探討水泥混凝土路面加鋪瀝青層防止反射裂縫措施方案

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摘要：水泥土路面出現(xiàn)反射裂縫是使用瀝青層進(jìn)行防護(hù)的主要原因，在實(shí)踐中，對(duì)反射裂縫進(jìn)行控制已經(jīng)成為混泥土路設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，現(xiàn)今已有許多工程人員和學(xué)者對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究，且取得了一些有效的成果，為進(jìn)一步提升水泥混泥土加鋪瀝青層技術(shù)，本文將從四個(gè)方面對(duì)該技術(shù)進(jìn)行分析，以期更好的指導(dǎo)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；瀝青層；反射裂縫

0.引言

在舊水泥混泥土中加上瀝青層是一種非常常用的路面修復(fù)技術(shù)，與加鋪新的水泥混凝土面層相比較，瀝青不僅可以對(duì)路面殘余的舊水泥進(jìn)行充分利用，還能有效的改善舊水泥面板的使用性能，減少施工的強(qiáng)度和施工期限，對(duì)交通和出行影響變小。但是瀝青加鋪層的凡是裂縫問(wèn)題卻為該技術(shù)的運(yùn)用籠罩了一層陰影，成為我們急需解決的大問(wèn)題，因此，我們有必要對(duì)這一問(wèn)題加強(qiáng)研究，尋求正確的解決思路。

1.設(shè)置土工合成的材料夾層

為防止反射裂縫的出現(xiàn)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，可以將土工合成材料夾層設(shè)置在混泥土路和瀝青加鋪層中間的位置，且材料可以采用土工柵和等比較薄的材料，且厚度要控制在兩到五毫米左右，如果使用土工柵的話，一般要使它的模量保持在九百到兩千五百M(fèi)Pa之間。這些材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，譬如能夠增強(qiáng)變形能力，增加水平方向的耐受力和承受能力，也可以減少垂直方向的剛度壓力，使其更加具有抗壓效果。運(yùn)用土工合成采用一般可以實(shí)現(xiàn)三種積極效果，首先，使用土工合成材料，可以實(shí)現(xiàn)加筋的效果，這種材料具有的天然的抗拉強(qiáng)度，能夠承受裂縫的拉應(yīng)力，從而減少裂縫的開裂和變形；其次，該材料具有傳荷效果，在路面荷載發(fā)生作用之后，其會(huì)將荷載由一頭向另一頭轉(zhuǎn)換，這樣就能有效減小裂縫的彎沉差，使得裂縫產(chǎn)生的集成力減少，從而有效分散負(fù)荷。此外，這種材料不僅厚度很薄，而且模量還很低，因此能夠及時(shí)的減少車輛荷載所引起的垂直方向的剪應(yīng)力，通過(guò)減少由于溫度升高而產(chǎn)生的水平應(yīng)力等等，從某種角度上看我們可以發(fā)現(xiàn)，這種材料的模量與各種應(yīng)力之間是呈反比關(guān)系，土工合成材料的模量越大，就能越能夠減少各種應(yīng)力對(duì)路面的作用。因此，運(yùn)用土工材料進(jìn)行反射裂縫的處理工作是非常有效且節(jié)省成本的。

2.增加瀝青加鋪層的厚度

在現(xiàn)實(shí)的操作過(guò)程中，增加瀝青吉加鋪層的厚度是一種比較常見抗反射裂縫的方法，但是這種方式也出現(xiàn)了很多問(wèn)題。譬如，人們將瀝青加鋪層越加越厚，使得裂縫尖端應(yīng)力強(qiáng)度分子變得越來(lái)越小，造成裂縫的產(chǎn)生等等。從理論上分析我們可以得知，增加瀝青加鋪層的厚度，不僅能夠減少路面產(chǎn)生的剪應(yīng)力，使路面的彎曲剛度加強(qiáng)，減少?gòu)澇敛畹漠a(chǎn)生。從另一方面來(lái)說(shuō)，還能夠有效的減低路面溫度的變化，從而加強(qiáng)路面對(duì)溫度變化的承受能力。此外，擁有比較厚的加鋪層，可以增加加鋪層頂面與底面之間的接觸的時(shí)間和距離，從而使裂縫產(chǎn)生的周期邊長(zhǎng)，延遲水泥混泥土的使用年限。

通過(guò)計(jì)算我們發(fā)現(xiàn)，隨著加鋪層厚度的減小，水泥混泥土板接縫處的瀝青加鋪層底的溫度應(yīng)力以及車輛承載力增強(qiáng)，而且接縫處的應(yīng)力更加集中化和擴(kuò)大化。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將加鋪層厚度由5cm變化到23cm這一過(guò)程中，我們假設(shè)車輛能承受的最帶荷載的主應(yīng)力的x，最大的剪應(yīng)力是y，等效應(yīng)力的z，由此可以得出，x在變化過(guò)程中減少了80.22%、y在變化過(guò)程中減少了60.22%、z在變化過(guò)程中減少了61.00%的結(jié)果，且加鋪層平均增加1cm的厚度，x、y、z的值就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其變化分別約為0.006MPa、0.070MPa、0.029MPa。除此之外，加鋪層的變化還會(huì)影響接縫兩側(cè)的彎沉差，一般情況下，其厚度增加后，彎沉差會(huì)迅速的減少，一般其厚度增加1cm，就會(huì)影響0.0006mm的彎沉差。

加鋪層的厚度，不僅會(huì)影響車輛的荷載能力，還會(huì)對(duì)溫度應(yīng)力產(chǎn)生很大的影響。如上文所假設(shè)，在加鋪層厚度從5cm變化到23cm這一過(guò)程中，x在變化過(guò)程中減少了86.67%、y在變化過(guò)程中減少了86.82%、z在變化過(guò)程中減少了84.63%的結(jié)果，且加鋪層平均增加1cm的厚度，x、y、z的值就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，其變化分別約為0.321MPa、0.258MPa、0.139MPa。

在具體的操作上，我們需要特別注意保持加鋪層合理的厚度，其厚度一般不要低于十厘米，因?yàn)闉r青厚度太薄的話容易使路面在短時(shí)間里出現(xiàn)反射裂縫，當(dāng)然，我們不能夠完全依靠瀝青加鋪層的厚度來(lái)控制反射裂縫的產(chǎn)生，這種控制方法不僅成本較高，還能難控制具體的量。

3.水泥混泥土板的破碎穩(wěn)定

在水泥混泥土已經(jīng)損壞很嚴(yán)重的情況下，對(duì)破壞的土板進(jìn)行修復(fù)已經(jīng)不經(jīng)濟(jì)了，我們可以將水泥混泥土進(jìn)行破碎處理，破碎的范圍一般比較小，因此可以在溫度下降時(shí)及時(shí)的收縮位移，從而在最快的時(shí)間內(nèi)減小加鋪層的拉應(yīng)力。在進(jìn)行破碎時(shí)，我們應(yīng)該時(shí)刻注意保持破碎板的穩(wěn)固性，避免其松動(dòng)后找出瀝青加鋪層的松動(dòng)。在計(jì)算路面的各種應(yīng)力過(guò)程中，我們應(yīng)該將破碎的面板作為底基層，使用FWD計(jì)算法來(lái)計(jì)算其抗壓能力，此外，還可以運(yùn)用承載板法來(lái)測(cè)定其抗壓能力。

我們知道，水泥混泥土土板的破碎會(huì)受到水平方向的約束力影響，其約束力越弱，越能夠?qū)崿F(xiàn)良好的破碎效果，因此，我們施工時(shí)應(yīng)該選擇從路肩到車行道依次進(jìn)行破碎的方式，來(lái)增強(qiáng)破碎的穩(wěn)定性。在破碎完成之后，還需將混泥土塊穩(wěn)固在基層上，這樣不僅可以使得土塊與基層充分的接觸，還能夠提高路面的承重力。實(shí)踐中我們較為常用的穩(wěn)步板方式是用車壓，一般會(huì)用重十五噸的車輪在路面上壓5次，且碾壓的頻率要適度，否則會(huì)適得其反。

4.鋪筑級(jí)碎石過(guò)渡層的作用

級(jí)配碎石也是瀝青加鋪層和水泥混泥土板之間的加護(hù)層，而且已經(jīng)被世界上許多國(guó)家所使用，取得了很顯著的效果，因此，我們有必要對(duì)這種防護(hù)進(jìn)行研究和學(xué)習(xí)。級(jí)配碎石過(guò)渡層能夠?qū)崿F(xiàn)良好的反射裂縫效果主要的有3個(gè)原因決定的，下面將詳細(xì)對(duì)其進(jìn)行闡述。

4.1級(jí)配碎石能夠有效的改進(jìn)水泥混泥土路面的溫度

級(jí)配碎石的厚度一般較大，在十到十五厘米之間，它能夠有效的控制舊水泥混泥土的溫度浮動(dòng)情況，使其保持在一個(gè)變化速率范圍之內(nèi)，且能夠大幅度的減低溫度的變化插值，這就使得混泥土的溫度很好的控制在一個(gè)范圍之內(nèi)，從而有效的賤死的瀝青加鋪層受到的水泥混泥土溫度變化的影響。

4.2本身的收縮系數(shù)小，對(duì)加鋪層影響小

級(jí)配碎石的收縮系數(shù)相對(duì)較小，因此騎在傳遞的過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力或者位移，對(duì)環(huán)境有很大的適應(yīng)力，不會(huì)受太多環(huán)境因素的影響，特別是能夠防止溫度變化對(duì)其的應(yīng)力影響。

4.3級(jí)配碎石作為散粒結(jié)構(gòu)不具有傳遞拉應(yīng)力、拉應(yīng)變的能力，可達(dá)到止裂效果

在水泥混泥土板接縫尖端的拉應(yīng)力變化過(guò)程中，一般不會(huì)對(duì)碎石層產(chǎn)生太集中的應(yīng)力，因此，碎石層可以在此基礎(chǔ)上接受接縫釋放的各種能量，從而完成止裂的目的。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)水泥混泥土加鋪瀝青層防止反射裂縫措施是一項(xiàng)比較常用的措施，該措施運(yùn)用過(guò)程中有許多問(wèn)題需要注意和解決，本文對(duì)該方法的運(yùn)用提出了一些方案，希望對(duì)實(shí)踐有所幫助。然而，實(shí)踐中還有許多方法可以對(duì)瀝青層進(jìn)行保護(hù)，本文也只是在淺層次上提出了部分方案，對(duì)于其他方法，還需我們繼續(xù)努力探尋。

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