沥青路面反射裂缝的产生及防治措施

半刚性基层沥青路面由于具有强度高、整体性及水稳定性好等特点，在我国公路建设中得到了广泛应用；但半刚性基层沥青路面在运营期间容易产生干缩裂缝和低温收缩裂缝，在交通荷载和温度荷载的重复作用下，半刚性基层的这种收缩裂缝很容易扩展到沥青路面层形成反射裂缝。

反射裂缝一旦产生，不仅影响路面的美观和行车舒适性，更重要的是大大缩短了路面的使用寿命。

反射裂缝产生的原因反射裂缝常见的类型。

荷载型反射裂缝；由于基层开裂，铺筑在其上面的沥青面层在裂缝处产生应力集中，汽车驶经过程中，反复作用使裂缝处面层底部所受应力超过材料的强度极限后，形成荷载型反射裂缝。

温度性反射裂缝；由于半刚性材料具有不同的热胀冷缩性，沥青面层在日变化温度作用下，它们的热学性质会发生相互作用，就会在基层内部产生较大的温度应力，从而使半刚性基层处于受拉状态。

而水泥稳定颗粒线膨胀系数在（1.0～1.5）×10之间，当半刚性基层混合料抗拉强度小于收缩应力时，使基层开裂，最终反射到面层形成温度型反射裂缝。

反射裂缝产生的原因。

由于半刚性基层材料属于水硬性材料，当基层建成以后，基层内部的物理化学反应要持续一个相当长的时间，基层材料的强度和刚度也会随着龄期的增长而不断加强，所以这一类材料对温度和湿度的变化都比较敏感。

如果施工条件不好，就有可能导致基层产生干缩性温缩裂缝，而其下卧层与该层之间的摩阻作用抑制了其收缩，从而在该层内部产生拉应力，当此应力超过其抗拉强度时则发生裂变。

当半刚性基层开裂以后，在沥青面面层与半刚性基层层间的裂缝处形成一个薄弱点，在使用过程中，由于荷载应力与温度应力的共同作用，在该点的沥青面层底面产生应力集中，随之在行车和大气因素的反复作用下，裂缝逐渐向上发展，直至沥青表面。

这就是通常的反射裂缝，一般为横向裂缝，其间距大小取决于当地的气候条件、沥青面层的厚度、半刚性基层和沥青层材料的抗裂性能。

反射裂缝对路面的危害反射裂缝会对路面性能和耐久性产生不利影响。

它包括：①防水性降低。

路表出现任何裂缝，都会使路表水有机会进入路面结构内部，甚至进入对湿度敏感的路基土中。

②引起路基过大压应力。

由于存在裂缝，造成路面板体不连续，在行车荷载作用下将加大板体边缘的变化，从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面。

③增大了路面的压力和变形。

上述的路面结构板体边缘变形，会在路面结构内（尤其是基层）产生很大的压力和变形，在行车荷载的作用下将缩短这些结构层的寿命。

④磨耗层沿裂缝的破坏。

在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下，磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。

反射裂缝不仅使路面使用性能老化，影响行车的舒适性，而且导致路表水下侵，影响路基的强度和稳定性。

更为严重的是行车荷载反复作用以及温度的影响，使得裂缝迅速扩展，大大缩短了罩面层的使用寿命。

预防半刚性基层沥青路面反射裂缝的主要措施目前，国内外减少半刚性路面裂缝的主要思路是：使用防裂效果更好地面层或基层材料；通过增加沥青面面层厚度以防止基层反射裂缝；从结构本身入手防止和减少反射裂缝。

在沥青面层和半刚性基层之间设置一层弹性模量低、韧性好的材料作为应力吸收层以吸收半刚性基层裂缝。

增加沥青面层的厚度通过增加沥青面层厚度以防止基层反射裂缝，国际上通用的结论是需要将沥青面层增加至15～25cm。

增加加铺层厚度，一方面可以减少旧面层的温度变化，并降低加铺层的拉应力，另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度，降低接缝处的弯沉差，减少加铺层的剪切应力。

但单纯依靠增加加铺层厚度的方法有其弊端，一方面增加加铺层厚度可能会受到路面标高的限制；另一方面增加加铺厚度，必将大幅度增加路面造价，而且在夏季高温时沥青混合料高温蠕变易产生车辙，同时会消弱由于旧水泥泥凝土板作基层而产生的强基薄面的优势，所以这一方法有很大的局限性。

从已经铺筑的高速公路来看，裂缝情况随着面层厚度的加大有明显的改善，车辙也会随之增加，如广深高速公路，路面总厚度为100～110cm。

这个结果当初是外商出于商业目的确定的，是不合理不经济的结构，从现在的情况来看，表面车辙严重，下雨后积水，出现大面积松散，返修率高。

从车辙调查来看，这条路上车辙最大深度达到17mm，平均车辙深度为10mm，主要原因是沥青层太厚影响了路面的高温稳定性。

由此可见，这种预防在经济上不合算，还可能导致其他路面病害的发生。

进行半刚性材料的合理组成设计通过进行半刚性基层材料的合理设计，调整结合料用量与比例，增加粗骨料的含量并严格设计级配，以尽可能地减少其温缩和干缩系数，增加半刚性基层材料的抗裂性能，但是不能从根本上消除半刚性材料的开裂而导致的路面反射裂缝。

采用具有一定厚度的优质级配碎石作为上基层，用半刚性材料作为下卧层，这种上柔下刚式的“组合基层”在很大程度上能够防止和减少半刚性基层反射裂缝，同时级配碎石基层还能充当具有排水功能的基层0级配碎石层是由特粗式级配沥青碎石混合料组成，具有20～35的空隙率，它提供了沥青路面反射裂缝的产生及防治措施文 / 姚振强1812012年第24期《交通世界》(12月下)一种散逸运动的方式，能够把交通荷载与环境温度作用下所引起的原水泥混凝土路面板产生的运动消散掉。

目前国内将级配碎石作为半刚性基层与沥青面层之间的中间层的设计尚不多见，但在美国、澳大利亚以及南非这些地方都有了较多应用，且效果较好。

但与其它方法相比，增加级配碎石层的经济性较差。

加铺土工织物或格栅包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物。

无纺织物厚度为0.4～4m m，模量为10～160mpa，临界应力5～20mpa，临界应变40%～140%。

织物的厚度较薄些，为0.4～0.7mm，模量则高些，为400～1500mpa。

临界应力和应变相应为40～140mpa和8%～15%。

无纺织物夹层的主要作用于橡胶沥青应力吸附夹层相似。

而织物由于模量稍高，可以对加铺层起到少量加筋作用。

沥青面层的抗裂强度，土工织物中间层国外自80年代以来广泛使用，多用于具有严重裂缝旧沥青路面或水泥路面上加铺沥青新面层的中间防裂层，品种多为编制尼龙、无妨聚丙烯和玻璃纤维几种，其中以无妨聚丙烯效果较好，总的研究结果表明防裂效果有好有坏，一般来说土工织物中间层对于垂直位移和水平位移较大（温缩严重）的情况效果不大，此外其防裂效果可能较短暂。

格栅包括聚丙烯或聚醋土工格栅、玻璃格栅、金属格栅。

土工格栅的厚度为0.8～11mm，模量为900～2500mpa，临界应力和应变与织物相近，金属格栅的厚度为2～4mm，其模量可达到8000～10000mpa。

刚度大的夹层对于降低加铺层内因温度下降而引起的应力和应变的作用不如软夹层，但对于降低载荷产生的应力应变的作用则远大于软夹层，采用复合式夹层(下层为应力吸收层，上层为金属格栅)，虽然可以像软夹层那样减少湿度引起的反射裂缝，但仍保留了软夹层不能降低加铺层荷载应力的缺点。

由此，各种夹层具有不同的刚度，在减少反射裂缝方面所起作用也不同，在选择夹层类型时，应对诱发反射裂缝的主要原因和不可行性进行具体分析。

基层预切缝这种方法是在铺沥青面层前将半刚性基层按一定间距设置预距缝，并且设法让这种裂缝仅保留在基层本层，而不反射在面层。

基层采用预锯缝来减少沥青面层反射裂缝在国内外工程实践中都有一定的应用，并且国外应用也较早，德国1986年设计规范规定，当沥青面层厚度小于或等于14cm，基层厚度不管多大，只要基层抗压强度不大于12mpa，基层必须预切缝；前苏联为了避免薄沥青面层下水泥稳定土基层产生不规则的紊乱的裂缝反射到沥青面层上，也是为了减少裂缝的破坏作用，建议在水泥土基层上每隔8～12m作一夹缝，深6～8cm，缝宽10～12mm。

它的防裂原理主要是通过锯缝改善基层约束条件，从而在一定程度上释放温度应力来达到防裂目的。

同时在锯缝防裂基础上铺设一定宽度土工织物，既起到了防渗作用，又在一定程度上缓解了裂缝处沥青面层应力集中，从而延缓或消除了面层反射裂缝的产生。

结语随着国民经济的发展，为满足交通运输业的需求，不但要充分利用原有道路进行改造，还要理论计算与实践紧密结合，从经济合理、安全可靠、可操作性强等因素中找到其切入点，加强对旧路的检测与评估，量化路面状况，合理分段，路面改造结构形式要有利于施工，做到动态设计与动态施工有机结合，施工队伍必须具备较高的技术素质和良好的施工装备，监理和业主等监督管理部门必须严格控制材料和施工质量，以保障产品的使用寿命，发挥更好地社会经济效益。

作者单位：沧州公路建养工程有限公司近年来，随着国民经济的日益增长，公路运输呈快速发展的趋势，重载车辆日趋普遍，而目前公路桥梁的现状却不能不引起人们的关注。

首先，干线公路上的一部分桥梁是在20世纪80年代以前建造的，设计荷载普遍较低，服务年限已超过20～40年；其次，由于历史原因，旱期建造的桥梁，钢筋混凝土材料强度低，且钢筋含量普遍偏少，以致安全储备低，经多年超负荷使用，病害尤为严重。

重新建造这些桥梁，不仅需要大量的资金，而且建设周期长。

这样就造成车辆绕行，交通不畅，从而造成严重的社会经济损失。

因此，有必要对桥梁加固技术进行深入的研究，以使病害桥梁在短期内迅速提高承载力，消除交通安全隐患。

桥梁加固技术概况可持续发展的维修、加固、改造、新建技术的开发和研究是21世纪结构工程的最大课题。

就结构加固和改造技术而言，通常可分为钢筋混凝土增厚法、体外预加力法、片材加固法及消震法等四大方法，这是最基本的传统加固法，在具体的加固设计中，针对出现的不同的病害的桥梁，选择最适合的加固方法，取得了较好的效果。

桥梁维修加固工作是一项新技术，特别是新工艺、新材料和新方法的出现，工程界将面临许多新的施工工艺，为此，对其工艺的可靠性、可行性、合理性、耐久性等必须经过反复的科学试验的实践论证且需经受时间的考验，才能充分验证是否获得了预期成效。

纤维增强复合材料(FRP)以其出色的机械性能、优良的耐腐蚀性能和良好的工艺性能，为建筑结构的发展提供了更加广阔的空间。

桥梁的加固技术及其应用文 / 张华明H IGHWAY现代公路TRANSPOWORLD 2012 No.24 (Dec)182。