水泥混凝土路面加鋪瀝青層反射裂縫防治措施

米帥龍 米嫚嫚

摘要：本文詳細(xì)分析了反射裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的防范措施，希望能夠提升路面的最終質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土路面;加鋪改造;反射裂縫;瀝青面層

一、反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展機(jī)理

（一）反射裂縫的產(chǎn)生階段

1.行車荷載作用導(dǎo)致的荷載型反射裂縫

如果水泥混凝土路面出現(xiàn)接縫，一側(cè)受到車輛長時間碾壓的話，豎向的相對位移會產(chǎn)生在相鄰兩混凝土板間，較大的剪力將作用在瀝青加鋪層上，當(dāng)車輛行駛過了接縫，剪力再一次被瀝青加鋪層承擔(dān)。因此，行駛在瀝青加鋪層上的車輛，將分別承受2次剪力和1次彎拉力。在車輪的反復(fù)荷載下，在接縫兩側(cè)，將出現(xiàn)剪切型反射裂縫和彎拉型反射裂縫，降低了路面質(zhì)量。

2.環(huán)境溫度作用導(dǎo)致的溫度型反射裂縫

由于外在環(huán)境的影響，氣溫會影響路面的性能，熱脹冷縮現(xiàn)象將出現(xiàn)在瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)內(nèi)部，形成溫度應(yīng)力。這種應(yīng)力是斷續(xù)的，新舊路面的共同應(yīng)力都由瀝青加鋪層承受，增加了其承載力，由于拉應(yīng)力過大，會使路面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，形成溫度型反射裂縫。

（二）反射裂縫的擴(kuò)展階段

1.反射裂縫的縱向擴(kuò)展

反射裂縫的縱向擴(kuò)展，依照力學(xué)理論，主要分為張開模式、剪切模式和撕開模式三類。通常情況下，張開模式一般是溫度應(yīng)力作用于反射裂縫，剪切、張開模式的共同作用，一般出現(xiàn)行車荷載應(yīng)力。裂縫正上方出現(xiàn)車輪荷載的時候，張開模式為主，對反射裂縫進(jìn)行作用。如果在裂縫前后位置出現(xiàn)車輛荷載，一般為剪切模式。根據(jù)情況的不同，會出現(xiàn)不同形式的模式，需要針對性分析和把握。

2.反射裂縫的橫向擴(kuò)展

反射裂縫的橫向發(fā)展，先存在與路面表面的某個位置，逐步向兩側(cè)擴(kuò)展，在這個過程中，擴(kuò)散范圍逐步增大。溫度型裂縫和荷載性裂縫在作用上具有相似性，不均勻的軌跡出現(xiàn)在車道上，出現(xiàn)較多的反射裂縫。同時，由于環(huán)境的影響，雨水、空氣、土壤等會侵入到裂縫中，加上行車荷載的反復(fù)作用，加快了反射裂縫的擴(kuò)展速度。

二、瀝青加鋪層反射裂縫的防治措施

（一）增加瀝青加鋪層厚度

為了減少反射裂縫數(shù)量，可以適當(dāng)增加瀝青加鋪層的厚度，使層間的承載力得到提升，應(yīng)力的擴(kuò)散距離延長，能夠使接縫位置的彎沉差縮小，由于彎沉量的減少，降低了反射裂縫出現(xiàn)的概率。通過力學(xué)原理可以知道，瀝青加鋪層厚度的增加，能夠使接縫處的尖端應(yīng)力明顯減少，分擔(dān)了原有的荷載，從而使加鋪層的使用壽命得到延長。以往實踐數(shù)據(jù)顯示，瀝青加鋪層底面的彎沉差與瀝青加鋪層厚度具有正向的比例關(guān)系，即每增加Icm瀝青加鋪層厚度，可降低瀝青加鋪層底面5%左右的彎沉差。但是，存在一定的限度，當(dāng)厚度增加到一定程度時，防治效果會相應(yīng)減弱，當(dāng)厚度在23cm以上時，加鋪層的作用將不再明顯，即防治效果大大削弱。

（二）設(shè)置應(yīng)力、應(yīng)變吸收夾層

將應(yīng)力、應(yīng)變夾層設(shè)置在瀝青加鋪層和舊水泥混凝土路面中間，能夠使接縫應(yīng)力向上傳遞的強(qiáng)度得到降低，在裂縫尖端位置，應(yīng)力逐步減少，能夠進(jìn)行加筋，使瀝青加鋪層的抗拉強(qiáng)度和抗剪力得到提升。一般情況下，常用的應(yīng)變夾層為土工格柵、橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層和土工織物夾層等。由于土工織物具有較高的抗拉模量，耐久性和整體性較強(qiáng)，能夠?qū)涌p處集中的應(yīng)力進(jìn)行有效緩解，因此，在當(dāng)前施工中，土工布和土工格柵應(yīng)用的比較廣泛。在瀝青加鋪層進(jìn)行設(shè)置，能夠提升加鋪層的抗形變能力，避免由于疲勞出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，起到良好的過濾和防滲作用。通過這樣的方式，能夠有效改善瀝青加鋪層質(zhì)量，延長路面的使用壽命。

（三）條帶鋪設(shè)式防治反射裂縫

條帶鋪設(shè)式采用的非常廣泛，具體操作為：將高彈性應(yīng)力吸收帶、高分子抗裂貼等布設(shè)在混凝土板接縫處，起到隔層效果，控制裂縫向橫向與縱向擴(kuò)展。高分子抗裂貼由瀝青基、高強(qiáng)抗拉胎基和高強(qiáng)織物著而成，寬度一般為120mm，沿著裂縫或者接縫方向進(jìn)行鋪設(shè)，具有較強(qiáng)的抗老化、抗潮濕、抗脆裂以及抗拉能力。并且黏度和硬度較好，在與舊水泥混凝土板混合使用過程中，能夠起到明顯的粘合效果。高彈性應(yīng)力吸收帶是在接縫位置直接鋪設(shè)加熱的粘彈性材料，然后繼續(xù)加鋪土工布或玻纖布。鋪設(shè)之后，接縫深處滲入了熱塑性的粘結(jié)材料，在豎直方向拼接水泥混凝土面板，能夠有效緩解舊混凝土路面上加鋪瀝青面層的反射裂縫?，F(xiàn)條帶式鋪設(shè)技術(shù)日趨成熟，機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用程度越來越高，能夠有效彌補(bǔ)人工施工的難點，具有造價低、步驟簡單、操作快捷、效果顯著等特點，并且對施工周圍區(qū)域的影響小，實用性較強(qiáng)。

（四）改性瀝青的應(yīng)用

選擇高質(zhì)量的瀝青材料，也是防止反射裂縫出現(xiàn)的重要手段，對瀝青材料的穩(wěn)定性和抗裂性提出了較高要求，保證在高溫和低溫環(huán)境下都能保持良好性能。出于經(jīng)濟(jì)因素，往往選擇SBS改性瀝青材料，具有較強(qiáng)的抗滑性、抗疲勞性和抗水損害性，并且維護(hù)成本較低，不僅能夠有效承擔(dān)來自路面車輛的荷載，也比較經(jīng)濟(jì)實用。這種材料能夠防止地下水的下滲，保持基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，降低了加鋪層材料被浸濕的概率，維持路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的性能處于最佳狀態(tài)，避免出現(xiàn)松散和脫落現(xiàn)象。

（五）使用玻璃纖維格柵

這種材料延展性高、硬度強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕，可以與瀝青材料相互結(jié)合降低加鋪層內(nèi)的溫度應(yīng)力，在物化作用下，抵抗高溫環(huán)境下的裂縫現(xiàn)象。使用該材料，能夠有效傳遞車輛荷載，轉(zhuǎn)變應(yīng)力的方向，在瀝青罩面層中使用剛性較強(qiáng)的硬夾層，能夠?qū)?yīng)力進(jìn)行有效抑制，使路面結(jié)構(gòu)的抗剪性和抗拉性得到增強(qiáng)。在格柵之間貫穿的混凝土集料，能夠阻擋外力，使集料處于穩(wěn)定狀態(tài)，約束瀝青罩面層，避免出現(xiàn)推移現(xiàn)象，減少車轍的數(shù)量，形成更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系。如果結(jié)構(gòu)中已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫，使用玻纖格柵，裂紋將逐漸消失，數(shù)量不會繼續(xù)增加。在實際施工的過程中，可以將改性瀝青油氈使用在縱橫縫的粘貼位置處，然后再鋪設(shè)一層土工格柵，均勻分布路面的應(yīng)力，降低反射裂縫的發(fā)生率。在應(yīng)用了玻纖格柵之后，有力的骨架結(jié)構(gòu)會在瀝青路面內(nèi)逐步形成，路面的綜合性能得到有效提升，延長路面的使用壽命。

三、結(jié)語

在水泥混凝土路面中，瀝青路面加鋪施工應(yīng)用的非常廣泛，能夠有效提升路面性能，強(qiáng)化路面的質(zhì)量。反射裂縫是常常出現(xiàn)的病害，不僅影響了路面的平整度，還會降低其使用壽命，不符合公路施工的可持續(xù)化原則。因此，需要詳細(xì)分析裂縫的類型和產(chǎn)生原因，結(jié)合實際情況，通過多樣化的技術(shù)，減少裂縫的數(shù)量，提升路面基層性能，從而完善公路的整體質(zhì)量，滿足車輛的通行需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋春野.高速公路水泥混凝土路面加鋪層設(shè)計與應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力.2017（12）：23-24.