沥青混凝土路面反射裂缝产生机理和其常用防治对策

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1、沥青混凝土路面反射裂缝产生机理和其常用防治对策　　摘要：沥青混凝土路面反射裂缝是公路病害中一种顽症，总结了不同形式的反射裂缝的产生机理，并提出了新的见解。介绍了沥青混凝土路面反射裂缝的一些常用防治对策，提出了综合治理的新思路。关键词：沥青混凝土路面；反射裂缝；机理；防治对策中图分类号：U416文献标识码：A路面结构完全暴露在自然环境中，受外界各种条件变化的影响，因而，路面的常见病害多而复杂。我国经过长期的实践、探索和研究，随着施工技术和机械化程度的提高，许多病害逐年减少，开裂导致路面迅速损坏的现象虽有所改善，但沥青混凝土路面裂

2、缝这一病害至今未能根除。国外针对这一问题运用多种方法也进行了大量的研究，探讨其产生机理，提出了多种防治对策。1反射裂缝的分类及其研究重要性1.1反射裂缝的分类12沥青混凝土路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的。影响裂缝轻重程度的主要原因有沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质和状况、气候条件（特别是冬季气温及其变化）、交通量和车辆类型及施工因素等。但就沥青混凝土路面开裂的主要原因而论，可以分两大类，就即荷载型裂缝。沥青混凝土面层上的非荷载型裂缝主要是由温度引起的。在已开裂的老沥青混凝土路面上或有接缝的水泥混凝土路面上加铺沥青

3、混凝土罩面层，以及有裂缝的基层上铺沥青混凝土面层后，原先的裂缝或接缝在新铺的沥青混凝土面层的相同位置处重新出现。以往在研究这一问题时，主要考虑了行车荷载作用，下层裂缝引起裂缝上方面层底面先开裂并逐渐向上穿透到表面，所以习惯将其称为“反射裂缝”在很多文献中仍统一称为反射裂缝，以下仍称为反射裂缝。沙庆林院士根据研究结果，提出所谓“对应裂缝”的概念，即沥青混凝土路面结构由于基层（或老路面层）开裂促成较厚的沥青混凝土面层（或罩面层）由顶到底产生的裂缝。同济大学周富杰博士研究旧水泥混凝土路面接缝在沥青混凝土罩面内的反射情况时，提出了所谓

4、的“双裂缝反射”现象，并得到野外试验路观测结果的验证。它是反射裂缝的一种特殊情况。总结上述各种情况，广义的反射裂缝从其裂缝扩展路径上可分反射裂缝和对应裂缝两种，从其形成的主要原因可分为温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝。1.2反射裂缝研究的必要性12目前我国的高等级公路普通采用半刚性基层，半刚性材料的干缩性和温缩性相对较大，故在其施工碾压、养生过程甚至加铺沥青混凝土面层后，半刚性基层会不可避免地产生裂缝；因而，在开放交通后，在气候因素、交通因素的作用下，便会产生反射裂缝。在老路特别是旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土罩面被公认为是一

5、种可行、有效的恢复老路面使用性能的措施，加罩面沥青混凝土后的复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料性能差异大，旧水泥混凝土面板受温度变化影响大，而且旧路面板上存在接缝和裂缝，并常常拌有错台、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出，这些都促使罩面层在对应旧路面板接缝或裂缝的位置上极易产生反射裂缝。反射裂缝本身对于沥青混凝土面层或罩面层性能影响不大，其危害在于水分从裂缝中不断进入道路结构使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、错台、网裂、加速路面破坏，进而增加面层或罩面层的养护费用，大大缩短其寿命。相比

6、而言，反射裂缝问题在旧水泥混凝土路面上加沥青混凝土罩面结构中更为突出，也是其罩面设计中所面临的一大难题。在有大量半刚性路面修建和水泥混凝土路面需要修复的今天，对反射裂缝问题进行深入研究不仅是必要的而且有重要的实用价值。2反射裂缝的产生机理12对反射裂缝的产生及其扩展机理认识直接关系到反射裂缝的防治问题，虽然各国的研究人员对反射裂缝的产生机理进行了不懈的调查研究，但至今仍有许多问题存在争议。通常情况下，把反射裂缝产生的过程分为两个阶段：①反射裂缝的产生阶段；②反射裂缝的扩展过程。不同的阶段对应于沥青混合料的疲劳规律，裂缝的扩展阶

7、段对应于断裂力学裂缝的疲劳扩展规律。2.1反射裂缝的产生一般认为，反射裂缝的产生和发展是由于老路面或开裂基层在接缝或裂缝处不能很好地传递拉应力和剪应力，当接缝或裂缝两侧的老路面或基层发生移动（水平向、竖向）时，在接缝或裂缝顶面的沥青混凝土层中产生应力集中，其结果是造成反射裂缝。而老路面或基层的移动是温度变化、行驶车辆以及两者的综合作用的结果。为方便起见，常常把温度变化引起的反射裂缝称为温度型反射裂缝；相应地，把行车荷载引起的反射裂缝称为荷载型反射裂缝。2.1.1温度型反射裂缝12在开裂基层（或老路）上铺厚沥青混凝土面层后，在冬

8、季突然降温过程中，基层（或老路）的裂缝会由于温度收缩而继续拉开，它将给也在产生温度收缩的新铺沥青混凝土面层一个附加拉应力；两个拉应力叠加一旦超过沥青混和料的抗拉强度，新沥青混凝土表面在基层（或老路）裂缝的上方开裂，并逐渐向下延伸，直到与老路的裂缝相连，即形成对应裂缝。相反，在