公路裂缝

公路裂缝（精选12篇）

公路裂缝 篇1

沥青路面建成后，不论其基层是柔性的还是刚性的，都会产生各种形式的裂缝。通常认为裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能常无明显影响，但随着表面雨水或雪水的侵入，导致裂缝两侧的路面结构层，特别是裂缝附近土基的含水量加大，甚至饱和。其结果是路面强度明显降低，在大量行车荷载反复作用下，裂缝处的沥青强度将发生衰减，并在白浆从下面层或基层挤出的过程中从沥青混凝土碎石上剥落，导致裂缝处产生网裂变形，重者将产生坑洞。而且由于裂缝周围沥青混凝土强度的减弱，将有可能导致车道轮迹带处发生车辙病害。因此，裂缝处治已成为必须要尽快解决的问题。而如何选择合适的裂缝修补技术则是问题的关键。

1 裂缝修补技术[1]

表1给出了路面各种预防性养护对策。

目前对裂缝的修补主要有以下几种:直接灌缝处理、开槽灌缝、条带补缝、裂缝压浆处理、现场再生维修方法等。以下分别对上述几种修补方法进行介绍对比。

1)沥青直接灌缝处理。该方法主要对裂缝较窄、缝壁无散落或轻微散落，无或少支缝的横向裂缝，可以沿缝隙走向切缝，将缝隙打扫干净，并用压缩空气吹去缝中杂物和尘土;用热沥青(稠度较低)、乳化沥青或其他专用的灌缝料灌缝。该方法处理裂缝的单价约为9.5元/m。

优点:主要以人工作业为主，工艺简单，易于操作。

缺点:由于裂缝处难以清洁出清洁的粘结面，且普通沥青粘结力不强，高温下易膨胀挤出，低温下易脆性开裂，使用寿命短。

2)开槽灌缝。本方法是近几年采用的新型灌缝工艺。主要是采用橡胶改性沥青等作为灌缝材料，用开槽机开槽，然后用压缩空气吹净缝隙中的杂物和尘土，再用灌缝机灌缝。该方法处理裂缝的单价约为12元/m。

优点:由于采用开槽机开槽清缝，可清洁出清洁的粘结面与接缝材料结合，作为灌缝材料的改性沥青，其粘结力、高低温性能均较普通沥青有较大的提高，因此，此种工艺修补的裂缝使用寿命有较大的提高。

缺点:该种工艺需要在裂缝修补表面贴封厚度为2 mm～4 mm的压缝带，修补后会影响路面平整度。而且由于开缝机锯片宽度一般为12 mm左右，对于较宽裂缝不易在全宽上切割出新粘结面，导致粘结力不足影响使用寿命。

3)条带补缝。该方法主要是利用沥青混合料作为主要补缝料。其主要工艺为先沿裂缝开1条宽40 mm，深30 mm～60 mm的扩展槽(槽深视裂缝宽度适当调整)，然后对扩展槽喷洒入乳化沥青，再在槽底铺设1条土工布，最后填充修补混合料将其压实，使补缝混合料与沥青路面形成一体，从而实现对裂缝的缝补。

优点:开槽宽;采用乳化沥青粘结，乳化沥青混合料作为填缝料，成本低，对水不敏感，具有良好的施工性;槽底铺设土工布条，可防止底部裂纹的向上反射，同时也可以提高补缝带的强度，修补后外观效果好，可避免高温下灌缝材料的挤出。

缺点:该工艺较复杂，工序多，需要专用的补缝设备。

4)压缝带处理。采用压缝带进行裂缝处理，该方法无需扩缝，无需设备投入，是无损伤的裂缝处理技术，用于修补裂缝，防止裂缝的啃边、崩边和渗水，可用于沥青混凝土、水泥混凝土、钢板及其他材料的裂缝处理。

优点:该方法简单快捷，养护效果好，处理完裂缝可直接开放交通，通过车轮碾压使压缝带紧贴路面。

缺点:裂缝太密时，处理后的路面平整度可能会受到轻微的影响。

5)现场再生维修法。裂缝的再生维修是利用已研制的轻型路面加热器，在裂缝处宽5 cm～10 cm的地方加热几分钟后，约1 m长的裂缝处的沥青混凝土就可变软，缝深则加热时间延长。此时倒入适量沥青，掺入一些砂或是石屑，人工就地热拌，使裂缝处自上到下左右两边形成含油较大的新混合料，然后找平、撒砂养护即可。

优点:改变了裂缝处沥青混凝土的性能，比较彻底的消除裂缝。

缺点:需要再生系列设备和比较成熟的现场热再生技术。

6)橡胶沥青应力吸收层。橡胶沥青具有使路面承受能力更强、延长路面的使用寿命、减少或减缓路面横向裂缝的产生、降低汽车在路面上的行车噪声等优点。橡胶沥青最早和最成熟的应用是应力吸收层和应力吸收中间层。其具有较强的抗变形能力和良好的柔韧性，可减少和防止沥青罩面层的反射裂缝;具有良好的防水性，可阻止路表水透入，从而消除路面水损坏;增加层间的结合，从而消除层间滑移，减少温度变化引起的沥青面层内的拉应力和拉应变。橡胶沥青应力吸收层其低温塑性和韧性有一定提高，可以达到延缓反射的效果，但对施工中摊铺和碾压的质量要求高。

2 修补措施的选择

山西某公路通车两年多来，裂缝已经成为路面病害的最大问题，由于该路段位于西部多雨地区，路面唧浆问题严重。并且有进行过微表处处置的路段，在通车后几个月的时间裂缝又反射上来，仍然冒浆，因此，必须采取有针对性的措施以彻底防治裂缝。表2给出了各种方案的价格及使用情况。

综合以上对比分析，本着将裂缝处理彻底的原则，结合多条公路预防性养护的处理效果和经验，同时考虑总的工程费用，建议本路段适时引入新工艺新材料，为养护方案提供多种选择和经验积累，项目组推荐对于轻微裂缝(缝宽<3 mm)直接进行灌浆处理，较重裂缝(缝宽≥3 mm)采用开槽灌缝+压缝带进行处理。

3 结语

裂缝应及早发现并予以处理，以防进一步发展恶化。裂缝进行处置后，对全路线实施超薄磨耗层或微表处处置，目的是进一步封堵裂缝，处置轻微车辙，改善路面抗滑能力，提高路面的安全性。这样做实际上可以达到很好的预防性养护效果。

摘要：详细探讨了当前各种沥青路面裂缝修补技术,如直接灌浆、开槽灌缝、压缝带、现场再生等,对其施工工艺、优缺点、造价等做了比较,最后针对具体项目,选择最佳修补措施,以达到很好的预防性养护效果。

关键词：沥青路面,裂缝,修补技术

参考文献

[1]JTJ 073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].

[2]肖悠涛.沥青路面养护维修方法研究[J].山西建筑,2010,36(6):254-255.

公路裂缝 篇2

公路沥青路面裂缝的预防和处理

文章针对沥青路面裂缝的形成、危害及裂缝的种类、产生原因提出了对裂缝的预防和处理措施.

作 者：徐丽玲 王翠丽 作者单位：内蒙古交通建设监理咨询有限责任公司,内蒙古,呼伦贝尔,021008刊 名：内蒙古科技与经济英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY年，卷(期)：“”(7)分类号：U418.6关键词：沥青路面 裂缝 预防和处理

公路桥涵混凝土裂缝种类概述 篇3

关键词：公路桥涵；混凝土裂缝；裂缝种类

中图分类号：TU317

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)03-0051-02

作为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料混凝土因其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低等等优点使之成为桥梁涵洞最基本的材料。但是混凝土有个极大的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，有些裂缝很细(＜0.05mm)，对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，致使混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀，混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，危害结构的正常使用。近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂成为“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。本文对混凝±桥涵裂缝的种类进行分析、总结，以求找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的目的。

一、桥涵混凝土裂缝种类

混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥涵裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：

(一)混凝土收缩引起的裂缝

在工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩(干缩)，另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件(超过3％)，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

(二)地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂，就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型，并且同一个桥涵不要分期建造，基础埋置深度在冻涨线以下，避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。

(三)温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

(四)钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制外加剂用量。

(五)混凝土材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

1．水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

2．砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。

3．拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

(六)冻胀引起的裂缝

当气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰。体积膨胀，因而混凝土产生膨胀应力，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。

(七)施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的；竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。

二、结语

公路路面裂缝成因与养护对策 篇4

关键词：公路路面,水泥混凝土路面,裂缝成因,养护处理

目前, 公路路面中的水泥混凝土路面逐步成了我国公路的主要形式, 但是随着交通通行率及超负荷车辆的不断增加, 再加之当地气候、地形、地质条件的不同影响, 导致了公路水泥混凝土路面裂缝的出现, 严重影响了路面的使用寿命和行车安全。这样来看, 切实加强公路水泥混凝土路面裂缝的防治就显得尤为重要。

1 裂缝成因分析

1.1 温度对裂缝的影响。

我们知道, 在公路施工中所采用的混凝土一般是具有热胀冷缩的性质, 一旦当外部或内部温度发生较大的变化时, 混凝土就会产生变化。在这样的情况下就会导致内部温度变高发生膨胀, 而此时的外部热量散失而体积收缩, 最终就会出现裂缝。

1.2 沉陷对路面的影响。

公路水泥混凝土路面出现的部分沉陷是由于超负荷车辆在行驶中行车道轮迹下陷造成的。这样的问题出现一般来说是最初的路基压实不够, 一旦车辆荷载时就会出现变形开裂。在这期间如果未及时养护处理就会在下陷地方积水, 逐步扩大裂缝。

1.3 设计施工对裂缝的影响。

这几年来由于交通数量的猛增, 在早先设计的时候设计标准就会跟不上, 就会出现路面路基的设计偏差, 使设计标准和实际情况不相符, 导致路面的裂缝。

1.4 原材料质量对裂缝的影响。

原材料是整个施工中最为主要的一个环节, 也就是水泥混凝土的标号。它的质量好坏直接影响路面的使用。一般来说, 水泥混凝土的质量与时间和厂家标号有关。不合格的水泥就会导致裂缝产生。

1.5 干缩变形对裂缝的影响。

一般地, 水泥混凝土受外部条件影响, 水分散失快就会出现变形, 这方面的原因是水泥中硅酸二钙、砼的水灰比不匹配造成的。

2 养护对策

一般来说, 在公路建成后, 要不定期地给路面做养护。这包含两方面的意思, 一方面是要对路面进行预防性养护;另一方面是对路面出现的各种病害进行修补。

在对其养护时候, 要体现科学性与规范性, 确定养护的措施技术和检测手段。对于路面病害要用适合的材料进行治理;对出现的病害要立即修补处理, 这样会减少路面损害, 还可以节省养护经费。

总之对水泥混凝土路面的病害, 要做到防患于未然。除了上面的养护措施之外, 还要具体采取以下几方面的措施:第一, 做好对沉陷采取的措施。这个问题应该追溯到在开挖路基时, 要用石灰土对原地基、路基等进行处理加固;对于那些排水不畅引起沉陷的路段应改善排水设施等办法对路面沉陷进行处治。第二, 采取压浆法在施工中的正确使用。在工程施工中, 我们一定要采取正确的施工方法才能杜绝裂缝的出现。经过多年的施工经验, 现在压浆法还是比较常见的, 它是把水泥净浆压入, 在注浆的时候压力要控制在1.5MPa以上。但是需要注意的是, 在施工中如果采取这样的施工方法出现了裂缝, 就要用不同的处理方法解决。一般地纵向裂缝通常采用压浆处理办法, 将水泥净浆压入, 最好使用普通的硅酸盐水泥, 注浆的压力要控制在1.5 MPa以上。在进行压浆前, 我们要用环氧砂浆对裂缝表面进行有效封堵, 每过15m就预埋一根注浆管, 从一个端头开始, 依次进行注浆, 一直注到相邻的注浆管溢出浆再停止。第三, 做好混凝土的配合比。现在工程施工中的混凝土种类很多, 而且混凝土路面施工中要掺加外加剂, 如果掺加了不合格的外加剂, 混凝土就会出现早凝、慢凝等问题, 这就会直接影响混凝土的质量。所以一定要确保混凝土等的配合比, 确保施工的质量。现在以C25混凝土来作为案例分析其配合比, 具体见表1。再有就是要控制好水化热较低、强度较高的水泥, 严禁使用安定性不合格的水泥。选择骨料时应选用粒径适当、级配合理、无碱性反应、有害物质及含泥量符合规定的砂、石材料。第四, 要做好施工质量控制。在水泥混凝土面层厚度不大于22厘米的时候可采取一次性摊铺。在大于22厘米的时候, 我们可以分二次摊铺。严防振捣不到位或过振;浇捣过程中应密切注意模板变形及漏浆, 如果有发生这样的现象就应该立即纠正。同时需要做的还有在混凝土做完后尽快喷洒一层养护剂, 防止早期收缩裂缝。在施工过程中当天气异常时, 应采用运输车加盖篷布、施工现场洒水降温等保温措施;并根据混凝土强度增加速度, 尽量早开始锯缝工作。另外, 要确保拌和、运输、摊铺时的有效温度, 尤其注意控制好碾压温度。对于复杂的施工路面一定要尽量采用多台摊铺机械呈阶梯形队列摊铺, 而且采用热接缝。需要注意的是在碾压时尽可能采用初压、复压和终压的步骤, 保证压实度和表面稳定性以及表面平整度。在养生过程中, 注意渠化交通和检测表面弯沉值。

结语

综上所述, 公路水泥混凝土路面的施工要确保在建设管理方面和交通管理方面的总体把握控制。只有这样才能有效地控制路面的裂缝。

具体说就是在建设方面要规范好招投标工作, 要真正通过招投标选择实力强、信誉好的施工单位参与道路建设, 这其中还要做好早工、料、机等方面素的严格把控。在交通管理方面还要加大监督、检查力度, 同时由政府牵头, 加强源头治理, 用经济杠杆引导区域运输市场向健康方向发展。同时笔者还建议要结合当地道路运输特点, 细化工作措施, 科学地开展交通管理工作, 进行交通管制, 限制重载车通行。

结语

总之, 公路施工人员也要不断加强自身学习及综合素质, 充分认识裂缝产生的危害, 加强对混凝土结构组成、新工艺新过程的学习了解, 监理单位、设计单位和施工单位一起对操作人员进行技术交底, 对工程中的重要部位、关键工序、施工措施, 与施工班组研究讨论, 共同努力实现控制质量目标, 有效地避免有害裂缝的产生。

参考文献

[1]张亮举.混凝土路面裂缝的成因及控制措施[J].交通标准化, 2014 (04) .

公路裂缝 篇5

我国高等级公路大多采用沥青混凝土铺设,在设计和铺设沥青混凝土路面时,采取裂缝预防措施与处理技术能够有效降低路面出现裂缝的概率.因此,采取有效措施阻止裂缝的形成与扩大,并通过结构、技术与材料等方面的处理,尽量减少裂缝的.产生,并对出现裂缝加以控制是公路建设,及养护管理中的重要工作.

作 者：黄元领 朱建军 作者单位：黄元领(临安市交通局,浙江省,临安市,311300)

朱建军(临安市昌化公路段浙江省,临安市,311300)

公路裂缝 篇6

关键词：大体积砼 裂缝 成因分析

1 概述

现在，在公路结构工程中大体积砼已经得到了普遍的应用，那到底什么是大体积砼，其实是没有一个定论的。各国之间的规定也不尽相同，美国规定为：“任何现浇砼，只要有可能产生温度影响的砼均称为大体积砼”。我国普通砼配合比设计规范规定：砼结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的砼即为大体积砼。

大体积砼的特点：公路结构工程中大体积砼与其他砼相比具有砼设计强度高，单方砼水泥用量较大；连续性整体浇筑要求较高等特点。此外，大体积砼还具有结构厚大、浇筑量大，工程条件复杂，施工技术和质量要求高等特点。

2 大体积砼温度裂缝产生原理

2.1 裂缝种类及成因

裂缝是固体材料中的某种不连续现象。砼在硬化及承载使用过程中，当其“变形要求”超出抵抗变形能力时，即产生裂缝现象。

砼的裂缝可分为宏观裂缝和微观裂缝。裂缝一般以0.05mm为界，大于等于0.05mm的裂缝称为宏观裂缝，小于0.05mm的裂缝称为微观裂缝。一般情况下，微裂缝对使用无危险性，因此，下文所述的裂缝控制均指宏观裂缝，宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。本文主要探讨由于温度变化及收缩等因素引起的变形裂缝。

2.2 大体积砼温度裂缝的产生原理

在施工期间，大体积砼产生的结构裂缝主要是因为水泥水化热引起的温度变化导致的。如果大体积混凝土的内部矛盾不断发展，到一定程度就出现裂缝。而这种矛盾一方面是因为混凝土内外温差形成的应力和应变，另一方面为了阻止这种应变所形成的各种约束。如果温度应力超过了混凝土所能够承受的极限强度，混凝土就会出现裂缝，这是导致混凝土出现裂缝的主要原因，混凝土产生裂缝主要有以下几方面原因：

2.2.1 水泥水化热。一般来说在浇筑后的7d左右，在水泥水化过程中会放出大量的热量，有资料显示在计算过程中，如果按照水泥用量是350kg/m3～550 kg/m3，每克水泥放出大约500J的热量，那m3混凝土就会放出17500KJ～27500KJ的热量，放出的这些热量，会直接导致混凝土的内部温度升高。特别是对于大体积混凝土来说，这种现象出现的概率更大。混凝土的内部温度升高，而混凝土的散热条件在内部和表面是不同的，这势必会形成温度梯度，压应力和拉应力也会分别在混凝土的内部和表面产生，一旦表面的拉应力超过规定的范围，混凝土的表面就会出现裂缝。

2.2.2 砼的收缩。砼收缩是指砼在空气中硬结时体积减小的现象。砼中大约80%的水分都会被蒸发，其中水泥硬化需要其中的大约20%的水分。砼水化作用后会发生体积变形，也叫“自身体积变形”，胶凝材料的性质对该变形有着决定性的影响，一般来说，大部分的普通水泥混凝土都是收缩变形，只有少数是膨胀变形。这种自发变形是不受外力影响的，但是一旦受到外部约束，就会在砼中产生拉应力，导致砼开裂。并且在硬化的初期和后期表现是不一样的，前者主要是体积变化，后者主要是干缩变形。

2.2.3 外界气温变化。在施工阶段，外界的温度变化对大体积混凝土有着直接的影响，因为混凝土的浇筑温度会随着外界气温的升高而升高；而当外界的温度下降的时候，又会增加混凝土的降温幅度，尤其是在气温骤降的天气，混凝土内外的温度梯度一定会加大，这对于大体积混凝土是非常不利的。混凝土内部的温度是各种温度叠加在一起的，比如水化热的绝热温度、浇筑温度和结构物的散热降温等，而温度应力则是由温差引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般在60～65℃，并且有较大的连续时间（与结构尺寸和浇筑块体厚度有关）。在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。

3 结论

总之，针对以上指出的大体积砼产生裂缝的原因，在实际的施工中应该采取以下的一些防治措施：

①合理选用水泥品种。大体积砼施工中，选用的水泥最好具备水化热低、初凝时间长的特点，并控制水泥用量，一般控制在300kg/m3以下。②掺加外加剂。选用复合型外加剂和粉煤灰，以减少绝对用水量和水泥用量，延缓凝结时间。③注意粗细集料的选择。砂选用粗砂，石子选用粒径为0.5-3.2cm的碎石和卵石。夏季砂、石料堆可设简易遮阳棚，必要时可向骨料喷水降温。④在砼中敷设冷却水管。⑤分层浇筑。如结构工程厚度较厚，一次浇筑砼方量过大时，在设计单位和监理单位同意后可分层浇筑，以通过增加表面系数，利于砼内部散热。⑥加强振捣避开高温施工。要严格按照技术规范要求振捣，夏季施工时尽量避免在12点至14点期间浇筑砼。⑦加强砼的养护。砼浇筑后要适时进行养护，尤其是体积大，气温较高时尤其注意，防止砼开裂。

参考文献：

[1]张少峰.大体积砼温度裂缝的控制[J].土木工程，2002.

[2]《砼配合比设计规程》.

[3]彭立海主编.《大体积砼温控与防裂》.

[4]施惠生.大体积混凝土的温升及控制，混凝土编辑部.

浅谈公路沥青路面裂缝处理 篇7

1 影响裂缝产生的主要因素

1.1 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, 沥青混合料的低温强度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素, 沥青强度又是决定沥青混合料强度的关键。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。

1.2 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。在我们平常施工的半刚性基层中, 经常会出现与路面中线近于垂直的横向裂缝, 裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩, 逐渐发展而贯通全路幅, 贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。通常不是由于荷载作用引起的, 其成因如下:

(1) 材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中, 因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝;另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力, 当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂, 并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层底面裂缝。

(2) 沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料, 温度下降时, 沥青混合料逐渐变硬变脆, 并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时, 沥青路面表面就会被拉裂, 并逐步向下发展, 形成上宽下窄的横向裂缝。

1.3 气候条件

极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。

1.4 施工因素

沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面, 而在冷天时又不存在逆过程, 因而沥青积聚在路面表面, 形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。主要为:混合料组成设计不当、混合料拌合控制不严、粘层油用量不当、施工质量差、水破坏等。

2 沥青砼路面裂缝防治措施

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。沥青路面裂缝修补方法很多, 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4中方法对裂缝进行养护处理, 具体如下:

2.1 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350 kg/m3, 注浆压力为1.5 MPa。压浆前用环氧砂浆对裂缝表面进行封堵, 沿裂缝每隔15 m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。

2.2 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150℃~160℃。用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内, 一般需浇灌2~3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。缺点是: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;夏天气温高时, 沥青软化体积膨胀多余沥青溢出路面被行车粘走;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。

2.3 SBR改性乳化沥青灌缝

材料SBR改性乳化沥青是在沥青中掺加了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。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, 无需加热, 设备比较简单, 1套设备一天可完成800~1 000 m灌缝, 灌缝效果较好, 使用寿命一般在3~5年。

2.4 进口灌缝胶修补裂缝

(1) 灌缝材料:采用美国原装进口路面裂缝密封胶 (ROAD-SEALH1190) 。

(2) 灌缝设备 (进口) :采用ROADSEAL145KETTLE封闭裂缝设备, 主要有两种, 一种是开槽机, 另一种为灌缝机。

从上述4种灌缝的方法分析, 对于路基下沉造成的较长纵向裂缝, 并且裂缝已达到路基, 应采用压浆法;对于横向裂缝、局部纵缝应采用改性沥青灌缝, 在经济条件允许的情况下, 采用进口灌缝胶修补, 因为它是最为理想的处理裂缝的材料。但对于即将罩面的工程, 进口灌缝胶不适宜。鉴于进口路件灌缝材料较贵, 一般11 000~18 000元/吨, 对于普遍推广使用尚有一定困难。目前不少国内的厂家和公司也正在向这方面努力。

摘要：高等级公路的大量修建使用中, 不论基层是柔性的还是半刚性的, 都会产生不同程度的裂缝。裂缝的扩展将会逐步减弱结构承载力, 裂缝渗水导致基层以下的结构层产生冲刷与水稳定性问题, 从而导致网裂、龟裂、坑槽及其它病害的产生, 降低路面的服务水平。

关键词：沥青路面,裂缝,处理

参考文献

[1]郭大进, 沙爱民.沥青路面施工质量过程控制技术[M].北京:人民交通出版社, 2011.

[2]刘红瑛, 郝培文.沥青路面施工质量控制与验收实务[M].北京:人民交通出版社, 200, 7.

公路沥青路面裂缝成因及防治 篇8

关键词：沥青路面,裂缝,公路,处理措施

沥青路面作为高级、次高级路面在我国公路建设中应用越来越广泛,它不仅适用于干旱冰冷的北方,也适用于潮湿闷热的南方,在世界各国也得到广泛应用。但沥青路面作为一种柔性(半刚性)路面,也有它自己的缺点,在车辆荷载作用下,温度及湿度变化时容易产生裂缝,这意味着路面整体性已遭到破坏,随着裂缝不断扩展和扩大,在各种自然条件及行车作用下,路面会出现沉陷、坑槽、翻浆等严重病害,直接影响到路面使用功能,威胁到人民生命财产安全。所以在公路建设及养护中必须重视裂缝的预防,分析它产生的原因,做出科学合理的处理措施,对于延长它的使用寿命,减少养护成本有着重要意义。

公路沥青路面裂缝产生的原因有很多,有设计上存在缺欠的,也有各种自然条件变化引起的,文中就在公路养护中沥青路面裂缝的产生原因及防治做一阐述。

1 裂缝的成因

公路在使用过程中,由于受各种车辆荷载的作用,久而久之会疲软变形,就会产生各种裂缝。有些材料随着时间的推移也会出现老化(比如沥青),沥青的老化大大降低了面层结构材料间的粘结性,脆性大增从而容易产生裂缝。有些裂缝是由于气温变化引起的,温度高时路面会膨胀,温度下降时就会收缩变形产生裂缝,还有些温度是由于湿度变化产生的,在长时间下雨或空气较潮湿时路面会吸收水分达到饱和,体积会膨胀,在天气转好后水分蒸发就会产生裂缝。

2 沥青路面裂缝的预防和处理措施

沥青路面裂缝的产生是不可避免的,只能尽量延缓和减少裂缝的产生,在养护方面要积极开展预防性养护,在裂缝产生后要科学合理地分析裂缝产生的原因,采取科学有效的处治方法,让病害处理后能经久耐用。因此,在公路建设时必须保证有足够强度、刚度和稳定性的路基,才能够让路面正常发挥它的使用功能。预防路面裂缝的产生,需要做到以下几点:

1)要严格控制车辆荷载的超限行驶。

由于我国经济高速发展,交通量的增加及车辆违规超载运输日益严重,超出了路面设计荷载,使路面承受着严峻考验。

2)要搞好公路排水系统养护工作。

尽量减少地表水及地下水对公路的影响,有些公路路基路面排水横坡不够,造成积水,特别是地下水的渗入会软化路基,从而影响到路面产生变形,出现裂缝。

3)选择防裂性能较好的材料作为路面材料。

a.选择抗压强度高,抗冲刷能力强,水稳性好的材料作为路面基层材料。路面长期接受荷载的碾压,如果材料抗压强度不够,很容易被压碎,由于雨水的冲刷及侵蚀,抗冲刷能力不好,水稳性差的材料会逐步流失,路面基层会出现掏空或者松散现象,也会出现裂缝等病害。b.选用质量较好的沥青作面层。好的沥青材料能增加材料间的粘结力,增强面层的密实度。由于沥青的伸缩性强,能顺应行车时车轮对面层的推移作用,防止面层产生拉裂。好的沥青也能很好地减少由于温度变化和湿度变化引起的裂缝,并能减少地表水对路面的渗透,并且不容易老化,从而延长了公路的使用寿命。c.应选用石质坚硬,表面粗糙,耐磨性强,与沥青粘结性好的材料作为沥青混合料。d.选用规格合适,级配好的碎石会使路面面层更加平整、密实、规格偏粗的材料面层孔隙率大,地表水容易下渗,影响路面基层稳定;规格过细的材料会使面层容易产生壅包等病害。

4)根据裂缝的状况,结合实地实际情况,分析产生裂缝的原因,采取有效措施。

a.由于路基原因引起的,比如地下水的渗入或者毛细水的上升,就要深开挖边沟或者地下渗沟引导排除地下水的影响,还要对损坏路基进行换土处理。b.有些裂缝是由于基层变形引起的,采用开挖路面基层,加大基层补强层厚度,甚至增加路面垫层,增强路面承载能力。在南方地区,由于雨水影响频繁,路基及路面基层承载力下降,路面会出现裂缝变形,有时会出现“冒浆”现象,增加砂砾垫层,能有效防止路基圬浆及毛细水的上升,保证路面基层的强度,减少面层产生裂缝。基层施工时,控制好基层材料的级配,防止材料出现粗细离析现象,并控制好含水量,保证基层压实度达到要求,及时喷撒沥青封层,尽快铺设沥青面层。c.沥青混合料制备时,严格控制加热时间和加热温度,防止碎石强度下降,沥青出现老化,同时要注意搅拌均匀,并及时运到路面进行摊铺,保证沥青混合料的摊铺温度。控制好沥青混合料的油石比,一般为5%～5.5%,油石比偏小的混合料较容易出现裂缝,严重的会出现松散等病害;油石比偏大的混合料较容易出现泛油、搓板等病害。

以上对沥青路面裂缝成因和防止措施进行了理论和实践上的初步探讨,裂缝的出现意味着公路已开始疲软变形,在实际的养护施工操作中,还要有关人员多观察、多分析、多总结经验,结合多种预防处理措施,尽量减少裂缝的出现,科学合理地对裂缝进行处治,对公路的使用性能及经济效益会取得很好的效果。

参考文献

[1]李志华.沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[J].山西建筑,2005,31(3):140-141.

公路沥青路面裂缝处治技术探讨 篇9

1 对横向裂缝的处治

1.1 单条轻微横向裂缝 (≦5mm无或仅有少量支缝)

对于轻微横向裂缝原则上不进行铣刨, 罩面前使用高分子抗裂贴进行处治。由于该公路日常小修保养对现有裂缝多已进行灌 (封) 缝处理, 部分已经处理裂缝表面凸起, 对于凸起较高的固结沥青, 抗裂贴铺设之前, 应尽量对铺设表面进行整平。抗裂贴隔离膜撕开后应迅速骑缝铺设至裂缝位置, 长度根据裂缝长度确定, 宽度采用32cm。由于裂缝弯曲或不规则造成铺设过程中出现重叠时, 重叠长度一般为50-125mm, 且重叠不能超过两层。抗裂贴铺设完毕后, 应用碾压设备 (胶轮压路机、胶轮滚筒等) 对已铺设抗裂贴进行滚压或用固定设备 (U型钉、钢钉等) 进行固定, 保证已铺设的抗裂贴在裂缝位置不产生滑移。铺设完成后, 应尽早进行面层沥青混合料摊铺, 其间隔时间不宜超过24小时, 同时应尽量避免施工车辆等机具在已铺设抗裂贴上行驶或抽拉。

1.2 单条严重横向裂缝 (>5mm且边缘存在支缝或脱落)

对于单条严重横向裂缝, 原则上用铣刨机铣刨原中、上面层厚度。铣刨宽度视裂缝走向而定, 一般为1-2m, 纵、横向不设台阶。铣刨后, 用扫帚、空压机对下承层及槽壁进行清扫并吹净。在下承层顶面喷洒改性透层油 (O.7—1.1L/m) , 然后铺设T010/140型无纺土工布, 用小型压路机碾压使土工布浸透透层油并与下承层紧密黏结。对槽壁喷洒改性粘层油 (O.3-0.6L/m) 后用普通AC-16沥青混凝土分层回填碾压至原路面高度, 最后用乳化沥青规范封边。

1.3 密集型横向裂缝 (间距≦10m)

对于密集型横向裂缝原则上宜采用连片铣刨, 铣刨厚度视裂缝及其他综合性病害严重程度及下承层情况而定, 至少铣刨l层, 铣刨厚度可在同一处治路段内根据取芯情况进行调整, 原则上不进行基层铣刨。

a、如铣刨1层 (原上面层) 情况, 铣刨后, 用扫帚、空压机对下承层及槽壁进行清扫并吹净。在下承层顶面喷洒改性透层油 (0.7-1.1L/m) , 然后铺设T010/140型无纺土工布, 用小型压路机碾压使土工布浸透透层油并与下承层紧密黏结。对槽壁喷洒改性粘层油 (O.3-0.6L/m) 后用改性AC-16沥青混凝土回填碾压至原路面高度, 最后用乳化沥青规范封边。

b、如铣刨2层 (原中、上面层) , 纵向不设台阶, 横向设置不小于50cm台阶。铣刨后, 用扫帚、空压机对下承层及槽壁进行清扫并吹净。在下承层顶面喷洒改性透层油 (0.7-1.1L/m) , 然后铺设T010/140型无纺土工布, 用小型压路机碾压使土工布浸透透层油并与下承层紧密黏结。对槽壁喷洒改性粘层油 (O.3-0.6L/m) 后分层回填。中、上面层采用改性AC-16沥青混凝土。最后用乳化沥青规范封边。

c、如铣刨3层 (原上、中、下面层) 情况, 中、下面层间设置宽度不小于15cm的纵向台阶, 中、上面层间不设纵向台阶。各层间均应横向设置不小于50cm台阶。铣刨后, 用扫帚、空压机对下承层及槽壁进行清扫并吹净。在下承层顶面喷洒改性透层油 (O.7-1.1L/m) , 然后铺设T010/140型无纺土工布, 用小型压路机碾压使土工布浸透透层油并与下承层紧密黏结。对槽壁喷洒改性粘层油 (0.3-0.6L/m) 后用分层回填碾压至原路面高度, 中、下面层采用普通AC-20沥青混凝土, 上面层采用改性AC-16沥青混凝土。最后用乳化沥青规范封边。

2 纵向裂缝

2.1 轻微纵向裂缝 (≦5mm无或仅有少量支缝且裂缝长度≤20m)

对于轻微纵裂缝原则上不进行铣刨, 罩面前使用高分子抗裂贴进行处治。由于该公路平常小修保养对现有裂缝多已进行灌 (封) 缝处理, 部分已处理裂缝表面凸起, 对于凸起较高的固结沥青, 抗裂贴铺设之前, 应尽量对铺设表面进行整平。抗裂贴隔离膜撕开后应迅速骑缝铺设至裂缝位置, 长度根据裂缝长度确定, 宽度采用32cm。由于裂缝弯曲或不规则造成铺设过程中出现重叠时, 重叠长度一般为50-125mm, 且重叠不能超过两层。抗裂贴铺设完毕后, 应用碾压设备 (胶轮压路机、胶轮滚筒等) 对已铺设抗裂贴进行滚压或用固定设备 (U型钉、钢钉等) 进行固定, 保证已铺设的抗裂贴在裂缝位置不产生滑移。铺设完成后, 应尽早进行面层沥青混合料摊铺, 其问隔时问不宜超过24小时, 同时应尽量避免施工车辆等机具在已铺设抗裂贴上行驶或抽拉。

2.2 严重纵向裂缝 (>5mm且边缘存在支缝或脱落;或长度>20m且发展趋势明显的轻微裂缝)

对于严重纵向裂缝, 原则上用铣刨机铣刨原中、上面层厚度。铣刨宽度视裂缝走向而定, 一般为2m;纵向不设台阶, 横向设置不小于50cm台阶。铣刨后, 用扫帚、空压机对下承层及槽壁进行清扫并吹净。在下承层顶面喷洒改性透层油 (0.7-1.1L/m) , 然后铺设T010/140型无纺土工布, 用小型压路机碾压使土工布浸透透层油并与下承层紧密黏结。对于下承层开裂趋势明显的纵向裂缝 (路基沉降变形趋势明显路段) 可视具体路段情况在T010/140型无纺土工布上铺设土工格栅 (B型, 为钢塑格栅, 要求断裂延伸率≤3%, 纵向抗拉强度≥100k N/m, 横向抗拉强度≧80k N/m) , 并用U型钉对其进行固定。然后对槽壁喷洒改性粘层油 (0.3—0.6L/m) 后分层回填, 中、上面层采用改性AC-16沥青混凝土。最后用乳化沥青规范封边。

3 结束语

总之, 沥青路面裂缝已成为公路的主要危害之一, 是一项经常性任务, 应从长远利益出发, 不断采用新材料、新技术, 有针对性地采取预防和改善措施, 才能减少沥青路面裂缝的发生, 从而延长青路面的使用寿命。

摘要：沥青路面行车舒适、维护方便等优点早已为业界所熟知, 因此被广泛用于公路建设。然而, 沥青路面常常会出现诸如裂缝等病害, 导致路面承载力下降, 产生台阶、唧浆、网裂, 加速路面破坏。所以, 必须采取有效措施, 防治沥青路面裂缝产生。本文以某公路为例, 阐述了沥青路面裂缝的处治技术。

关键词：沥青路面,裂缝,处治技术

参考文献

[1]余红峰.沥青路面裂缝成因及预防施工技术[J].中国科技信息.2014 (05)

[2]李红.沥青路面裂缝的处治措施与预防技术分析[J].交通标准化.2013 (19)

引起沥青公路路面裂缝的原因探讨 篇10

沥青路面裂缝可分为两大类, 即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。研究表明, 荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型裂缝;非荷载型裂缝主要为温度型裂缝, 而温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂, 均表现为张开型开裂方式。本文所讨论的是其中具有代表性的裂缝——“由上而下”型裂缝, 这种裂缝的外观通常表现为横向裂缝和纵向裂缝。

1 横向裂缝

横向裂缝在寒冷地区非常普遍, 它属于沥青路面的低温开裂现象。一般认为, 沥青路面的低温开裂有两种形式:一种是由于气温骤降造成面层温度收缩, 在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂;另一种形式是温度疲劳裂缝, 由于气温的反复升降, 导致沥青混合料的温度应力疲劳和极限拉伸应变减小, 应力松弛性能降低, 最后导致在并不太大的温度应力下即产生开裂, 因而温缩裂缝是随着使用年限而不断增加的。这类裂缝也发生于温度变化频繁的温和地区。

路面结构经常会受到持续大幅降温的作用, 此时无论是路面温度场还是温度应力场, 均与周期性变温的特征有所区别。所以, 选择持续降温引起的沥青面层的温度应力来说明路面低温开裂问题时, 需要建立一个计算模型, 包括路面结构模型、沥青混合料的热粘弹性本构模型、温度场模型等3个部分。

1.1 路面结构模型

将路面结构看作是平面尺寸无限大的半空间层状结构, 并且假设在同一时刻、同一水平面的温度处处相等。此外, 还有两个假设:一是假设路面材料是分层各向同性的;二是假设路面没有任何裂缝和损伤。因此, 层状半空间的任何一条铅垂线均为一对称轴, 层状半空间的任意一个铅垂面均为一对称面, 由此可根据对称性原理推论, 无论路面温度场随深度变化和随时间变化具有何种复杂的形式。

1.2 沥青混合料的本构模型

沥青混合料本构模型的本构方程为:

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1.3 路面结构任意点的剪应力温度场模型

根据上述推论, 在进行路面温度应力计算时, 完全没有必要将整个结构作为一个整体来分析, 而只需将拟分析的点所在的水平面从原结构中分离出来, 然后根据该平面位置的温度变化特征, 单独进行温度应力计算。另一方面, 大量的试验及理论研究表明, 路面温度变化幅度随着距路表深度的增加而衰减, 即路表的温度变化幅度最大, 从路表往下越深, 温度变化的幅度越小。可见对于基层未开裂的情况, 路表的温度应力最大, 也是最容易、最早产生温度开裂的部位。因此, 在分析连续大幅降温引起的路面开裂问题时, 重点是计算路表的温度应力。

首先, 应用回归分析的方法来构造函数。设路表的降温按照线性规律变化, 即降温过程中沥青面层表面的温度变化可用以下函数关系式表示:

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式中:T0———降温开始时路表的初始温度;

ΔTm———持续降温过程中的最大降温幅度;

tm———大幅度降温过程的持续时间。

将温度变化函数关系式代入沥青混合料的本构方程, 可得到以下表达式:

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式中:VT——降温速度, VT=ΔTm/tm。

然后构建计算该模型, 可将沥青路面表面的温度应力视为无水平位移的三维空间粘弹性问题来解答。首先建立xyz直角坐标系 (见图1) 。

此时有如下的关系:

εx=εy=εxy=εyz=εzx=0 (6)

体应变和偏应变分别为:

εkk=εz, εxx=εyy=-εz/3, εzz=2εz/3 (7)

而对于不考虑交通量荷载的作用, 即在无损伤沥青路面上, 其表面的温度应力有以下特征:

∂x=∂y, τxy=τyz=τzx=σz=0 (8)

σkk=2σx, Sxx=Syy=σx/3, Szz=-2σx/3 (9)

将 (7) 式至 (9) 式代入 (1) 式和 (5) 式, 可得:

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undefined (11)

设沥青混合料的泊松比和体积膨胀系数不随温度和加载时间而变化, 即将其假设为一常数, 并将其体积膨胀系数用线膨胀系数表示, 则:

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将 (12) 式代入 (10) 式和 (11) 式, 并将两式相加, 可得:

undefined (13)

其中, G2 (t) 的本质为剪切型的松弛模量, 而通过试验得到的为拉伸型松弛模量, 因此, 必须将G2 (t) 变换为拉伸型松弛模量E (t) , 这样就可利用 (13) 式求解路面的温度应力。

同理, 可应用上述方法分别就不同的起始温度、不同的降温速度和降温幅度, 计算连续降温引起的路表温度应力。计算过程中, 线膨胀系数为2.5×10-5, 泊松比为0.25, 参考温度按照降温开始时的起始温度来确定。

通过对比可以发现, 不论起始温度和降温速度如何变化, 温度应力均随着温度的下降而不断增加。在降温初期, 由于沥青混合料的黏性导致的松弛作用, 温度应力增长缓慢。但在降温后期, 由于沥青材料变脆, 温度应力增长加快, 而且在相同的起始温度下, 降温速度越快, 下降到同一温度时的温度应力越大;在相同的降温速度下, 起始温度越高, 下降到同一温度时的温度应力就越大。相对于起始温度的影响, 降温速度的影响更为显著。

2 纵向裂缝

对于纵向裂缝, 新的观点认为, 有许多裂缝是从路表开始, 逐渐向下发展的。但对于表面裂缝的形成原因, 至今尚未达成共识。一种观点认为, 在车辆荷载的直接作用下, 车轮部位产生大的应力, 导致路面产生开裂;另一种观点则认为, 因为路面沥青老化, 极限拉伸应变不断减小而首先开裂。国际上普遍认为, 对于厚的沥青路面, 绝大部分的路面底部拉应力很小时, 很难甚至于不可能产生导致先于表面层损坏的拉应力, 因而绝大部分的裂缝是表面裂缝。

在我国, 通常从发生损坏的路面钻孔可见, 有相当部分的路面裂缝属于表面裂缝, 但是一种性质完全不同的裂缝, 这是由于沥青层的表面层或中面层与下面层脱开所造成的, 其原因是由于施工时的层间污染。有试验表明, 虽然沥青路面名义上有15 cm以上的厚度, 但由于层间污染, 真正承受荷载的基本上是表面层4 cm以上的部分, 这样超载车辆势必会引起路面压碎。所以, 解决层间污染问题是我国沥青路面施工的当务之急。

对于表面裂缝, 在施工中主要有以下几项措施:

(1) 确保沥青层有足够的厚度, 并进行层底应力 (应变) 验算。

(2) 最大限度地减少沥青混合料的离析。

(3) 严防沥青路面各工序的施工出现交叉干扰, 杜绝沥青层间的施工污染, 确保沥青层、基层、底基层成为一个整体。

(4) 一旦发现表面裂缝, 应立即进行灌缝处理, 对于宽度太窄不便灌缝处, 要先扩缝再灌缝。

公路裂缝 篇11

关键词：公路施工；水泥稳定砂砾基层；裂缝原因；途径

中图分类号：U416.213 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0154-02

随着技术的发展，各种施工材料层出不穷，在公路施工中，水泥稳定砂砾发挥着相当重要的作用。它主要由砂砾、水泥、水及其他材料按一定比例混合而成，成本较低，便于生产，而且抗压强度较高，具有良好的耐久性，是公路施工常用的材料。但经常伴有裂缝出现，此现象较为普遍，对公路的美观、质量都有很大影响，且裂缝容易降低土层的承载能力。因此，必须采取相关方法对裂缝问题加以解决。

1 裂缝的危害

影响公路的使用寿命，当水泥稳定砂砾基层出现裂缝，公路的承载力会有所降低，耐久性遭到破坏，影响其寿命，不能充分发挥其应有的作用，以至于某些功能不能完全实现。

由于水泥稳定砂砾的开裂，会对其本身的强度和质量产生一定的影响，而且缝隙过多、裂缝过大，会影响到公路整体的美观性和建设成本，甚至对其安全性也会产生一定程度的不利影响。

2 裂缝产生的原因

2.1 人员施工

由于现场施工比较复杂，工作人员可能会相对缺乏质量意识，对关键环节控制不严，加上现场的职责不明确，难以将责任具体落实。在施工中，有些施工人员对新机械设备的性能和用途不太了解，或操作中没有按照规定的要求进行等，都会引起水泥稳定砂砾基层出现裂缝。

2.2 外部环境因素的影响

水泥稳定砂砾的温度受许多外部因素影响，包括天气变化、季候更替等，浇注温度指的是在运输、卸货浇筑等环节后的水泥稳定砂砾拌合物的温度，直接受外界温度的影响。如果前者小于后者，则混合物内会聚集大量的温度，难以释放导致裂缝出现。如果前者大于后者，混凝土内部外部会形成巨大温差，也会引起开裂的现象。

2.3 水泥稳定砂砾的收缩作用

在水泥稳定砂砾的拌合过程中，水分会有一定的蒸发，混合物凝固过程中，发生冷却，体积缩减，一旦收缩应力比其抗拉应力大时，很容易引起表层收缩，出现开裂的现象。关于水泥稳定砂砾的收缩，受很多因素影响，如：在外暴露时间、砂砾含量、水泥剂量以及含水量、失水量等。

水泥剂量通常控制在3%～5%，在此范围内，水泥剂量越高，其稳定性和强度越高，干缩现象越来越不明显，一旦超过了这个范围，很容易影响到水泥稳定砂砾的强度，特殊情况除外。当混合物成型时，如果含水量过多，会降低基层的密实度，所以应对含水量有严格的控制。成型后需要有一定的养生期，通常为一周左右，若养生期过长，能够增加抗拉应力，缩短裂缝之间的距离，但裂缝宽度会有所增加。如果在空气中暴露时间过长，失水量会有所增加，以至于引起干缩裂缝。

2.4 荷载型裂缝

主要受以下几个因素影响：①结构层厚度。水泥稳定砂砾基层的结构层厚度越大，路面施加的荷载压力的受力面积越大，对基层底部产生的压强和拉应力就越小。②弹性模数。当基层的弹性模数逐渐变大时，相应的弹性下降就小，底部变形较轻，拉应力也相对较小。③车辆的速度和荷载。车辆越重，造成基层的沉降量越大，而速度能够加推力，使得基层的拉应力也不断扩大，为了减少沉降量，在养护时应尽量控制行车。

3 裂缝控制

3.1 材料选择

在实际施工过程中选择水泥时，常用的有两种，一是热硅酸盐水泥，二是地热矿渣水泥，它们的水热化值都表较低，另外，在选择时，应保证水泥的细度有所降低；采用粉煤灰，因为在粉煤灰的构成中，存在一些特殊物质，和水泥之间能够发生有效反应，代替其部分的活性来源，能对水泥稳定砂砾的内部进行优化，增大其反应后的密度，从而减小一定的收缩值；一般情况下，骨料有两种，一是粗骨料，可相应的加大其粒径，在实际施工时，粗骨料一般都是粒径在5～40 mm的石子，含沙量应控制在1.5%以内，对碎石针片状颗粒含量的控制如上；二是细骨料，尽量采用中砂，因为中砂较为干净，并且含沙量低。

此外，加入适量的膨胀剂、减水剂等，也能降低开裂频率。例如加入减水剂，对水对水泥都能起到节约的作用，从而使水泥稳定砂砾的性能发生改变。膨胀剂的加入，能产生预压应力，和固有的拉应力相抵消，在一定程度上也能减少裂缝的出现。

3.2 施工工艺控制

①在运行拌制工作时，应对拌合物的温度进行有效控制，如夏天在选择水源时，尽量选取地下水，因为地下水的温度较低，还需对砂石、骨料增加一些降温手段；冬天需要加热水和防冻剂等。为避免资源浪费或资源短缺，对原材料的使用，尽量做到不多不少。

②基层的全部施工工序在水泥终凝时间内必须完成，在保证施工质量的基础上尽量加快施工速度，缩短时间；在运输材料设备时，必须结合工程的实际情况选择合适的车辆行驶速度，禁止随地停车现象的出现；混合物搅拌成功后，在运输之前，对路线进行检查，清除各种障碍，保证车辆的畅通。

③施工拌合工作通常采取厂拌法进行拌合，摊铺机摊铺，确保混合物的均匀。配合比例要适当，尽量缩短时间。对于车辆的碾压速度和时间，应严格控制，按照规定的程序进行。

④当浇筑工作结束后，应使水泥稳定砂砾表面处于一个湿润的状态，而且需采取有效的预防措施防止出现突然干燥的情况，为使其不与干燥环境产生直接的碰触，可在其表面覆盖一层薄膜。

3.3 路面施工

摊铺机对混合物进行摊铺时，需保持摊铺的连续性，中间尽量不中断。如果出现特殊情况发生终断且终断时间大于初凝的时间，必须设置施工缝。保持摊铺机匀速行驶。如果是宽幅摊铺，螺旋两端20～40 cm范围内会发生混合物的离析情况，此时应使用人工换料。路基上尽量不要出现松散的浮土区，以及路基反弹区。如遇这些情况，可选择“园洞方补法”，将其挖成矩形形状，厚度通常要大于10 cm，使用同层或上层材料回填压实。最为关键的是，应建立合理的施工组织，保持各项工序紧密衔接，促使整个施工的顺利进行。

4 结 语

水泥稳定砂砾的作用十分重要，在公路施工过程中务必要保证良好的抗裂性能。导致出现裂缝的因素有很多，不过在实际操作中，这些问题并不难解决，所以有必要从材料、施工等方面做好控制工作，尽量减少裂缝出现的频率，从而保证工程的整体质量。

参考文献：

[1] 姚进.水泥稳定砂砾基层的裂缝和防治方法[J].交通世界，2012，（23）：178-180.

[2] 葛涛.水泥稳定砂砾基层施工及裂缝病害防治[J].中国新技术新产品，2012，（6）：232-234.

[3] 李海.水泥稳定砂砾基层裂缝的产生原因及预防[J].中国科技博览，2011，（35）：130-132.

[4] 黄晓马.水泥稳定砂砾基层裂缝的成因与防治[J].商品与质量，2011，（7）：209-211.

[5] 郭爱民.水泥稳定砂砾基层裂缝的产生及控制[J].交通世界，2011，（13）：139-141.

高速公路路面裂缝识别算法研究 篇12

随着我国高速公路通车里程的不断增长, 高速公路已成为社会经济发展的重要基础设施。由于行车荷载和自然因素的作用, 路面车辙、松散、裂缝等病害日益严重。传统的人工检测效率低、劳动强度大、检测速度慢、误差也比较大。因此不同程度、不同类型的路面病害的自动检测及信息管理已成为日益重要的工作。随着光学技术和计算机技术的发展, 图像处理方法得到了越来越广泛的应用。国内外学者对基于数字图像处理的路面裂缝识别问题进行了广泛深入的研究。

利用图像中的灰度统计特性进行裂缝提取是应用最广的1类方法[1,2]。Xu等[1]将图像分为若干个8×8的单元, 依据单元内像素灰度值变化将单元分为无裂缝和有裂缝, 将有裂缝单元作为进一步判断裂缝的种子, 依据种子与邻域像素的对比度剔除非种子单元, 从而获得裂缝信息。徐志刚等[2]采用直方图估计的方法获得每个子块图像原始直方图的混合高斯拟合函数, 利用2个高斯函数的交叉点作为每个子块图像的最优分割阈值, 通过该阈值对整幅图像进行二值化, 采用形状分析方法定位裂缝。裂缝边界一般都有较强的边缘性, 使用合适的边缘检测算子可检测出图像中灰度有突变的地方。李刚等[3]针对光照不均的路面裂缝图像, 提出1种基于Sobel算子和最大熵法的图像分割算法, 采用长线段与原图进行操作, 判断黑色像素所占比例的方法去除图像孤立噪声点, 获得裂缝的准确信息。用于组成道路的石子、沥青以及石子与石子之间的间隔组成了路面的纹理, 而当出现病害时其纹理将表现为不同的特性。Paquis等[4]研究了路面石子与沥青的随机纹理和裂缝纹理的差异性, 采用1种类似于经典开运算的、基于四叉树的多分辨率形态学方法对图像进行非线性变换, 依据不同分辨率的灰度共生矩阵区分不同类型的路面纹理。除此之外, 小波理论、形态学、模糊集理论等也陆续被应用于裂缝图像分割中[5,6,7,8]。

笔者对路面裂缝图像自动识别进行了深入研究, 给出了1套完整的裂缝图像识别算法。首先对采集的原始图像进行图像增强处理, 接着通过灰度校正解决裂缝图像光照不均匀的问题, 然后对校正后的灰度图像进行阈值分割、平滑、填充及去噪。最后识别出裂缝的类型, 并计算出裂缝长度、宽度和外接矩形面积等参数。

1 裂缝图像处理关键算法

1.1 灰度校正

笔者研究的路面图像采用线阵CCD摄像机获得, 由于成像系统本身的特点以及成像时的光照不均, 路面图像具有中间亮、周围暗的亮度分布不均的特点, 这给图像分割带来很大的困难。笔者采用背景子集图像插值校正方法, 将图像分为若干个N×N大小的块, 在N×N个像素中, 取出N2/2个最低灰度像素R (x, y) , 则背景子集像素。由P (x, y) 插值计算得到背景图像I0, 灰度校正后的图像I′1用乘系数的方法得到, 如式 (1) 所示。

式中:I0max为I0中的灰度最大值;I1为原始不均匀光照图像。

在进行灰度校正之前, 需要进行去噪处理。根据裂缝边缘的方向性, 依次采用左中右、上中下、左上中右下和右上中左下4个窗口对原始灰度图像进行中值滤波处理。不仅消除了噪声还保留了边缘特性。图1给出了中值滤波和灰度校正的结果图。

1.2 阈值分割及后处理

采用迭代阈值法对校正后的裂缝图像进行全局otsu阈值分割, 结果见图2。采用二值形态学填充裂缝孔洞。由于对称结构元素对图像的边缘影响最小, 选用十字形的结构元素对图像进行闭运算。十字形结构元素见图3, 闭运算的结果见图4 (a) 。由图4 (a) 可见, 经过闭运算处理, 弥合了裂缝, 且裂缝的位置和形状不变。裂缝图像中存在一些孤立噪声点, 这些噪声点影响到后续裂缝分类以及相关参数的提取等工作, 需进一步消除这些孤立噪声点。笔者采用连通区域序贯标记法标记, 如果每个连通区域面积小于某一阈值, 则删除该连通区域。效果图如图4 (b) 所示。图5给出了多幅裂缝图像的处理结果。可以看出笔者采用的方法能够准确地分割出路面裂缝。

2 裂缝图像识别算法

2.1 裂缝分类

路面裂缝类病害主要包括横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和块状裂缝。笔者依据连通区域个数、投影特征、分布密度等参数区分裂缝类型。

连通区域个数可将裂缝分为2类:线状裂缝 (包括横向裂缝和纵向裂缝) 和非线状裂缝 (包括网状裂缝和块状裂缝) 。根据连通区域个数与设定的阈值进行比较, 若连通区域个数大于该阈值, 则判定该裂缝图像为非线状裂缝, 若连通区域个数小于该阈值, 则判定该裂缝为线状裂缝。由于路面裂缝图像一般噪音点较多, 结合多次实验结果误差分析, 连通区域的个数的阈值设定为10较为合适。

由于横向裂缝和纵向裂缝具有较强的方向, 在不同方向上的投影具有较大差异:①横向裂缝水平投影向量X中有一明显峰值;②纵向裂缝垂直投影向量Y中有一明显峰值。首先求取路面图像水平、垂直投影向量X和Y。然后计算X和Y最大10 阶差分值Xmax, Ymax。对于横向裂缝, Ymax。较小, Xmax。较大;纵向裂缝则Ymax。较大, Xmax。较小。利用Xmax。和Ymax。可以较好地区分出横向裂缝和纵向裂缝。裂缝的分布密度等于裂缝区域像素总数和裂缝区域的外接矩形面积的比值。网状裂缝的分布密度较小, 块状裂缝分布密度较大。在计算外接矩形面积时, 需要消除那些与真实裂缝目标距离较远的伪裂缝。裂缝区域像素总数记为sum, 算法如下。

步骤1。计算所有裂缝像素的几何质心坐标 (Xcen, Ycen) 。

步骤2。以 (Xcen, Ycen) 为中心, 以2r+1, 8r+1为长方形 (r初始化为10) 的宽度和长度, 计算在长方形区域内的裂缝像素数目sumr占裂缝像素总数sum的百分比P, 如P≤80%, 转步骤3;否则转步骤4。

步骤3。令r=r+10, 并转步骤2。

步骤4。计算裂缝的分布密度。

本文中, d大于0.035的视为块状裂缝, d小于0.035视为网状裂缝。表1给出了不同类型的裂缝特征值的计算结果。依据连通区域个数、水平投影向量、垂直投影向量和裂缝分布密度可区分出不同类型裂缝:首先根据连通区域个数区分线状裂缝和非线状裂缝;若是非线状裂缝, 依据分布密度区分网状裂缝和块状裂缝;若是线状裂缝, 依据水平、垂直投影向量区分横向裂缝和纵向裂缝。

2.2参数计算

根据后期的公路路面养护施工要求, 需要依据裂缝类型计算其相关参数。非线状裂缝计算其外围面积, 线状裂缝计算其长度和宽度。

线状裂缝首先需要进行细化, 得到裂缝的骨架, 各段骨架的长度和即为裂缝的长度。每段骨架的长度Ld通过相邻2个像素点得到, 见式 (3) 。

式中: (Xi, Yi) , (Xi+1, Yi+1) 是相邻的2 个像素;Sh为水平方向比例因子;Sv为垂直方向比例因子。

在裂缝宽度的计算过程中, 计算裂缝的最大宽度。横向裂缝和纵向裂缝的宽度计算方法略有不同, 但原理相同。现说明横向裂缝的最大宽度计算方法:

1) 求出二值裂缝图像水平投影值X。

2) 设在坐标点i处的投影值为pro[i], pro[i]大于0。

3) 遍历二值裂缝细化图像, 选取i (i, x) 点及其相邻点j (j, y) , 计算此处裂缝的倾角α。

4) 计算裂缝的宽度值W [i]。

5) 对各个投影点为横坐标的裂缝点处的宽度都进行上述计算, 最大值即为横向裂缝的最大裂缝宽度。

网状裂缝或块状裂缝需要求取裂缝区域外接矩形的面积。首先从图像最上面开始行遍历, 当遍历到裂缝像素时, 则外接矩形上边界等于该像素点的行号。然后从图像最下面开始行遍历, 当遍历到裂缝像素时, 外接矩形下边界等于该像素点的行号。同理, 外接矩形左右边界通过列遍历确定。

3 系统性能测试

笔者在vc6.0环境下, 设计开发了1个高速公路路面裂缝检测、识别系统。图像规格为4 080×1 000×256, 系统标定Sv=2 mm/像素, Sh=0.81mm/像素。选用400幅路面裂缝图像验证本文算法。实验结果显示分类准确率为94%。在误判的24个实例中, 将网状裂缝误判为线状裂缝的有12例, 占50%;将线状裂缝误判为网裂的有10例, 占42%;二值化失败的有2例, 占8%;而纵横裂缝之间没有产生误判。线状裂缝长度误差均值为7.2%, 宽度误差均值为11.3%, 非线状裂缝的面积误差均值为9.6%。文中4个裂缝的计算参数依次为:裂缝1, 实测长度2 552mm, 计算长度2 485mm, 实测宽度48mm, 计算宽度52mm, 裂缝类型:纵向裂缝;裂缝2, 实测面积1 324 575mm2, 计算面积1 321 479mm2, 裂缝类型:块状裂缝;裂缝3, 实测长度2 630 mm, 计算长度2 714mm, 实测宽度4mm, 计算宽度5mm, 裂缝类型:纵向裂缝;裂缝4, 实测长度3 573mm, 计算长度3 686mm, 实测宽度5mm, 计算宽度3mm, 裂缝类型:横向裂缝。图6给出了部分裂缝的参数计算结果。

4 结束语

研究了不均匀光照的路面裂缝图像处理算法, 包括去噪、复原、二值化及后处理、特征提取、分类和参数计算等。根据裂缝边缘的方向性, 依次采用4个不同窗口对原始灰度图像进行中值滤波, 最大程度地保留了裂缝的边缘信息。使用背景子集图像插值校正法进行灰度校正, 有效地克服了不均匀成像对后期图像分割的影响。采用十字形的结构元素对分割后的二值裂缝图像进行闭运算, 弥合了裂缝中的空隙, 且保持了裂缝的位置和形状。依据连通区域个数、投影特征、分布密度等参数判别裂缝类型。最后分别计算出不同类型的裂缝参数。实验结果表明, 笔者所用方法可靠、实用、有效。

参考文献

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