淺析瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生及防治措施

孫明頡

(哈同公路管理處)

半剛性基層瀝青路面由于具有強(qiáng)度高、造價(jià)低、整體性及水穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)公路建設(shè)中得到了廣泛的運(yùn)用;但半剛性基層在運(yùn)營(yíng)期間易產(chǎn)生干縮裂縫和低溫收縮裂縫，在交通荷載和溫度荷載的重復(fù)作用下，半剛性基層的這種收縮裂縫很容易擴(kuò)展到瀝青面層而形成反射裂縫。反射裂縫一旦產(chǎn)生，不僅影響路面的美觀和行車(chē)舒適性，更重要的是大大的縮短了路面的使用壽命。

1 反射裂縫的常見(jiàn)類(lèi)型

(1)荷載型反射裂縫，由于基層開(kāi)裂，鋪筑在其上的瀝青面層在裂縫處產(chǎn)生應(yīng)力集中。汽車(chē)駛經(jīng)裂縫的過(guò)程中時(shí)，在車(chē)輛荷載作用的過(guò)程中，面層受到兩次剪切一次彎拉，當(dāng)行車(chē)荷載的反復(fù)作用使裂縫處面層底部所受應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限后，面層裂縫便隨之產(chǎn)生并逐漸向上擴(kuò)展，形成荷載型反射裂縫。

(2)溫度型反射裂縫，由于半剛性材料具有不同的熱脹冷縮性，瀝青面層在日變化溫度作用下，頂面溫度變化對(duì)底面大，在夜間溫度下降變化的過(guò)程中，它們的熱學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生相互作用，就會(huì)在基層內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，從而使半剛性基層處于受拉狀態(tài)。當(dāng)半剛性基層混合料抗拉強(qiáng)度小于收縮應(yīng)力時(shí)，使基層開(kāi)裂，最終反射到面層形成溫度型反射裂縫。

2 反射裂縫產(chǎn)生的原因和對(duì)路面的危害

(1)反射裂縫產(chǎn)生的原因，由于半剛性基層材料屬于水硬性材料，當(dāng)基層建成以后，基層內(nèi)部的物理化學(xué)反應(yīng)要持續(xù)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，基層材料的強(qiáng)度和剛度也隨著齡期的增長(zhǎng)而不斷加強(qiáng)。所以這一類(lèi)材料對(duì)溫度和濕度的變化都比較敏感。如果施工條件不好，就有可能導(dǎo)致基層產(chǎn)生干縮性溫縮裂縫，而其下臥層與該層之間的磨阻作用抑制了其收縮，從而在該層內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)則發(fā)生斷裂。這種裂縫一般發(fā)生在使用期間的初冬季節(jié)，也可能發(fā)生在施工過(guò)程中基層鋪筑后到尚未覆蓋瀝青面層之前。當(dāng)半剛性基層開(kāi)裂以后，在瀝青面層與半剛性基層層間的裂縫處形成一個(gè)薄弱點(diǎn)，在使用過(guò)程中，由于荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的共同作用，在該點(diǎn)的瀝青面層底面產(chǎn)生應(yīng)力集中，如瀝青面層較薄則會(huì)引起開(kāi)裂。隨之，在行車(chē)和大氣因素的反復(fù)作用下，裂縫逐漸向上擴(kuò)展，直至瀝青表面。這種裂縫通常稱(chēng)為反射裂縫。反射裂縫一般為橫向裂縫，其間距大小取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、瀝青面層的厚度，以及半剛性基層和瀝青層材料的抗裂性能。當(dāng)日溫差變化較大，瀝青面層較薄和半剛性基層和瀝青面層材料的抗裂性能較差時(shí)，則裂縫間距較小;反之，則較大。

(2)反射裂縫對(duì)路面的危害，反射裂縫會(huì)對(duì)路面性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響。這些不利影響包括:①防水性降低。路表出現(xiàn)任何裂縫，都會(huì)使路表水有機(jī)會(huì)進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，甚至進(jìn)入對(duì)濕度敏感的路基土中。②引起路基過(guò)大壓應(yīng)力。由于存在裂縫，造成路面板體不連續(xù)，在行車(chē)荷載作用下將加大板體邊緣的變形，從而在裂縫處傳遞過(guò)大壓力至路基頂面。③增大路面應(yīng)力和變形。上述的路面結(jié)構(gòu)板體邊緣變形，會(huì)在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)(尤其基層)產(chǎn)生很大的應(yīng)力和變形，在行車(chē)荷載作用下將縮短這些結(jié)構(gòu)層的壽命。磨耗層沿裂縫的破壞。在車(chē)輛、水分、霜凍等因素的綜合作用下，磨耗層常會(huì)沿裂縫發(fā)生骨料或小塊瀝青的剝落。反射裂縫不僅使路面使用性能老化，影響行車(chē)舒適性，而且導(dǎo)致路表水下浸，影響到路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。更為重要的是，在行車(chē)荷載反復(fù)作用和周期性變化環(huán)境溫度的影響下，常常使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展，大大縮短了罩面層的使用壽命。

因此，反射裂縫是高速公路瀝青路面所面臨的一大技術(shù)難題。影響半剛性基層瀝青路面開(kāi)裂的因素很多，各種因素之間的相互作用也十分復(fù)雜，只有進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)踐總結(jié)，才能找準(zhǔn)原因，并有針對(duì)性地進(jìn)行防治。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為滿足交通運(yùn)輸發(fā)展的需要，許多80年代、90年代修建的道路已進(jìn)人大修改建期，如何充分利用原有道路進(jìn)行改造，發(fā)揮更好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，已是非常緊迫的任務(wù)。結(jié)合實(shí)踐總結(jié)以下幾點(diǎn)供參考:第一，理論計(jì)算與實(shí)踐緊密結(jié)合，從經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、可操作性強(qiáng)等因素中找到其切入點(diǎn);第二，加強(qiáng)對(duì)舊路的檢測(cè)與評(píng)價(jià)，量化路面現(xiàn)狀，合理分段，路面改造結(jié)構(gòu)形式要有利于施工;第三，舊路改造相當(dāng)復(fù)雜工作內(nèi)容多，牽涉面廣，做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)施工有機(jī)結(jié)合;第四，施工隊(duì)伍必須具備較高的技術(shù)素質(zhì)和良好的施工裝備;第五，舊路改造屬于“細(xì)活”工程，監(jiān)理及業(yè)主等監(jiān)督管理部門(mén)須嚴(yán)格控制材料和施工質(zhì)量;第六，合理的設(shè)計(jì)和施工周期是優(yōu)良產(chǎn)品的有力保障。

實(shí)踐證明，雖然這些措施達(dá)到了一定的防裂效果，但是它們的防裂效果和機(jī)理不相同，且各類(lèi)措施防裂效果很有限。因此，應(yīng)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，綜合利用多種防裂措施與方法以達(dá)到最佳的防裂效果。

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