沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析

沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析

摘要：介绍了沥青路面反射裂缝的产生机理，对反射裂缝的危害进行了分析，并对反射裂缝防治措施和方法提出了建议。

关键词：沥青混凝土；反射裂缝；防治措施

引言

长久以来，沥青混凝土路面因其施工效率高、平整性能好、行驶舒适等优点

备受青睐，然而伴随车辆荷载和温度荷载的长期作用，沥青混凝土路面存在易老化、高温易软化、低温易脆裂等缺点，导致路面易出现裂缝、坑槽等病害，而大

多数结构性破损最初都是以裂缝形式表现，因此对裂缝尤其是反射裂缝的研究备

受业内关注。

1反射裂缝的主要类型

反射裂缝是我国沥青路面病害中常见的形式，由半刚性基层对温度、湿度的

敏感性而产生的干缩、温缩裂缝或旧水泥路面原有裂缝的影响，导致沥青面层在

环境温度、行车荷载作用下，与基层相同位置出现裂缝，形成反射裂缝。根据反

射裂缝产生的因素，分为荷载型反射裂缝和温度型反射裂缝。

1.1荷载型反射裂缝

车辆荷载是荷载型反射裂缝形成的主要原因，荷载对沥青面层竖向压应力、

水平拉应力、竖向剪应力产生较大影响。当车辆经过时，沥青面层表面受到的竖

向压应力大于面层底受到的竖向压应力，随着面层厚度的增加，竖向压应力随之

减小；面层表面水平拉应力以拉-压交替的形式出现，面层底则以受压为主，而

当基层存在裂缝时，层底水平拉应力先增大受拉，后减小受压，荷载在裂缝正上

方时水平拉应力达到最大值；竖向剪应力随着面层深度的增大先增大后减小，当

基层存在裂缝时，面层层底剪应力要大于基层不含裂缝时的层底剪应力。因此在

车辆荷载作用下，面层层底是受力较集中的区域。当超重载荷经过时，极易使路

面结构层的弯拉应力超过沥青路面结构层的抗拉极限，沥青面层层底形成应力集中，从而导致面层载荷型裂缝的形成。随着超重载荷对于沥青路面的长期作用，

裂缝便会不断扩传导至沥青路面表层，形成可见的载荷型裂缝，因此当沥青路面

表面形成载荷型裂缝时通常已发生严重的结构基层破坏。

1.2温度型反射裂缝

温度型反射裂缝分为低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。当温度突然降低到一定

程度，沥青面层材料由于热胀冷缩开始收缩产生拉应力，当基层或旧水泥混凝土

路面含裂缝时，基层的裂缝因温度变化向两侧拓宽，并对沥青面层产生拉应力，

两种拉应力叠加超过面层材料抗拉强度，沥青面层表面在对应基层裂缝的位置产

生由上向下的裂缝，这种裂缝为低温收缩裂缝，也被沙庆林院士称为对应裂缝。

另一种为温度疲劳裂缝，沥青面层昼夜温差变化大，循环降温条件导致的沥青路

面反复收缩翘曲，产生形变疲劳导致反射裂缝。

2反射裂缝的危害

随着我国道路的快速发展，沥青混凝土路面结构多采用半刚性基层。但由于

半刚性基层对温度的敏感性易产生裂缝，并在温度和行车荷载的作用下，裂缝向

沥青面层拓展，产生反射裂缝，严重影响道路正常使用。反射裂缝的危害主要以

下几点：

（1）由于裂缝的存在，路面水分极易进入路面结构内部造成水损病害，降

低路面结构承载力，使沥青面层在动水压力的影响下产生网裂、集料剥落等病害，加速路面破坏。若水分进入路基，含水量增加，地基承载力降低，易产生路面沉

陷等现象，对沥青混凝土路面造成严重的影响。

（2）破坏了路面的整体性和连续性, 裂缝位置的应力过度集中，易导致沥

青混凝土路面发生结构性损坏。

（3）降低行车舒适性，严重影响沥青路面的使用性能，增加养护资金的投入。

3反射裂缝的防治措施

3.1科学进行路面设计

为了减少路面裂缝问题的出现，应从以下几方面做好路面设计工作：第一，

合理确定沥青面层厚度。据研究表明，当沥青面层厚度超过150mm时，可有效减

少材料受拉疲劳产生的裂缝，同时降低车辆行驶荷载对面层产生的剪应力。第二，优化配合比。增加沥青用量，降低沥青混合料骨料孔隙率，能有效提高沥青混合

料的高温稳定性、低温抗裂性，减少反射裂缝的产生。第三，合理设置应力吸收层。根据反射裂缝形成原因及机理，通过设置应力吸收层、加筋层等吸收层间应力，降低应力强度因子，能有效减缓反射裂缝的产生和拓展。

3.2严格把控施工材料的质量关

公路沥青路面施工作业开展的最基础保证便是施工原材料，而其质量好坏对

项目建设的整体质量更是有着决定性影响，因此，在施工准备阶段就应有专人负

责检测和控制施工原材料的进场质量。施工单位的采购人员应根据项目的等级和

具体要求选择合适企业并采购最具性价比的材料，将其品种、数量、规格、使用

参数和来源地等各类信息数据记录完整，材料进场之前应对其进行一次严格的质

量检测，确定各项参数均符合施工要求后才可让其进场，为保证后续沥青路面的

施工质量奠定重要基础。此外还应注重路基压实方面的检测工作，采用钻孔取芯

的方式来检验，在保证路基施工质量符合标准的情况下才能进行后续施工。

3.3控制施工质量

施工单位在前期应先对试验路段进行拌和和摊铺作业，详细验证试验路段的

摊铺方案、参数和配合比等内容，确保其能够与施工设备的具体要求相适应。根

据试验结果及时优化施工单位制订的施工方案，保证沥青路面的摊铺效果，减少

施工过程中产生的裂缝。确保基层、底基层养生期要规范要求,严禁因赶工提早

开展面层铺筑工序,防止基层过早产生裂缝。

3.4 确定合适的修补方案

根据沥青混凝土路面反射裂缝宽度及深度，确定采用灌油修补法、乳化沥青

稀浆封层、沥青混合料罩面法及现场沥青再生法等修补方案，对已建成沥青路面

进行定期巡查，对早期路面病害应及时处理,延长沥青混凝土路面使用寿命。

在灌前,用液化气将缝壁加热至粘性状态后,再把沥青油或沥青砂浆喷抹到缝中,最后在缝口表面撒布热砂或石屑加以保护。细小成熟的裂缝,则要用盘式铣刀

进行扩宽,再做处理。上海开发研究的高等级公路沥青路面裂缝修补材料,已在实

践中应用,其性能指标均接近或优于美国类似产品,满足修补技术的要求。

结束语

沥青混凝土路面裂缝属于当前公路病害的常见问题，随着车辆增多，在汽车

的反复作用下，裂缝的损伤程度也会逐渐加大，不仅严重影响到道路的使用寿命，同时对城市的发展也难以发挥实质性的作用，所以为了能够有效解决这一问题，

必须在沥青混凝土路面前期建设及施工阶段进行合理设计，精心施工，保证各个

环节的质量，并且针对裂缝可能出现的位置进行充分考虑，结合有效的方式进行

应对，最大程度上避免路面裂缝的出现。

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