半刚性基层沥青路面反射裂缝研究进展

半刚性基层沥青路面反射裂缝研究进展

摘要：自半刚性基层在路面结构中得到广泛应用以来，反射裂缝一直是半刚性基层沥青路面普遍存在且急需解决的问题，反射裂缝的出现不仅会对路用性能造成影响，同样也会影响路面的使用寿命。因此本文从力学角度出发，针对沥青路面反射裂缝形成机理，成因，抗反射裂缝性能影响因素三个方面进行了详细的介绍与分析，归纳了近几年反射裂缝防治措施研究成果。为今后反射裂缝防治技术研究的深入提供借鉴。

关键词：沥青路面反射裂缝机理影响因素防治措施

0引言

长久以来裂缝都成为沥青路面的主要病害之一，面对裂缝的产生，若任其自由发展或处治不当，便会使其周围局部应力急剧增加，从而逐步破坏裂缝周围的路面结构。随着裂缝处弯沉的增大，降低了土基回弹模量，导致基层结构强度遭到削弱。因此本文针对沥青路面反射裂缝影响结构强度的问题，从裂缝产生机理，成因及抗反射裂缝影响因素三方面总结近年研究进展，对今后沥青路面反射裂缝的防止措施研究具有重要意义。

1半刚性基层沥青路面反射裂缝机理

沥青路面半刚性基层结构与柔性路面相对比，该结构强度、刚度高，平整度较好，造价低。但相对应的其自身缺点也显而易见，因为其脆性较大，抗变形能力差也较差。这种由石灰、水泥、粉煤灰或石灰-粉煤灰组合稳定的基层有一个共同的缺点，那就是半刚性基层开裂往往会因干燥收缩、温度收缩或交通荷载过大而产生。

在现阶段研究中，反射裂缝大致被归为了两大类型。一类是荷载型裂缝；一类是温度型反射裂缝。

1.1温度型反射裂缝

温度型反射裂缝是由于填筑材料膨胀率各不相同，导致在基层和面层间产生相对滑移，从而导致沥青层底部拉应力的出现，且在裂缝位置产生应力集中现象。

1.2荷载型反射裂缝

荷载型反射裂缝主要是车辆作用于沥青路面对道路表面形成剪切和弯曲的作用，长此以往，最后会形成结构的开裂，从而逐渐扩展为反射裂缝。

2沥青路面反射裂缝成因

半刚性基层沥青路面结构是指：由无机结合料拌合而成的稳定土或者级配碎石等，以及用水硬性材料结合料所修筑的能结成板体的路面结构物。通过近年调查研究表明沥青路面反射裂缝成因主要可以从以下几个方面来把握或解释。

2.1冻胀裂缝

半刚性基层无机结合稳定材料主要由固相骨架材料，固相水及固相气体组成，其在温度下降过程中变化，会直接影响半刚性路面基层胀缩性，故低温收缩开裂往往是半刚性基层显

著病害特征之一。冻胀裂缝，多因周围环境温度下降引起路面体积的收缩，加之行车荷载的

协同作用，导致路面结构层位内拉应力大于其抗拉强度从而产生冻胀裂缝。

2.2干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝的形成主要与基层混合料性质和其用水量密切相关。半刚性基层强度的形

成主要依靠大量物理、化学反应。当半刚性基层含水量或养护不足的时，基层材料就会因缺

水而使得反应不充分，导致其强度无法满足设计需求，进而易因体积收缩而产生开裂。

2.3沥青面层结构过薄

沥青路面面层结构过薄同样会引起反射裂缝的出现。在有关研究中发现，当沥青面层大

于15cm时，能有效抵抗反射裂缝的产生率，但若面层结构较薄时，在荷载、温度和湿度等

协同作用下，沥青结构层内产生的拉应力，会使局部拉应力超过其抗拉强度，从而产生裂缝。

2.4疲劳破坏裂缝

此类型裂缝初期多是由许多细小横向裂缝开始逐渐向四周扩张成为网状裂缝，此范围会

随时间的递增而逐渐增大，最终导致道路表面层被彻底损坏。

3半刚性基础沥青路面反射裂缝形成影响因素

多年来部分研究学者，从力学角度，依据断裂力学理论，针对结构层间状况、路基模量

以及沥青面层模量等对反射裂缝尖端应力强度因子的影响进行了详细分析。

3.1路面结构形式对沥青路面裂缝的影响

有研究者，针对倒装式结构分布以及全柔性结构研究发现倒装式结构对于反射裂缝的抑

制效果优于全柔性结构。这也表明路面结构形式对沥青路面裂缝形成影响显著。

3.2沥青面层模量对反射裂缝尖端应力强度因子的影响

相关研究发现，沥青面层模量增加时，沥青路面结构的抗永久性变形能力也会随之增加。但增加面层模量抵抗沥青路面结构抗车辙变形能力的同时，还应当注意平衡其抗半刚性基层

沥青路面反射裂缝的能力。

4沥青路面反射裂缝防治措施

研究人员通过对沥青路面裂缝的成因分析发现，反射裂缝的形成因素较复杂，针对沥青

路面反射裂缝而言，其防治工作应当结合相关因素进行综合考虑才可取得良好的效果。

4.1选用合理基层材料并进行合理组成设计

依据试验确定半刚性无机结合料的最佳组成，以便使其抗裂性能满足环境条件要求，达

到控制基层开裂的目的，这就需要减小基层的收缩应力，提高材料的抗拉强度，同时降低弹

性模量。

对于反射裂缝缝宽小于5mm的轻度反射裂缝，必须应对半刚性基层进行注浆与封水处理，以便防止裂缝的进一步扩展。对于反射裂缝缝宽5mm及以上的重度反射裂缝，可采用

流动性较高，渗透性较强的地聚物注浆材料对反射裂缝进行处理，排除自由水，控制裂缝发展。

4.2选择合理面层材料和增加面层的厚度

经过研究发现，提升沥青混合料抗裂性能也是一种可行的防裂措施，例如采用一定级配的集料，合理选择温度敏感性低、劲度模量大、耐老化的沥青等。能够有效保持沥青混凝土面层功能的完备性。此外，在合理路面结构中，通过适当增加面层厚度，降低半刚性基层温度，促使路面整体抗弯拉强度得到提升，以减少面层反射裂缝的出现。

4.3加强养生和后期运营管理

在基层碾压结束并质检合格后，半刚性基层养生时间应不少于7d。在其养生期间，应采用土工布或定期洒水等方式来确保表层潮湿状态。在后期营运中，应当加强道路监管，严防超重、超限现象的发生。

5结语

1）反射裂缝主要分两大类型。一类是荷载型；一类是温度型。温度型反射裂缝是因各填筑材料膨胀率不同，引起层间发生相对滑移，沥青层底部因此产生拉应力，形成温度型反射裂缝。荷载型反射裂缝是行车作用于沥青路面对路面形成剪切和弯曲的作用，长此以往，最后发生结构开裂，逐渐形成反射裂缝。

2）沥青路面反射裂缝的成因主要包括冻胀作用，干燥收缩，沥青面层结构过薄，疲劳破坏。这些作用均为产生反射裂缝的因素。

3）半刚性基层沥青路面抗反射裂缝功能应当考虑路面结构形式、层间状况、沥青面层模量等因素的影响。

4）选用合理基层材料进行合理组成设计；选择合理面层材料和增加面层的厚度；加强养生和后期运营管理等均为有效抑制反射裂缝形成措施，且广泛应用于实际工程之中。

参考文献：（References）

[1]苗方鹏.高速公路沥青路面反射裂缝防治技术研究[J].四川水泥，2019（05）：45.

[2]王胜难.半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝防止措施分析[J].工程技术研究，2019，4（06）：126-127.

[3]武溢.高等级沥青混凝土路面反射裂缝的形成和防治[J].山西建筑，2018，44（32）：152-154.

[4]李力翔.沥青路面反射裂缝形成机理及防治措施研究[J].河南建材，2018（05）：118-119.

[5]郭贺贺，沙海洋，仇云强，徐勋倩，王翔.旧水泥路沥青加铺层反射裂缝影响区域分析及加固方法[J].中外公路，2018，38（04）：49-53.

[6]叶占海.半刚性基层沥青路面反射裂缝成因分析[J].科技创新与应用，2017（21）：178-179.

[7]吴磊，彭妙娟.机场复合道面反射裂缝的力学分析[J].公路，2017，62（01）：14-18.