复合式路面反射裂缝形成机理及防治技术.pdf

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1、2013年10月第10期城市道桥与防洪道路交通35复合式路面反射裂缝形成机理及防治技术周勇(南京市溧水区交通运输局，江苏南京21120o)摘要：反射裂缝防治是复合式路面的关键技术，为了延缓复合式路面反射裂缝的发展，首先分析了反射裂缝形成机理与原因在此基础上，对比分析现行常用的几种反射裂缝防治措施，为复合式路面反射裂缝的防治提供参考。关键词：复合式路面；反射裂缝；机理；应力吸收层中图分类号：U416．2文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)10一o035—03层中已存在的缺陷引起；稳定扩展阶段，从行车荷0前言载

2、或温度荷载引起的应力集中点开始，向上发展沥青混凝土与水泥混凝土复合式路面刚柔相并贯穿整个层厚；破裂阶段，在路表出现裂缝。一济，兼顾刚性路面和柔性路面的优点，水泥混凝土般认为，裂缝的产生阶段对应于沥青混合料的疲板提供一个稳定、坚实的基础，沥青混凝土作为表劳规律，裂缝的扩展阶段对应于断裂力学中的疲面功能特性优良的磨耗层，这种路面结构形式已劳扩展规律。经成为长寿路面的一种结构形式。然而，在水泥混2裂缝扩展模式凝土板间存在各种形式的裂缝，在荷载作用下，沥青面层在裂缝处容易引起应力集中，产生反射裂按裂缝的受力特点和位移特点，可以把它们

3、缝，水沿着裂缝渗入路面结构体内，导致路面出现抽象化为三种基本类型]：各种结构性破坏的病害。因此，路面的反射裂缝一(1)张拉型裂缝(I型)，如图1(a)所示。正应力直为道路界的研究热点，本文将在分析反射裂缝和裂缝面垂直，在正应力作用下，裂缝尖端处左产生机理及原因的基础上，对比分析现行几种常右两个平面张开而扩展，且裂缝扩展的方向和盯用的抗反射裂缝措施，为复合式路面反射裂缝的作用方向垂直。这种裂缝扩展模式称为张拉型裂防治提供一定的参考。缝，也称为I型裂缝。(2)滑开型裂缝(II型)，如图1(b)所示。剪应1反射裂缝产生机理力一r和

4、裂缝表面平行，而且它的作用方向也与裂一般认为，反射裂缝的产生和发展是由于裂缝方向垂直，在剪应力作用下裂缝的上下两个平缝两端材料移动所造成的，而这些移动又主要是面相对滑移而扩展。这种裂缝扩展模式称为撕开由于温度变化、行驶车辆以及两者的综合作用引型裂缝，或称为II型裂缝。起。由温度变化引起的反射裂缝常常称之为温度(3)撕开型裂缝(III型)，如图1(e)所示。剪应型反射裂缝，相应地由行车荷载引起地反射裂缝力下和裂缝表面平行，而且它的作用方向也与裂称之为荷载型反射裂缝。研究表明：温度变化引起缝方向平行，在剪应力作用下裂缝的上下两个

5、平的水平位移是产生反射裂缝的主要原因。下层路面撕裂扩展。这种裂缝扩展模式称为撕开型裂缝，面板产生的水平位移，使沥青加铺层在接缝裂缝或称为III型裂缝。处产生较大的拉应力。而沥青混凝土在低温时不实际工程结构往往不仅承受拉伸载荷，还可易变形当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，能承受剪切(面内剪切或离面剪切)与扭转载荷，即出现开裂。因此裂缝可能同时承受I型、II型和III型载荷，即在温度、湿度应力和机轮荷载的综合作用下，出现复合型断裂裂缝。在路面工程中以I型、II型裂缝不断向上开展，最后反射到加铺层表面上来。裂缝最常见，同时也是最

6、危险的裂缝形式。反射裂缝的产生发展由开裂基体旧路原有裂缝在3反射裂缝形成原因各种荷载应力作用下，进一步在沥青加铺层中的发展通常经历三个阶段：起裂阶段，裂缝由未开裂3．1荷载作用收稿日期：2013—07—01当汽车荷载经过复合式路面水泥板层位的接作者简介：周勇(1980一)，男，江苏南京人，工程师，从事交通缝或裂缝时在沥青面层中产生的应力影响如图1工程管理工作。36道路交通城市道桥与防洪2013年10月第1O期行车方向广广1_1--—---JL—一ll～I、，一(b)离图2车辆荷载作用过程中裂缝尖端应力强度因子变化示意图(a)

7、张拉型裂缝料也会因为低温产生收缩，面层长度有减小的趋势，在接缝或裂缝的正上方，沥青面层的收缩抵制水泥板开裂，这样就会在沥青面层中产生附加应力。附加应力的大小与沥青面层在裂缝或接缝的收缩变形成正比，与沥青混凝土收缩有关的因素有：季节性气温变化大小、面板长度、沥青混凝土的温缩系数。另外，沥青混凝土没有与水泥板粘结在一起的部分因为产生拉应力要产生相对应的应(b)滑开型裂缝力松弛，就构成了季节性气温变化时沥青混凝土罩面中产生的应力，如果这种应力超过面层混凝土的日㈤抗拉强度，沥青混凝土面层就会产生反射裂缝。3．3水分下雨天，水分通过面

8、层的贯穿裂缝渗入路面体内，使得面层与水泥板之间的粘结减弱，同时也使得基层、底基层及土基强度减弱。含水路面在行(C)撕开型裂缝车荷载的反复作用下，产生冲刷、唧泥现象。裂缝图1裂缝扩展模式处水泥板下的基层材料被冲走，从而产生空隙或日㈦空洞，形成脱空病害，行车荷载经过此处时，在裂所示，可分为3个