浅谈水泥路面加铺沥青罩面反射裂缝防治分析

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【摘 要】 水泥路面有三种养护修复的方法，他们分别是：水泥路面的翻修，加铺沥青罩面以及加铺混凝土。其中加铺沥青罩面由于最为方便和低廉，而被广泛应用。但这种方法并不完美，水泥路面加铺沥青罩面后，因两种材质性能差异很大，使路面内部结构分布不均匀，而产生反射裂缝。因此，加铺沥青罩面的关键技术问题在于如何防治反射裂缝。

【关键词】 水泥路面 反射裂缝 沥青加铺层

1 反射裂缝产生机理

路面长时间暴露在自然环境下，受温度和光照的影响，加铺沥青层和水泥路面都会热胀冷缩。由于两种路面材质差异大，本身具有的弹性不同，故发生的形变也不可能相同，因此，会在层间产生应力，进而产生裂缝。另外，由于水泥路面有裂缝和接缝，再加铺沥青后，受到车辆的挤压，沥青罩面会有位置的移动，临界应力超过承受极限，便会产生反射裂缝。

由于反射裂缝的扩展，经过反射裂缝沿着接缝方向的横向扩展和沥青层厚度方向上的纵向扩展，就形成了整个路面被破坏的过程。在承载和温度等因素的共同作用下，裂缝逐渐延展，最后表现到沥青层面。

2 沥青加铺层防反射裂缝措施

在反射裂缝产生机理中得出，在自然环境中，一般是由于温度变化导致平移，产生了反射裂缝，而承载力加剧了反射裂缝的延展。下面，我们通过五种方式对反射裂缝的防治措施进行研究。

2.1 旧水泥板块的修补与加固

对水泥路面进行补修时在旧的水泥路面加铺沥青层的最基本措施。比如说：破碎破损严重的路面后，对路面进行重新的补修和加固：对于一些下沉和弯曲的板块进行注浆稳固处理；对接缝处以及裂缝进行灌注等等。以上的方法不仅能给沥青加铺层提供稳固的基础，还能减少在承载力作用下发生的不均匀的弯曲，竖向的变形以及下沉等，降低沥青加铺层中剪切应力和弯拉应力，对反射裂缝的发生起到减缓的作用。但采取这种措施的效果受到局限，第一，这种方法仍不能完全消除板块间的弯曲、下沉差异，并且在原有的病害区域注浆，受到水及其他共同作用会使它的注浆强度逐渐降低；第二，在自然环境中，对受温度变化产生的反射裂缝根本不起作用。长期实践中，这种防治措施仍会产生反射裂缝。

2.2 沥青罩面层厚度增大

断裂力学观点中提出，减少裂缝尖端应力最有效的方法就是增加加铺层厚度，通过厚度的增加路面内部结构的坚实度逐渐增大，同时又延长了反射裂缝与表面的距离，在承载力的作用下，大大降低了弯曲、下沉的速度。同济大学有研究数据表明，想要减少加铺层底面弯沉差5%左右，就要增加1cm厚度的沥青层。美国有相关数据显示，为了减缓反射裂缝的发生，当加铺层小于230mm时，可以采用；当加铺层在230mm-250mm区间时，就要考虑其他方法。

因为此时的效果不明显，也不经济。

2.3 设置应变吸收夹层改变应力

设置夹层的目的是为了增强他的抗拉和抗剪能力，他的种类很多，主要的有土工格栅、SAMI和沥青应力吸收夹层。

裂缝的产生往往是由于温度和负荷共同作用的结构。土工格栅灯应力吸收层对温度产生的扩张型裂缝效果很好，但对荷载力产生的剪切型裂缝效果不明显。

2.3.1SAMI是应力、应变吸收薄膜夹层的缩写，他包含无纺和机织土工布等形式。土工布很薄，因此具有缓解性和加筋性，因质地柔软，既可以减小水的渗透又不容易被破坏。但是由于质地的原因，他不能单独的被利用，而是作为中间层与其他物质粘和形成一种其他形式的加铺层，通常被设置在加铺层的中底部。

Button&Lytton归纳了关于破坏缓解和加筋的三种模式：

（1）夹层起到缓解作用的模式，反射裂缝从原有的裂缝向中间层蔓延，裂缝在中间层滞留一段时间后，又从层表面向最上面一层蔓延。夹层发生形变，改变了裂缝顶端的平衡性。由于应力水平不高，所以这一夹层只会延迟反射裂缝的扩散而不能阻止。

（2）夹层同样起缓解作用时，缓解夹层暂时缓解一条裂缝从加铺层底部向顶部蔓延，而另一条裂缝从加铺层表面向中间层扩散。

（3）夹层起到加筋作用时，裂缝遇到加筋层后，沿着加筋层和下面一层两者间的区域间侧向延展，直至能量耗尽为止。加筋作用的适应环境要求夹层厚度达到标准及模量大于周围材质，反之，则只能采用应力缓解模式。

2.3.2利用沥青与其他物质的融合，可以减小承载力对加铺层的破坏力和层内结构的弯沉差和剪应力。通常他包含沥青碎石、改性沥青砂、沥青混凝土等形式，他可以作为一种独立的加铺层而使用。在旧水泥里面与沥青加铺层之间铺设一层9cm厚，孔隙度达25-30%的碎石沥青混合料。这种方法不会使旧水泥板块的裂缝蔓延到沥青加铺层的上方，从而起到了缓解的作用，有效的治理了反射裂缝的发生。

下面我们通过国外一些成功失败实例进行比对分析：

在我国一般使用土工布料和纤维格栅，随着温度的降低这两种物质的内应力就会相应的增大，而本身具有的抗拉性，可以减弱裂缝的应力集中。因此层间内部结构的整体性受到了连续性破坏，同时就是影响了防治反射裂缝作用的发挥。

2.4 设置裂缝延缓、松弛层

在国外，通常在旧水泥路面与加铺层之间铺设一层最大粒径为75㎜、63㎜、50㎜特粗粒径配沥青碎石的裂缝缓解层，经实践表明，这种空隙率达到25%-30%的沥青碎石防裂效果很好。

在我国通常使用二灰碎石或者水泥稳定碎石等厚度达20-25厘米的夹层区延缓裂缝扩展和增加路面的坚实度，在浙江宁波江北区甬余线实践两年后，路况仍良好。

2.5 沥青层锯切横缝

交通开放前，在HMA层上，在原有的旧水泥路面上的横缝位置切出新的横缝并进行灌注。这样做的目的是为了控制裂缝的随意出现，原理是：释放层内温度收缩产生的拉应力提供预定的不连续断面。但是这种施工方法技术要求很高，必须在原来接缝的25mm区域内锯切，切割不精确会出现次反射裂缝。在美国东北部，15各试验路段检测显示，采用这项技术可以减少反射裂缝64%。这种办法只适合接缝弯沉度较小，路面情况较好的路面。由于施工工艺精准度高，我国很少采用这种施工方法。

2.6 建立隔离层

在旧路面的裂缝和接缝处将填缝剂和杂志清除，再在裂缝两边撒上乳化沥青粘和剂与砂石或者石屑压实，这样做是为了减小加铺层的密度，进而降低沥青层和旧路面之间的摩擦力，控制反射裂缝的张拉。这种方法我国国内很少采用，并且不适用于剪切性反射裂缝。

结语：

在旧水泥路面加铺沥青层是路面修复养护的重要措施，但如何防治反射裂缝也成为了必要的话题。本文通过对反射裂缝产生机理的分析，从铺设加铺层选择材料的方面提出了六项防治反射裂缝的措施，但各有优势和弊端。各项措施均投入到实际生活中，但得到的结果不经相同，结果的成功与失败，说明应用要结合实际情况，综合考虑。采取适用性强、投资少、方便快捷的方式。加固基层，提高加铺层的抗裂性，才能取得更好的效果。

参考文献

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