沥青面层加铺后反射裂缝形成机理及防治措施研究.pdf

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1、２０１６年第１４期（总第１９１期）江西建材交通工程沥青面层加铺后反射裂缝形成机理及防治措施研究■马珊■重庆市市政设计研究院，重庆４０００２０摘要：针对我国“白改黑”路面改造工程较多的现状，沥青加铺后反射裂缝形成裂缝。和防治的必然性。本文重点分析了沥青面层加铺后反射裂缝的形成机３影响反射裂缝发育的因素理及发育机理，得出温度效应和荷载效应是形成反射裂缝的主要因素，从经典强度理论角度出发，若结构内部某位置最大应力超过结构提出了反射裂缝的三种表现形式，同时提出了三种沥青面层加铺防治反本身最大强度时，则会出现结构破坏。而现实

2、是结构内部出现裂缝到射裂缝形成的主要措施，为工程中防治反射裂缝措施选择提供参考。结构破坏，需要经历一个裂缝发育过程，若能在这个过程中对路面结构进行整治或补强，切断裂缝发育趋势，则能够有效防治反射裂缝。随着“白改黑”工程的不断推进，沥青路面加铺技术也逐步完善，针３．１反射裂缝的纵向发育对沥青面层加铺后反射裂缝形成机理和防治措施，国内研究学者进行沥青加铺面层形成反射裂缝主要是在温度和荷载综合作用下造成了大量研究。Ｇ．Ｊ．ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ，Ｍａｊｉｄｚａｄｅｈ．Ｋ，Ａｂｄｕｌｓｈａｆｉ．Ａ，Ｉｌｖｅｓ等人路面加铺材料

3、在循环应力作用产生累积疲劳损伤，从加铺层底部逐步通过研究水泥混凝土路面加铺沥青面层后反射裂缝在温度作用下的力发育到面层的过程。反射裂缝的形成主要包括三个阶段：（１）应力集学行为，提出了基于温度场的反射裂缝力学模型，并建立了因温度作用中，弹性变形阶段，主要是建设完成初期，在集中应力作用下，水泥混凝而引起沥青加铺层反射裂缝计算模型。张敏江、才华通过模拟分析沥土面板还处于弹性变形阶段；（２）裂纹产生，稳定发育阶段，该阶段主要青面层产生的反射裂缝和疲劳断裂，基于疲劳损伤和断裂学，研究了路是在荷载和温度应力综合作用下，沥青加

4、铺层底逐渐产生裂纹，并在累［１］面反射裂缝的形成机理和发育趋势。积循坏作用下逐步发育，直至竖向贯通至沥青面层的过程；（３）裂纹破１反射裂缝形成机理裂，出现裂缝，这个阶段主要是在裂纹发展后期，沥青加铺面层未进行沥青面层反射裂缝是指在交通荷载和温度效应的循环作用下，既必要养护和整治，在荷载和温度的循环作用下，加铺层出现裂缝的过有水泥混凝土面板接缝或裂缝位置沥青加铺层受集中应力作用，层底程。拉应力超过容许拉应力后，由加铺层底部产生微小裂缝，经发育后不断从断裂力学的角度出发，按照裂缝形成、发育和受力变形特点，主延伸至沥青路

5、面，直至形成垂直贯通性裂缝。要分为意向三种类型：（１）拉伸开裂型裂缝。正应力σ垂直于裂缝表温度效应作用：（１）沥青加铺层拉应力作用。由于水泥混凝土路面面，裂缝在正应力作用下呈拉伸开裂状发育；（２）平滑剪切型裂缝。剪属于刚性结构体，在温度梯度作用下，路面结构不断出现收缩和膨胀，切应力平行于裂缝表面，且剪切应力垂直于裂缝发育方向；（３）撕裂剪且这类变化主要是在边界约束位置表现得更为明显，如道路的接缝、裂切型裂缝。剪切应力与裂缝表面平行，且作用方向也平行于裂缝发育缝及板边板角位置，由于沥青加铺层与水泥混凝土面板之间的粘结

6、作方向，造成裂缝两个平面发生平行撕裂。用，当既有水泥混凝土面板收缩时，沥青面层也会随之发生收缩，在加３．２反射裂缝横向发育铺面层内部就形成了拉应力，并在局部位置拉应力相对集中，当温度梯在应力作用下时，裂缝长度已等于或接近路面应力临界宽度，在这度变化较大时，水泥混凝土面板收缩或膨胀更为剧烈，导致沥青面层所种状态时裂缝发育速度相当迅速且杂乱无规律。较为常见的横向裂缝产生的集中拉应力更大，当拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时，则会发育方式是反射裂纹主要出现在车轮轮迹位置，且逐步向周围扩散。造成沥青加铺层开裂，且开裂方向至下

7、而上发育。且沥青加铺层拉应由于温度应力的普遍性和均匀性，在整个路面结构内部温度效应影响力是随着水泥混凝土面板的收缩、膨胀变化而变化的，当道路结构温度是一致的，但交通荷载是按照一定分布频率横向分布在道路断面上，因变化越大，沥青加铺层与水泥混凝土之间的粘结力越大，则沥青加铺层此对裂缝的横向分布影响较大。在路面反射裂缝出现后，路面杂物、路内部拉应力也相对越大，形成反射裂缝的几率也越大。（２）水泥混凝土面积水均和沥青面层老化等因素都会加速反射裂缝发育。因此，要防面板翘曲作用。同时水泥混凝土面板由于结构较厚，在寒冷季节，结构

8、内部会因为材料的不均匀性和厚度的不一致性出现水泥混凝土面板不治反裂缝，应充分结合加铺材料改进和后期养护维修。均匀收缩，产生不同程度的翘曲，在这种应力作用下，削弱了沥青加铺４防治反射裂缝形成的主要措施层与水泥混凝土面板之间的粘结作用，影响结构之间的竖向传递能力，４．１增加沥青加铺层的厚度并因裂缝处水泥混凝土面板边界条件约束，造成翘曲应力集中，导致沥当沥青加铺层