反射裂缝成因及防治措施探讨

反射裂缝成因及防治措施探讨

摘要：旧水泥混凝土路面沥青化改造后，下板的接（裂）缝会在加铺沥青层表面反映出来，这种与下板接（裂）缝相对应的裂缝称为反射裂缝。对于反射裂缝的产生及扩展机理的认识，将直接关系到反射裂缝的防治问题。

关键词：水泥砼路面；反射裂缝；形成原因；防治措施

中图分类号：u416.2 文献标识码：a 文章编号：

一、反射裂缝的产生原因

旧水泥路面混凝土路面板及沥青加铺层组成的路面结构是一种特殊的路面结构，其应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大的区别。由于接（裂）缝的存在，旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低，在荷载和温度应力的作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力状态，车辆行驶经过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层由于接（裂）缝两侧相邻板块产生竖向位移，出现较大的剪切应力，这种剪切应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最重要原因。

一般认为，反射裂缝的产生和发展是由于旧水泥混凝土路面板的移动所造成的，而这些移动又主要来源于温度变化、行驶车辆及两者的综合作用。由温度变化引起的反射裂缝称之为温度型反射裂缝，由行车苟载引起的反射裂缝称之为荷载型反射裂缝。另外，行车荷载作用下的最不利位置有两种，一种是荷载作用于旧路面板接（裂）缝的一侧，旧路面板在这种荷载作用下，缝两侧的板产生相

对的竖向位移差，沥青罩面层中剪应力增大，造成剪切型反射裂缝；另一种最不利情况是荷载作用下在旧路面板接缝的顶面，由于在接缝处的旧路面板不能承受拉应力，所以接（裂）缝顶面沥青罩面层中弯拉应力最大，容易引起弯拉型反射裂缝。根据弹性地基梁理论和断裂力学的分析结果，当裂缝扩展长度超过了罩面层的一半厚度时，弯拉对反射裂缝扩展的影响可以忽略不计。

当通过某种方式消除了旧路面板上接（裂）缝应力集中的影响，接（裂）缝的第二个“作用”就是在车辆荷载的作用下使罩面结构在裂缝处产生最大的弯沉，相应地罩面层中产生最大的应力，从而使接（裂）缝顶部的沥青罩面层成为反射裂缝产生的最可能部位。

二、影响反射裂缝的因素分析

除了温度，行车荷载等外界因素外，路面结构本身特性对反射裂缝的产生也有一定的影响，另外对反射裂缝的影响因素还有旧路面与罩面层之间的层间粘结性能。

对于弯拉型反射裂缝，在汽车荷载作用下，对罩面层中的应力分析结果表明：汽车荷载应力随层间界面粘结能力的减小而增大，随罩面厚度的增加而减小。

各种因素对反射裂缝的产生可能性的影响见附表1

表1反射裂缝影响因素分析表

基于以上分析，影响温度型反射裂缝的主要因素包括罩面层劲度模量、罩面层与旧路面的粘结力、旧路面板的线收缩系数，罩面厚

度、接缝宽度、混凝土板的弹性模量及其厚度；影响剪切型反射裂缝的主要因素有接缝传载能力，罩面层的进度模量、罩面层厚度、罩面层泊松比，其中罩面层厚度既影响温度型反射裂缝，又影响剪切型反射裂缝。总之，当接缝宽度较小，旧路面板较长，路面材料线收缩系数较大而层间粘结又较紧密时，罩面层中温度型反射裂缝最有可能产生；相反，在旧路面板厚度较小而层间粘结又较差的情况下，罩面层中容易产生荷载型反射裂缝。如果混凝土板接缝的传荷能力很差，那么在罩面层中产生剪切型反射裂缝的可能性最大。

三、防止反射裂缝措施

防止反射裂缝的措施大致可分为5种：增加沥青层厚度、设置应力（应变）吸收薄膜夹层，加筋沥青层、设置结合隔离层、处治旧路面板等。这里重点介绍两种方法。

土工布防治路面反射裂缝的特点可以归纳为4个方面：隔离作用、加筋作用、消能滞冲作用、隔水防渗作用。土工布用于沥青混凝土面层与基层之间可有效抑制裂缝向上传递。在实际工程中发挥土工布的抗拉作用及吸能作用，关键是要保证土工布与沥青罩面之间有很好的附着力。虽然土工布在防治反射裂缝方面有以上功能，但土工布材料必须具备柔韧性、均匀性、耐高温性和附着性。

1、玻璃纤维格栅防治效果分析

玻璃纤维的主要成分属硅酸盐，是一种理化性能极其稳定的材料。经表面改性并涂覆处理后，改变了玻璃纤维的表面性能，提高了其同沥青混合料的相容性。玻璃纤维格栅是以玻璃纤维为原料，

采用一定的编织工艺制成的网状结构。玻璃纤维格栅在旧路沥青罩面改造防止反射裂缝中体现高抗拉强度、低延伸性、没有长期蠕变性、与沥青混合料的相容性、高温稳定性、化学稳定性、物理耐久性、嵌锁和限制作用和抗剪附着力等诸多特性。玻璃纤维格栅在沥青面层的下面层中，能够与沥青成为一个整体，以利用玻纤格栅的低延伸率来减少路面的弯沉量，保证路面不会发生过度的变形。2、玻璃纤维格栅与土工布的对比分析

基于土工布和玻璃纤维格栅防止反射裂缝的分柝，沥青面层下的间层主要是将压应力与拉应力分散，在两块受力区域之间形成缓冲带，使应力逐步变化而不是突变，减少了应力突变对沥青面层的破坏。两者在防止反射裂缝的机理上是相同的，但又各具特点：土工布空隙被（橡胶）沥青粘合料封闭后具有隔水防渗作用，而格栅的隔水作用防渗靠沥青混合料和涂刷的胶油。

土工布的隔离作用降低了面层和底层的结合力，靠沥青粘合料将土工布间层和新铺面层连成一整体，而格栅的网状绪构起到了嵌锁与限制作用，与沥青混凝土面层形成了一个整体。而车辙的形成是高温下沥青混凝土具有流变性引起的路面受到荷载时，面层中没有任何可以约束沥青混凝土中集料运动的机制，造成沥青面层的推移，而格栅的嵌锁体系特性限制了集料运动，增加了沥青面层中横向约束力，沥青面层各部分彼此牵制，阻止沥青面层的推移，从而起到抵抗车辙的作用。

相对而言，土工布的施工工艺较为复杂，要求有较高的施工技术。

在铺设土工织物时，需对其加以一定预拉力，才能保证土工布能与沥青混凝土面层共同工作。而玻璃格栅只需要用钉子将其固定，带有独特粘结胶的玻璃纤维格栅铺设更快捷简便。

土工布和玻璃纤维格栅在应用于旧路沥青罩面改造中都具有很好的特性。通过对比分析，玻璃纤维格栅在防止反射裂缝的形成上比土工布更胜一筹。

参考文献：

1、《反射裂缝成因分析》刘玺《中国公路》262期.

2、《公路养护技术规范》jtg hl0-2009.

3、《土工布在旧砼路面改造中的应用》纽利德.

4、《玻璃格栅用于旧路面沥青化改造的方法》杜兴奎《公路》.