鄭州裂縫產(chǎn)生的原因分析

時間：2024-07-30作者：鄭州信創(chuàng)建筑工程有限公司瀏覽：11

一、鄭州裂縫產(chǎn)生的原因分析——鄭州瀝青路面攤鋪

是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其材料的抗拉強度時，產(chǎn)生的開裂稱之荷載型裂縫。（2）是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，稱之非荷載裂縫。（3）是經(jīng)常出現(xiàn)在橋涵兩端的橫向裂縫，或在路段上出現(xiàn)較長的縱縫，主要是由填土固結(jié)沉陷或地基沉陷引起，稱為沉降裂縫。盡管瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的，但其中的行車荷載作用、瀝青面層溫度變化是產(chǎn)生裂縫的主要原因。另還有以下幾方面的原因：——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青容易開裂。

（2）基層材料的性質(zhì)

基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少。基層上有透層油以加強與面層的粘結(jié)對抗開裂是有好處的，基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

（3）氣候條件

端溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。

（4）交通量和車輛類型

半剛性基層中的大拉應(yīng)力，通常是由重的車輪荷載產(chǎn)生的；并且對于半剛性路面，不同軸載對路面的破壞作用遠(yuǎn)不是4次方的關(guān)系，而11～13次方的關(guān)系，即使是通過次數(shù)較少的重荷載也對路面破壞起著決定性的作用。

（5）施工因素

主要指半剛性基層材料的碾壓含水量，半剛性基層完成后的暴曬時間等因素。

1、橫向裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）半剛性基層瀝青路面的反射裂縫。在車輪荷載作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生接應(yīng)力，當(dāng)拉力大于基層材料的抗拉強度時，底部就會很快開裂，在行車荷載反復(fù)作用下，底部裂縫會逐漸寬展到上部，并使面層產(chǎn)生開裂。

（2）瀝青面層溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。

（3）瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力（應(yīng)變）大于瀝青混合料的抗拉強度（應(yīng)變）。

（4）施工縫處理不當(dāng)，接縫不緊密，結(jié)合不良。

（5）橋梁、涵洞或通道等構(gòu)造物兩側(cè)的填土產(chǎn)生固結(jié)或地基沉降。

2、縱向裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）填方材料和填方的不均勻性，以及填方密實度達(dá)不到設(shè)計要求。經(jīng)過一段時間的自然沉降，特別是經(jīng)過雨水浸泡后，路基強度有所下降，沿邊坡部分路基承載力也下降，就會出現(xiàn)縱向裂縫。（2）施工時，前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關(guān)規(guī)范要求認(rèn)真處理，結(jié)合不緊密而脫開；（3）縱向溝槽回填土壓實質(zhì)量差而發(fā)生沉陷；（4）拓寬路段的新老路面交界處土層處理不，沉降不均勻引起縱向開裂；（5）邊坡值小于設(shè)計值，邊坡壓實不夠和邊溝過深使實際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開裂。

3、網(wǎng)狀裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體，使路面的承載能力下降形成的裂縫；（2）瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差。瀝青延度低，抗裂性差。瀝青混合料拌和時間過長，拌和溫度過高或在儲料倉倉儲時間過長，使瀝青變硬，對拉應(yīng)變敏感而產(chǎn)生的裂縫；（3）瀝青層厚度不足，層間粘結(jié)差，水分滲入，形成的裂縫；（4）行車荷載重復(fù)作用下引起的疲勞裂縫。（5）外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網(wǎng)裂。

4、反射裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫

半剛性基層有著高強度、高承載力的優(yōu)點,但同時也有著本身難以克服的缺陷和不足。由于較高強度的半剛性基層可能會導(dǎo)致較大的干縮、溫度裂縫的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫,同時雨水會從裂縫中下滲,并積聚在面層與基層中間,出現(xiàn)基層唧泥現(xiàn)象,降低了瀝青層與半剛性基層間的連接狀態(tài),從而加速了路面結(jié)構(gòu)的破壞。通常設(shè)導(dǎo)致反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開裂，并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車荷載引起的下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫處的差動位移，水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。冬季或在寒冷地區(qū)，在結(jié)合得好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。

（2）由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫

對于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力；水分減少得愈多愈快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力和干縮應(yīng)變就愈大。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車產(chǎn)生的拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力相結(jié)合，反射裂縫會形成得快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應(yīng)力在表面大，基層的裂縫將促使面層先從表面開裂，然后逐漸向下傳播形成對應(yīng)裂縫。以上結(jié)論已被長沙交通學(xué)院光彈模型試驗所證實，表面降溫30℃時，不同厚度瀝青面層內(nèi)下層裂縫上方的溫度應(yīng)力分布規(guī)律。

不同的應(yīng)力分布規(guī)律不難推斷，通過進(jìn)一步的試驗或計算，將會得到一個臨界面層厚度。面層厚于此臨界厚度時，裂縫將主要從表面開始；薄于此臨界厚度時，裂縫可能主要從底部開始。此臨界厚度與氣候條件、面層混合料的勁度模量、溫縮性以及基層混合料的溫縮性有關(guān)。

5、溫縮裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

瀝青路面的低溫開裂有兩種形式:一種是由于氣溫驟降造成面層溫度收縮,在有約束的瀝青層內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力過瀝青混凝土的抗拉強度時造成的開裂。一般情況下,由于瀝青混合料具有良好的應(yīng)力松弛性能,溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力,當(dāng)氣溫驟降時,由于瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長,過混合料的限拉伸應(yīng)變,便產(chǎn)生開裂。此類裂縫多從路面表面產(chǎn)生,向下發(fā)展。溫度裂縫的另一種形式是溫度疲勞裂縫。由于氣溫的反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青混合料的溫度應(yīng)力疲勞,以及混合料的限拉伸應(yīng)變減小,應(yīng)力松弛性能降低,后導(dǎo)致在并不太大的溫度應(yīng)力下即可開裂,因而溫縮縫是隨著使用年限不斷增加的。溫度裂縫大體垂直于路線方向,裂縫間距變化在數(shù)米至100__米之間。當(dāng)路面寬度大于裂縫間距時,還將產(chǎn)生縱向裂縫,從而形成塊狀裂縫。溫度裂縫破壞了瀝青路面的整體性及連續(xù)性,水分通過裂縫滲入基層,浸蝕路基,導(dǎo)致路面承載力降低,同時為凍融提供了條件。普遍認(rèn)為,除了溫度這個客觀條件外,產(chǎn)生溫縮裂縫的主要的因素是瀝青材料的性質(zhì),改善瀝青性能對減小溫縮裂縫能起到的作用。除了瀝青材料和環(huán)境溫度條件外,瀝青路面結(jié)構(gòu)也是影響低溫開裂的重要因素,一般認(rèn)為窄的路面比寬的路面裂縫間距密;厚的比薄的裂縫少,從10Y增加到25Y,裂縫能減少一半;基層的收縮性能、細(xì)粉含量也能影響面層的收縮裂縫,砂性基層低溫裂縫比粘性土基層的多;施工時鋼輪在低勁度下壓實成型的細(xì)微裂縫易成為開裂的誘因,輪胎壓路機則可減少這種裂縫的產(chǎn)生。

6、自上而下的表面裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

產(chǎn)生表面裂縫的原因,現(xiàn)在還沒有達(dá)成共識,有的認(rèn)為是車輛荷載直接作用,在輪子部位產(chǎn)生大的應(yīng)力,導(dǎo)致路面產(chǎn)生開裂;也有的認(rèn)為是因為路表面瀝青容易老化,限拉應(yīng)變不斷減小而開裂;甚至也有認(rèn)為在輪跡位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力導(dǎo)致開裂等等。其中很重要的是表面裂縫一般發(fā)生在施工離析的部位和兩幅攤鋪的交界處。

7、沉降裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

由路基不均勻沉降在路面上引起的開裂,特別在那些半填半挖段、高填方路段、碾壓比較困難,而且不容易做到均勻碾壓,路基各部分在通車以后由于汽車荷載與雨水的作用,造成沉降不均勻,路面就可能產(chǎn)生大的沉降差,由此產(chǎn)生裂縫。

8、構(gòu)造物端部接頭裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

橋涵構(gòu)造物端部開裂也是高速公路瀝青路面的一種常見病。其產(chǎn)生的原因主要是臺背填土由于地方狹窄,壓路機不容易到達(dá),不能很好的碾壓,致使產(chǎn)生后期沉降。構(gòu)造物接縫處發(fā)生裂縫帶來的直接后果是橋頭跳車,它嚴(yán)重影響行車的舒適性。這種情況在軟土路基段尤為顯著。如我區(qū)的同沿高速公路橋頭跳車問題就相當(dāng)嚴(yán)重,主要原因就是所處地段屬于濕陷性黃土地段。


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