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混凝土裂縫防治技術_路面反射裂縫防治技術初探

摘 要本文對路面形成反射裂縫的原因進行了簡要分析,並提出了延緩反射裂縫的主要方法,並已投入到實際使用當中,效果評價良好,具有壹定的現實意義。  關鍵詞瀝青罩面;反射裂縫

引言

舊混凝土路面補強時常在原有路面上加鋪壹層瀝青罩面,當混凝土位移產生的拉應力超過瀝青罩面層的抗拉強度時,罩面層就會開裂,這種裂縫即稱為反射裂。這種裂縫的出現會大大縮短路面的使用壽命。在舊有的水泥混凝土路面的接縫、裂縫處,其上部的新的瀝青混凝土加鋪層在使用的短時間內出現的對應的裂縫。在進行柔性路面結構組合設計過程中,在半剛性基層上鋪築面層時,對等級較高的道路應適當加厚面層或鋪設土工織物或采取其他措施以減輕反射裂縫。

1 反射裂縫主要原因

路面反射裂縫的形成原因眾多,其主要原因有以下幾點。

(1)當路面受到行駛車輛載荷的重復沖擊,特別是在超載荷作用下,使水泥混凝土路面的相鄰板塊上下頻繁錯動,相應部位處的瀝青混凝土形變應力集中,造成瀝青混凝土鋪裝層開裂。

(2)當地表水侵蝕到水泥混凝土伸縮縫(含裂縫)處,使該部位的路基松軟,加劇了水泥混凝土板塊的上下位移量,促使瀝青混凝土鋪裝層開裂。

(3)溫度的變化,造成水泥混凝土板塊熱脹冷縮,引起板塊水平位移。

2 延緩反射裂縫的主要方法

2.1 格柵法

在與未增強的瀝青層厚度相同的情況下,使用該材料增強的公路的疲勞壽命的延長系數是4-7年。在整個瀝青混凝土公路是建在相當薄弱的下層基礎上時,用壹層土工格柵能節約50-100mm厚的高質量瀝青混凝土。能有效地控制、延緩及阻止由低溫引起的開裂及由基礎層裂縫引起的反射裂縫的發生。有效地用玻璃纖維土工格柵增強材料增強瀝青混凝土的最小厚度是40mm,土工格柵應放在該層瀝青混凝土的底部。使用玻璃纖維土工格柵增加的瀝青路面可減少車轍50%以上。在維修系統中在原有嚴重開裂的瀝青混凝土路面中鋪瀝青混凝土層。在剛性混凝土路面加鋪瀝青混凝土層:在半剛性基礎層上面加鋪瀝青混凝土層。以上三種路面加鋪層采用玻璃纖維土工格柵增強瀝青混凝土,可有效阻止及延緩反射裂縫的產生,快速地吸收和擴散由重力所引起的應力、降低工程造價,延長用壽命,降低維護費用。40mm厚玻璃纖維土工格柵增強瀝青混凝土面層的強度相當於不用玻璃纖維土工格柵增強瀝青混凝土面層100mm-175mm(4-7英寸)厚的強度。在多年前,它們首先用於道路建設, 今天它們被大規 模的生產和使用。經編土工格柵、鋼塑土工格柵得到了認可。在土工臺成材料中,實際采用了各種形式 的紡織結構。根據其用途選擇,除非織造布外,對於需要增強的場合大量使用 網狀織物。這些網狀織物又被稱為土工格柵。單向拉伸塑料土工格柵: 單向塑料土工格柵是壹種以高分子聚合物為主要原料,加入壹定的防紫外線、抗老化助劑,經過單向拉伸使原來分布散亂的鏈形分子重新定向排列呈線性狀態的高強度土工材料。塑料土工格柵根據高分子聚合物的物理特性,在壹定的溫控條件下,作定向拉伸,故在拉伸方向強度很高,抗拉強度達到100-200Mpa屈服伸長率只有4—10%,接近低碳鋼的水平,大大優於傳統的或現有的加筋材料,是非常理想的土木工程加固、加筋增強體合成材料。

玻纖格柵是選用優質增強型無堿玻纖紗,利用國外先進經編機織成基材,采用經編定向結構,充分利用織物中紗線強力,改善其力學性能,使其具有良好的抗拉強度,抗撕裂強度和耐蠕變性能,並經過優質改性瀝青塗覆處理而成的平面網絡狀材料。其因循相似相容原理,重點突出其與瀝青混合料的復合性能,並充分保護玻纖基材,極大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力,從而得以用於路面增強,抵抗裂縫車轍等公路病害產生,結束了瀝青路面難以增強的難題。產品有強度高、伸長率低、耐高溫、模量高、重量輕、韌性好、耐腐蝕、壽命長等特點,可廣泛應用於舊的水泥路面、機場跑道的維修、堤壩、河岸、邊坡防護、道橋路面增強處理等工程領域,可給路面增強、補強,防止路面車轍疲勞裂紋,熱冷伸縮裂紋和下面的反射裂紋,並能將路面承載應力分散,延長路面使用壽命,高抗拉強度低延伸率,無長期蠕變,物理化學穩定性好,熱穩定性好,抗疲勞開裂,耐高溫車轍,抗低溫縮裂,延緩減少反射裂縫。

用途:(1)舊瀝青砼路面,加筋增強瀝青面層,防治病害;(2)水泥砼路面改建復合式路面,抑制板塊收縮等引起反射裂縫;(3)道路拓改工程,防治新老結合部及不均勻沈降而造成裂紋;(4)軟土基加筋處理,利於軟土析水固結,有效抑制沈降,均勻應力分布,增強路基整體強度;(5)新建道路半鋼性基層產生收縮裂縫,加筋增強防止基礎裂紋反射而引起的路面裂縫。

2.2 破碎和穩定原有水泥混凝土路面

國外資料表明,對於舊水泥混凝土路面,最有效而又經濟的方法是破碎和穩定舊路面,作為下承層,並加鋪瀝青混凝土面層。這種處理方法的機理是分散水泥混凝土板的溫度應變和應力,使之小於瀝青混凝土加鋪層混合料的路用力學性能極限值,不至於破壞加鋪層。破碎和穩定水泥混凝土路面技術要點包括:(1)裂縫應貫穿板厚,以實現分散和消減應力、應變的目的;(2)對於接縫和粗裂縫應進行封閉 (3)使用重型壓路機進行碾壓 (4)對舊路面應鑿毛,並灑布高質量的粘層油。

2.3 在水泥混凝土與瀝青混凝土加鋪層之間設置中間層

(1)設置大粒徑透水性瀝青碎石連接層

在水泥混凝土與瀝青混凝土加鋪層間設置大粒徑透水性瀝青碎石厚層,所含細集料極少,集料顆粒間嵌擠良好。因此,有良好的抗變形能力,並能減少和延緩反射裂縫。

(2)應力吸收薄膜中間層

現在國內使用的應力吸收薄膜中間層有SAMI和STRATA等兩種。SAMI是壹層柔軟的應力吸收層,壹般采用薄層改性瀝青或瀝青橡膠。設置SAMI的目的是吸收下承層的水平位移導致的高應力,阻止下層裂縫尖端延伸至瀝青混凝土加鋪層。國內外的資料表明,SAMI有壹定的理論依據,也取得了壹定效果,可以延緩裂縫的產生,同時形成的富油層起到較好的防滲水作用。但如果不同時采取其他處理措施,尚不能完全防止發生反射裂縫。

2.4 改善加鋪層性能

水泥混凝土板的接縫或裂縫是不可避免的,也難以在層間阻止裂縫的反射,因此采用抗裂性能好的加鋪層材料是必由之路。常用的提高瀝青混凝土加鋪層的變形能力和抗拉強度以抵抗或消散行車荷載產生應力的方法有: (1)用改性瀝青或在混合料中加入纖維; (2)增加面層厚度; (3)在加鋪層下部應用加筋材料。

3 結語

舊水泥混凝土板塊之間接縫或裂縫引起的加鋪層反射裂縫問題仍是目前路面工程中的壹個難題,本文重點從產生機理、防治措施的角度出發,對防治反射裂縫的技術進行研究。本文研究成果運用於徐州高速公路中的水泥混凝土路面加罩瀝青混凝土面層工程。該路通車壹年多後,調查結果表明,路面總體使用狀況良好,沒有出現反射裂縫,進壹步的檢測還將繼續進行。

參考文獻:

[1]張超,等.水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層後反射裂縫的防治[J].公路,2002,(1).

[2]李華,等.水泥混凝土路面修補技術[M].人民交通出版社,2000.

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