| 标题 | 沥青路面反射裂缝及预防措施研究 |
| 范文 | 范玉烈 摘 要：相比其他路面类型，半刚性基层沥青路面的优点主要集中于表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨及便于养护等，因此是一种较为理想的面层结构。但在长期实践中，沥青路面裂缝问题也愈加突显。为有效控制路面裂缝数目，延缓裂缝出现时间，提高沥青路面使用性能，必须采取科学的有效措施给予处理。因沥青路面结构极为复杂，可能产生的裂缝类型较多，尤其是反射裂缝最为普遍，为此，必须找出裂缝产生的主要原因，对其形成机理进行分析，才能保证制定的防治措施切实可行，才能提高工程整体质量。 关键词：沥青路面；反射裂缝；预防措施 中图分类号：U416 文献标志码：A 1 反射裂缝形成的原因 据相关研究显示，在受拉疲劳、受拉屈服及剪切屈服等作用下，极易产生反射裂缝。同时，在行车荷载的反复作用，导致裂缝扩展迅速。因车辆荷载影响，基层裂缝位置沥青面层的底面逐步出现应力集中现象，进而导致初始裂缝产生，因长期车载作用，裂缝逐步向上扩展，随后贯穿整个面层产生反射裂缝，由此可见，对于裂缝产生、扩展来讲，行车荷载反复作用影响极大。因沥青混合料具有极差的导热性能，在面层内各层温度变化幅度并不一致，同时因极寒天气等影响，大大增加了表层拉应变，且在所用材料极限屈服应变以上，这种情况下，极易出现裂缝，且会向下不断扩展，此类裂缝往往以“上宽下窄”的形式存在，也被叫做受拉屈服。据相关数据显示，如面层材料屈服应变值在1%以上，则此类裂缝不会产生。在半刚性基层上产生反射裂缝的主要原因包括以下几点。 1.1 昼夜温差大，极易出现温度收缩裂缝 因昼夜温差变化较大，基层则会出现收缩现象，此时半刚性基层将以受拉状态呈现。由于1.0～1.5×10-5为水泥温度粒料线膨胀系数范围，因此如半刚性基层混合料收缩应力在其抗拉强度以上，则会有永久变形现象发生，进而产生横向收缩裂缝。 1.2 暴露时间长，极易出现温度疲劳裂缝 结束基层施工后，如后期施工工序不及时，导致在自然环境下基层暴露时间过长，尤其是在透层沥青喷洒后，将有黑色面层形成，大幅增加吸热性能。因温度应力影响，基层极易出现温度疲劳现象，进而出现温度疲劳裂缝。 1.3 拌和质量差，极易出现不规则裂缝 据大量实践表明，混合料的均匀性极易受到原材料质量、粗细集料比例等因素的影响。如水泥含量增减、集料用量不足等，将会导致铺筑基层混合料后，局部形成横向裂缝。此类裂缝特点为多、密，且不规则。 1.4 养生不到位，极易出现干缩裂缝 往往选用乳化沥青透层进行基层养护，透层需向基层内渗入一定深度，为5mm左右，但严禁油膜出现于表面位置。具体施工中，因乳液破乳时间各异，沥青含量不同等，乳化沥青将全部覆盖基层表面乳液。这种情况下，该养生方式保湿效果不佳，无法满足养生需求，进而出现干缩裂缝。 2 沥青路面反射裂缝防治措施 沥青路面反射裂缝的消除，需先将裂缝反射源消除，进而实现面层抗拉强度提高的目的，同时，也可将应力消散过渡层布设到面层、基层之间。如选取土工织物防治，并利用碎石化进行旧混凝土路面处理，将沥青大碎石应力吸收层布设到面层与下卧层之间等。具体防治措施如下。 2.1 土工织物防治 在公路工程建设中，土工织物因其抗拉性能及隔离防渗能力较强得到了广泛应用。因土工织物高分子之间存有吸附等作用，能够有机复合沥青材料，形成加筋沥青面层，进而对面层的物理性能有效提升，且延长路面使用年限。 （1）土工织物使用性能 以应用方式进行划分，土工织物的使用性能主要包括以下幾点： 第一，隔离性能。作为中间夹层，土工织物的应用可避免两类材料相互混杂，通过其隔离功能，可有效提升地基承载力，提高路面结构稳定性。 第二，防渗性能。一般在封闭膨胀与冻胀土道路中可充分发挥其防渗功能，进而避免路面水害问题发生。 第三，加筋补强性能。土工织物整体性、抗拉性能俱佳，利用土工织物能够及时把外荷载向相邻结构层传送，对结构位移问题加以约束，进而提高路面结构层的稳定性。 第四，过滤排水性能。因土工织物的过渡性、透水性良好，在湿软地基排水中使用此类材料，可控制地下水位，有效固结软基。 第五，防护性能。在公路防护工程内，土工织物的应用可避免水流侵蚀，避免因温度过低，出现土体冻胀或面层裂缝问题。 （2）铺筑施工工艺（图1） 选取改性沥青作为土工织物浸润、上下层连接的粘层油，或选取普通乳化沥青。一般可按照室内直剪试验进行粘层油用量的准确确定，进而提高层间抗剪性能，每平方米需控制在0.7L～1.3L，撒布时可分两次完成，以此确保能够均匀撒布。因土工布较为柔软，在铺筑过程中，为避免出现褶皱等现象，可顺着一个方向通过刷子刷平土工布，尤其是在土工布具有较大厚度的情况下，该施工工序极为重要。 2.2 旧混凝土路面碎石化处理 （1）施工准备 施工前，需做好施工场地调查工作，避免因破碎施工损害周围构造物。同时，需将原路面、路缘带内的污染物清理干净，避免对透层施工造成严重影响。 （2）破碎施工 破碎施工中，需对原路面与边部相距30cm位置进行切缝处理，随后进行半幅全宽破碎。按照施工要求，通过试验检测的方式，确定锤高与行走速度，结果见表1。其中最为理想的为第2种，应以2m/min作为破碎施工速度，频率可固定，中锤及边锤重量分别为0.773t、1.083t，且在1.2m左右控制破碎锤高度。通过破碎施工后，如块径在最大尺寸以上，则需再次进行破碎施工，随后换填密级配破碎粒料，且夯实。因原路挖补位置仍存有大量过厚情况，可按照“高—低”的顺序进行路面破碎施工，防止混凝土摊铺后，对排水造成不利影响。 完成破碎作业后，需及时清理干净全部杂物，如填缝松散材料、涨缝材料等，此时无需进行路面修整，避免影响路面碎石化效果。 （3）碾压及养生 完成上述作业后，需及时进行碾压施工，一般可选用Z型压路机施工。同时必须在48h以内合理控制混凝土破碎与沥青混凝土底层摊铺间隔时间，避免污染、损害破碎路面。待路面验收合格后，可进行封层、黏层洒布，并及时摊铺沥青面层。养生时，需根据当天施工天气，将塑料布等覆盖到碎石化后的基层。 3 沥青大碎石应力吸收层的应用 作为沥青路面柔性基层，大碎石应力吸收层的应用，可对混凝土路面结构形成的集中应力进行有效吸收，其最关键的作用为抗裂性能良好。因其具有大碎石骨架结构与大孔隙率，因此在大碎石孔隙内旧混凝土板块因破碎作用其产生的集中应力将逐步消除、分解，进而实现控制反射裂缝扩展的作用。 （1）施工准备 铺筑沥青大碎石找平层前，需先进行封层喷洒，且清理下层杂物，保证其干燥、清洁。一般可在175℃～185℃控制混合料出场温度，要求沥青混合料碾压施工前，温度必须在160℃以上。 （2）摊铺 当熨平板温度超过100℃以上时，需及时进行摊铺施工。要求定时测量各车沥青混合料温度，如温度与设计规定相符，则不得用于施工。摊铺时，可按照拌和能力对摊铺速度进行调整，本次施工以2m/min位置摊铺施工速度。选取挂线法进行摊铺找平，以两台摊铺机联合作业，前后两辆设备的距离可控制在20m以内，确保纵缝连接良好。 （3）压实及接缝处理 紧随摊铺机进行碾压施工，一般分3步完成碾压施工，具体见表2。横向接缝碾压时，需以横向碾压为准，选取双钢轮压路机施工，且在10m～20m控制每次位移长度，直至新作业面内涵盖整个压路机，随后进行常规碾压施工。同时，选取梯形作为横缝接缝方式，并在3m以上控制搭接长度。 结语 综上所述，作为沥青路面的主要病害，反射裂缝产生早期对沥青路面的影响较小，但在裂缝持续扩展的过程中，将大大降低沥青路面的使用性能，且会呈现出恶性循环。这与沥青混合料的自身特性、自然环境及交通量等因素息息相關。一般裂缝的产生都具有规则性，且呈网状分布。随着行车荷载的不断加重，将引发更为严重的病害，如坑槽、翻浆等，进一步破坏沥青路面，导致沥青路面使用寿命严重缩减。为此必须重视沥青路面反射裂缝处治问题，必须保证采取的措施科学有效，才能保证行车舒适性及安全性。 参考文献 [1]刘观仕.高速公路软土路基拓宽变形性状与时间效应分析[D].中国科学院研究生院武汉岩土力学研究所，2009. |
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