感而产生的裂缝； 沥青层厚度不足，层间粘结差，水分渗入，形成的裂缝； 行车荷载重复作用下引起的疲劳裂
15、缝。外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂 5.4 反射裂缝在已开裂的旧沥青、旧水泥混凝土路面层上加罩沥青面层，由于温度的变化（降低） ，老路面的裂缝继续扩展，给也处于温度收缩的新沥青面层一个附加应力，使新铺层在旧裂缝处断开。半刚性基层温缩和干缩开裂引起的反射裂缝等。6 半刚性基层沥青路面裂缝的预防措施 ：6.1 设计方面：从目前的设计规范来看，在车辆荷载等级换算方面可能有较大的偏差，特别是考虑特大车辆荷载对路基路面所产生的影响，采用新的规范的配合比设计方法，停止实用型及 B 型抗滑表层级配，推广采用 S 型矿料级配。6.2 施工质量方面：合理的工期是修筑高质量的基础，而科学施工则是高质量的保证
16、。材料的选配，特别是集料场应固定，选择 1-2 家能保证施工进度的厂家供料使材料级配始终处于受控状态，不能偏离级配中线太远。从施工机具来讲，拌合能力摊铺机碾压机具必须配套，摊铺机应选择两台前后错开同时施工，尽量避免采用全断面摊铺机，注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。6.3 路面维护：只有长期保持良好的路面实用性能，公路建设的巨额投半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-10-资才能充分发后其投资效益。要做好预防性养护，它是一种周期性的强制保养措施，虽然需要投入一些费用，但它是一种效益比非常良好的养护措施。6.4 横向裂缝对基层进行处治。采取防裂措施，及时对基层进行养生以减少前期开裂，及时铺筑沥青面层
17、或浇洒透油层以减少裸露时间，减少基层横向干缩性开裂。桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理；沉降严重地段，事前应进行软土地基处理。按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型，以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。优先考虑采用优质沥青。合理组织施工，摊铺作业连续进行，减少冷接缝。冷接缝的处理，应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料，然后用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化；铲除敷贴料，对缝壁涂刷粘层沥青，再铺筑新混合料。充分压实横向接缝。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm 左右，每压一遍向新铺层移动 15-20cm，直到压路机全部在新铺层为止，再改为纵向碾压。6.5 纵向裂缝
18、路基填筑时，使用合格的填料，并进行分层压实，同时正确放坡，高填方段放缓边坡，减少边坡深度。面层施工时，尽量采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅，确保热接缝。如无条件全路幅摊铺时，上、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。沟槽回填土应分层填筑、压实，压实度需达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时，须
19、作特殊处理，如采用黄砂、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热焖钢渣等。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。 6.6 网状裂缝 半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-11-沥青原材料质量和混合料质量严格按公路公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）的要求进行选定、拌制和施工。尽量采用低温变形能力高的优质沥青。控制好半刚性基层的施工质量，有条件的可以采用沥青碎石柔性基层，以缓解网裂或龟裂的程度。 公路沥青路面摊铺前，对下卧层需认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定
20、，并宜喷洒粘层沥青。沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求，保证上下的良好连接；并从设计施工养护上采取措施有效地排除雨后结构层内积水。路面结构设计应做好交通量调查和预测工作，使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的石灰、水泥稳定类材料。6.7 反射裂缝采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,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。 对分段施工的基层，在碾压时，应预留 3-5m 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3-5m，以减少出现
21、裂缝的机会。合理选择混合料的配比，控制细料数量；重视结构层的养护，并及早铺筑上层或下封层以利于减少干缩缝。在旧路面加罩公路沥青路面结构层前，可铣削原路面后再加罩，或采用铺设土工布、土工隔栅后再加罩，以延缓反射裂缝的形成。7 半刚性基层沥青路面裂缝的处理措施 ：沥青路面裂缝产生后，应及时予以处理，防止水等有害物质侵入，影响道路使用寿命。灌缝前，必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等，并保证缝内干燥；灌缝后，表面应洒布粗砂或 35mm 的石屑。7.1 灌密封胶。沥青路面灌缝受开槽深度，槽壁干燥度、清洁度、施工气温、灌缝材料等因素影响。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
22、。7.2 施工工艺半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-12-7.2.1 封闭交通：按规定摆放安全标志，设专人指挥交通，并根据工程进度随时移动标志牌。7.2.2 开槽（扩缝）一般对于裂缝宽小于 1.5CM 的裂缝，按照要求尺寸（一般缝宽 1cm，深 2cm）沿裂缝方向进行开槽，在开槽过程中，一定要使槽边缘顺直整齐。7.2.3 清理槽：利用压缩气体和鼓风机对缝内的松劲用颗料粒和杂物稳底清理。对于水分较大的裂缝，要用热空气枪进行清理，确保干净无尘屑，使灌缝材料与槽壁紧密结合。7.3 预热 用普通液化气罐外接喷火装置，在实施灌缝前对凹槽加热，温度达到 80-100即可，这样有利于灌缝胶和沥青混凝土的粘结
23、牢固。7.4 灌缝在密封胶加热温度达到 188时，加热炉盘自动停止加温进入保温状态，这时帮灌缝机上自带的具有刮平装置的压力喷头将密封胶均匀灌入槽内。灌缝分两次灌满，第一次灌入槽深的 4/5，第二次灌满并在槽口两侧拉成宽50mm，厚 2-3mm（高出路面）的 T 型贴封层。 7.5 撒料养护 在刚灌满的封胶表面撒布石粉或细砂，待灌缝胶冷却至常温后即可开放交通，一般冷却时间为 15 分钟。 8 沥青路面裂缝养护管理对策对目前已存在的问题，必须高度重视，站在战略发展的高度，集中精力，重点研究解决，具体要从以下几个方面来加强：8.1 加大 “四新”技术的推广应用，在吸收消化上下功夫对于“四新”技术不能
24、采取观望和等待的态度，而要积极吸收消化，最后通过实践选择符合我们自身特点的新材料、新工艺、新技术、新设备。8.2 加大关键技术的研究，在推广应用上下功夫在裂缝养护施工、管理过程中，当前面临的关键问题要从技术的层面去研究，如路面裂缝关键技术等。作为管理者来讲要研究再生利用技术，监理要研究质量标准怎么控制，施工单位要严格控制配合比。8.3 加大裂缝处置专业技术人才的培养，在综合技能上下功夫不论管理者、监理者、施工者包括材料供应商都要在新的技术、材料、结构方面进行研究，而这些研究主要靠人才，这些人才不仅要对本专业很了解，还要计算机管理系统很了解，在此基础上突出技术人员的综合性。从管理角度讲，就是集管
25、理技术、监理指标控制、施工关键工艺把握于一体。半刚性沥青路面裂缝成因及处理方法-13-8.4 加大社会化裂缝养护管理力度，在运行机制上下功夫养护的社会化是发展的必然趋势，要建立完备的社会化养护管理体系，首先要建立科学养护质量评定体系，传统的指标能不能控制养护质量还值得探讨，我们应借鉴规范，超越规范。其次要研究人、机、料匹配的标准，对满足公路养护需要的人员结构、机械设备配备的标准进行研究。第三是建立完备的裂缝处置工程计划管理程序，计划管理、程序控制体系，计量支付管理程序等。9 结束语在沥青混凝土路面裂缝处置施工中，只有采取积极有效的措施，杜绝以上各种不利因素发生，严格规范施工，才能有效控制公路沥
26、青路面的开裂缝问题，提高公路沥青路面的质量。公路的作用及特点决定了公路养护管理的重要性与特殊性。如何搞好公路的养护管理，是摆在公路管理部门面前一项长期而艰巨的任务。正确树立“公路建设是发展，公路养护也是发展，而且是更为重要的发展” 的观点，是我们从事公路养护管理工作的根本出发点。按照我国建立社会主义市场经济的要求，为满足公路的使用公益性，及其社会化大生产的商品属性，我们必须从公路可持续发展战略的高度，研究现代化公路养护管理对策，深化改革现行公路养护体制与运行机制，走出一条适合我国公路事业不断向前推进的新路子。 参 考 文 献1 普通图书1 栗振锋，李素梅，文德云，等.路基路面工程M.人民交通出
27、版社，2006，82 期刊中析出的文献1 陈长东-高速公路沥青混凝土路面常见的病害及防治J.广东建材-2009（29）2-叶国铮-防治沥青路面反射裂缝的实验方法J.中国公路工程1997（12）3-刘志科、赵田峰-沥青路面早期开裂的成因及防治J.科技信息2006（6）4 苏伟胜-浅谈高速公路沥青砼路面的常见病害及防治J.大众科技2006（7）3 论文集 1胡力群.半刚性基层材料结构类型与组成设计研究 D;长安大学，2004 年.4 专著中析出的文献1中华人民共和国行业标准.JTJB01-03 公路工程技术标准S 北京：人民交通出版社 2004致 谢从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历
28、了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最初成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在老师、同学、同事和朋友的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师屈威教授 ，他对我进行了无私的指导和帮助，如模板格式发送，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在查找资料的时候，同学、同事、朋友也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！在论文完成之际，我的心情万分激动。从论文的选题、资料的收集到论文的撰写编排整个过程中，我得到了许多的热情帮助。感谢我的指导老师屈威教授，他严谨细致、一丝不苟的作风、一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢我的同学、同事和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多帮助 ，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。感谢我的父亲、母亲、爱人、女儿致谢，感谢他们对我的理解与支持最后，我要感谢，非常感谢我的家人和那些一切支持和帮助我的人，他们的支持与情感，是我永远的财富。 谢谢！谢谢！
