急需一篇《沥青路面的裂缝与预防》的论文。。。求帮助。。。

2024-11-29 18:06:26

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回答1：

目前我国的沥青路面存在的大部分问题均集中在裂缝开裂上，并由此产生的其他关联的病害如叽泥，路基浸水，裂缝性泛油等，这些病害不仅增加了前期的维护难度，更阻塞了交通，影响较大。 1. 沥青路面开裂原因 (1)沥青路面开裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是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疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。(2)由于我国现行沥青路面设计规范中规定或推荐沥青路面采用半刚性基层。所以还存在着因为半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。此类裂缝主要是非荷载型的，在某些情况下也可能是由温度和荷载共同完成的。(3)路基的施工质量是直接影响沥青路面裂缝产生的重要因素，路基发生不均匀沉降（包括横向或纵向不均匀沉降），进而产生裂缝、下蛰、错位等破坏现象。（4）我国大部分旧混凝土路面加铺沥青罩面时，由于刚性混凝土路面板块间沉降差导致的沥青面层出现的反射裂缝。 2. 沥青路面裂缝应力分析 2.1结构性破坏裂缝。沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在半刚性基层下采用半刚性材料做底基层，可使基层底面由行车荷载产生的拉应力明显减小，甚至还小于半刚性底基层底面产生的拉应力，这对半刚性基层承受行车荷载的反复作用是十分有利的。同时在面层渗水、冰冻水、毛细水等的作用下，裂缝的修补不及时等原因，造成水分积聚在基层和面层之间、缝隙之中，在冻涨、车辆冲击荷载作用下，造成基层界面软化、叽泥等，使该部位完全失去连续性。造成面层单板、基层裂缝处集中应力作用。两种情况均会完全脱离原有的基础，造成面层底、裂缝边缘处应力集中，很快导致破坏。 2.2温度裂缝。沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝有两种，一种是低温收缩裂缝或简称低温裂缝，另一种是温度疲劳裂缝。 (1)低温裂缝。沥青材料在较高温度条件下，具有良好的应力松驰性能，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂。 (2)温度疲劳裂缝。这种裂缝主要发生在日温差大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变(或劲度模量)变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松驰性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。 2.3半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝 2.3.1由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。冬季或在寒冷地区，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大的拉应力或拉应变，由于在较低温度下沥青面层通常较硬，它只能承受小的拉应力或拉应变，因此容易被拉裂，并且裂缝的扩展途径是由下至上的。沥青面层的厚度愈薄，反射裂缝形成的愈早和愈多。 2.3.2由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝。对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少，要产生干缩和干缩应力；水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合，反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下，由于温度应力在表面最大，基层的裂缝将促使面层先从表面开裂，然后逐渐向下传播形成对应裂缝。以上结论已被长沙交通学院光弹模型试验所证实，表面降温30℃时，不同厚度沥青面层内下层裂缝上方的温度应力分布规律。不同的应力分布规律不难推断，通过进一步的试验或计算，将会得到一个临界面层厚度。面层厚于此临界厚度时，裂缝将主要从表面开始；薄于此临界厚度时，裂缝可能主要从底部开始。此临界厚度与气候条件、面层混合料的劲度模量、温缩性以及基层混合料的温缩性有关。 2.4路基不均匀沉降产生的裂缝。(1)路基下地基土质不良造成的沉降。由于软土一般都厚度不均，都具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点，在软土上填筑路基，如不进行有效处理，则极易产生不均匀沉降（包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降）。但是如果进行处理而忽略了不同处理工艺间的连接也会出现人为产生的不均匀沉降。进而产生裂缝、错位等渗透破坏现象。(2)道路分期建设时，在路基加宽时，新旧边界的衔接处理不当，导致产生纵向开裂。 (3)路基压实不均匀。主要在桥头或者是路基设置构造物段，由于在这些相接部位施工控制不严，导致沉降较大，某些工程桥头沉降甚至达到60cm以上。或者靠近路面部分的路基填料类型变化太大，施工完成后在自然条件下填料性能发生改变导致路面产生裂缝。 2.5混凝土板块沉降差导致的反射裂缝。目前，我国大部分混凝土路面加铺沥青罩面的道路均较早的出现反射裂缝。主要有两方面的因素。第一，由于设计周期对现状旧路的评估不够充分，还有对弯沉和超声波检查等手段的结合利用较少，导致旧路处理不彻底，产生结构性裂缝；第二，目前我国道路的交通量预测缺乏科学合理的数据，对于交通性主干道，较大的车轴重对完好的混凝土板能产生更大的影响，增大板块边缘的横向和竖向的应力，产生较大的沉降差，长期作用即可导致沥青罩面的开裂。 3. 影响裂缝产生的主要因素 (1)沥青及沥青混合料的性质。沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因，沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素，沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中，影响更大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。 (2)基层材料的性质。基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈少。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的，基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。 (3)气候条件。极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环数次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。 (4)交通量和车辆类型。半刚性基层中的最大拉应力，通常是由最重的车轮荷载产生的；并且对于半刚性路面，不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系，而11～13次方的关系，即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。 (5)施工因素。主要指半刚性基层材料的碾压含水量，半刚性基层完成后的暴晒时间等因素。 4. 减轻沥青路面裂缝的措施根据规范，通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求，基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生，应从设计与施工两个方面来进行考虑。 4.1设计方面 (1)在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。(2)选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。(3)在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。(4)沥青面层采用密实型沥青混凝土。(5)采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。(6)为进一步提高表面层抗温度裂缝性能，可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。(7)设置应力消减(应力吸收)中间层，或者设置土工织物加筋，分散应力。（8）做好改建路面的评估工作，预测合理的交通量，对旧路修补尽可能做到详细彻底。(9)对于交通繁重的主干道改造，可以对原路面混凝土板进行破碎工艺的处理，增大基层的柔性，延缓裂缝的产生。 4.2施工方面。(1)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。(2)半刚性基层碾压完成后，要及时养生。(3)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。(4)透层或粘层完成后，应尽快铺筑沥青面层。（5）对改建沥青路面，应严格按照设计要求进行旧路修补或者技术改造。 5. 结语按照现行沥青路面设计规范要求，沥青路面厚度设计已能满足裂缝控制的要求，适当增加沥青层厚度可以延缓一部分裂缝的产生，增强沥青层裂缝自我修复的能力。但关键的因素还是目前施工的管理技术水平参差不齐，虽然近年来施工工艺水平有很大提高，还是有许多因基层质量不过关而产生了的各种病害出现。所以，设计是根本，施工是关键，只有从设计到施工都严格把关，才能确保质量，打造精品。

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