浅谈反射裂缝防治的技术措施

浅谈反射裂缝防治的技术措施

摘要：文章以厦门市同集路（银湖中路—印斗路）道路改造工程为例，对旧水泥砼路面加铺沥青砼面层易产生反射裂缝问题进行研究，从作用机理、旧砼病害处治、原有接缝的特殊处理等方面对反射裂缝的防治技术进行了探索和总结，为今后类似旧路改造工程积累经验。

关键词：旧路改造；反射裂缝；旧砼病害处治；裂缝特殊处理

同集路（同安至集美段）为省道206线的一部分，原路面结构为25 cm 厚的水泥砼路面、基层为25 cm厚C15现浇砼、底基层为20 cm厚级配碎石，铺筑于1996年，全长约18.8 km，是集美区与同安区之间的主要联系通道，承担了大量的重载交通。近年来，随着交通量及重载车辆的增加，同集路水泥路面水泥板块的破损情况较严重，亟需进行修复工作。

经对现状路面病害情况进行调查分析，右幅路段断板率为12.2%；左幅路段断板率为14.9%，经综合评价，最终确定在旧水泥砼路面上加铺沥青面层进行改造。路面结构设计为4 cm厚SMA-13+5 cm厚AC-20C+7～11 cm厚AC-25C +1 cm 橡胶沥青应力吸收层；新建沥青层之间、新旧沥青层之间以及沥青层与旧水泥砼板之间均应洒布0.5 kg/m2乳化沥青黏层。

由于水泥砼面板强度较高，在其上加铺沥青砼，强度一般能满足要求，但普遍存在一个问题：受环境与交通量因素影响，原有水泥砼路面裂缝或接缝迅速扩散，使加铺的沥青砼层受到其反射应力影响而开裂，严重影响沥青加铺层的使用寿命。因此如何控制反射裂缝产生和扩散是白加黑项目必须解决的关键问题。

1 作用机理

白加黑项目中，反射裂缝的产生，主要原因是由于原水泥砼路面裂缝或接缝的竖向和水平位移，使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的剪应力和拉应力，当应力超过沥青加铺层的抗剪、抗拉强度时，即出现开裂。其中，竖向位移是由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移；水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥砼板的胀缩产生的水平方向的位移。

因此，为了保持一个完整的行车表面，保持加铺层的整体性，防止水分侵入路面体系，需要对导致反射裂缝产生的因素进行相应的技术处理，以有效防治反射裂缝的产生。

减少反射裂缝的方法有增加沥青加铺层厚度、设置应力吸收薄膜夹层、加筋沥青层及其他具有良好路用性能的沥青混合料、设置隔离层以及处治旧路面板（封填裂缝、破碎稳定旧路面）等。

本项目采取的措施主要有：处治旧路面板（封填裂缝、打裂压稳旧路面）；设置中间应力吸收层。通过对原有横缝、纵缝、胀缝及施工缝的处理，有效防止

路面水从路面渗入旧基层，保证基层有足够的强度和稳定性；打裂压稳技术将旧水泥砼路面板断开成小块，并予以稳固，将集中的宽大反射裂缝分散成多而细小的裂缝，致使水分难以渗入。同时，在加铺层中采用应力吸收薄夹层，这种具有大应变能力的材料下部只会拉伸，而不会随下层板开裂而开裂，隔断反射裂缝；同时这种材料的高应变梯度又能承受上层约束，向上其拉应变迅速减小，不会使过量的拉应变传递到上层中去。

2 旧水泥砼路面病害处治

本项目在进行加铺沥青砼面层之前对原有旧水泥砼路面病害进行认真彻底的调查，通过对水泥路面弯沉值、弯沉差、板底脱空、接缝传荷能力、路面破损情况综合考虑，根据水泥砼路面病害严重程度（分轻、中、重三级），分别处治。处理的方法主要有三种：

①直接加铺法。对破损不严重，无断板、脱空、错台等不良病害的旧水泥砼板块，拉毛后直接在其上加铺沥青砼面层。因各水泥砼板块间的差异性沉降导致错台量>6 mm的路段，或纵坡>2.5%的路段，应进行铣刨拉毛处理后再加铺沥青砼面层，以防止反射裂缝的产生。

②清除重铺法。清除原有水泥砼路面，重新铺筑基层和路面。对面板严重破碎、下沉、唧泥、板底脱空等结构性破坏的路段及接缝传荷能力评定为次等以下路段，为保证原路面能够提供均匀支撑，施工中需先挖除破碎面板，检查基层是否完好，若基层已破坏，则需要挖除已破坏的基层，铺筑新基层后再铺筑水泥砼面板，养生后铣刨拉毛加铺沥青砼面层。

③冲击压实法。对路面破损较为严重的段落，先将旧水泥砼板打裂或破碎成块，压稳后加铺沥青砼面层。通过打裂、破碎后经过压实形成的嵌挤结构有效地消除应力集中，减少反射裂缝的产生。根据破碎程度的不同可分为三种类型：打裂压稳法、破碎压稳法、碎石化法。本项目设计采用打裂压稳法施工。

本项目在正式开始施工之前，根据现有的机械设备，组织施工100 m单车道的实验段，以确定适合本项目的打裂压稳程序。本次试验段桩号为东侧K6+000-K6+100机动车道第一车道，用采PSB160型门板式破碎机进行打裂工作，装配有宽度为2.5 m的板式冲击锤，锤头重5吨；打裂后均采用YL-20轮胎压路机压3遍。

其中，K6+000～K6+031（第一段）打裂一次；K6+031～K6+044（第二段）打裂二次；K6+044～K6+100（第三段）打裂三次，如图1所示，试验数据打裂后旧路面表观如表1所示、高程检测如表2所示。

经试验段检验得出结论为：打裂1次，压稳3遍的施工方法及施工工艺可行。

施工中，应注意以下事项：

①纵坡>2.5%的路段、打裂压稳后旧路面表观较光滑的路段、错台量>6 mm 的路段，旧水泥砼路面应进行拉毛处理后再摊铺沥青砼，如图2所示。

②打裂压稳后仍不稳定的砼块，应挖除，补强整平好基层后，重新修筑水泥砼面板或将破碎块重新摆回基层上压稳处理。

3 原有接缝的特殊处理

无论采用何种处理方式，在加铺沥青砼之前应做好原有横缝、纵缝、胀缝及施工缝的处理。先清除旧砼路面原有接缝中旧的填缝料和夹杂的砂石、泥浆等，再使用压力≥0.5 MPa的压力水或压缩空气彻底清除杂物，清洁路面后，采用改性沥青或橡胶沥青材料对所有的接缝进行灌缝。

具体的处理工作要求如下：

①先采用切缝机、清缝机清除接缝中杂物，最好是缝壁有新的刨面，再使用压力大于等于0.5 MPa的压力水和压缩空气彻底清除接缝中的尘土及其他污染物，确保缝壁及内部清洁、干燥。缝壁检验以擦不出灰尘为灌缝标准。

②将填缝料加热至180 ℃，加热过程中应将填缝料融化，搅拌均匀，并保温使用。

③灌缝深度不小于5 cm，先挤压嵌入直径9～12 mm多孔泡沫塑料背衬条，再灌缝。填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通，填缝料不得缺失、开裂和渗水。

④加热施工式填缝料的养生期，低温天宜为2 h，高温天宜为6 h。在灌缝料养生期间应封闭交通。

4 结语

反射裂缝的产生主要是由于半刚性基层的温缩应力导致基层先开裂，而后在温差应力和荷载应力共同作用下向面层发展。处治旧路面板（封填裂缝、破碎稳定旧路面）是消除和减少反射裂缝的有效措施。

参考文献：

[1] 刘荥，刘效尧.水泥砼路面改建技术[M].北京：人民交通出版社，2006.