1、浅述水泥砼路面加铺沥青面层后的反射裂缝防治摘要:延缓和防治水泥砼路面加铺沥青砼罩面后的反射裂缝是一项重要课题。本文综合分析了水泥砼路面加铺沥青砼面层后反射裂缝的成因，结合笔者多年的工作经验，着重阐述了延缓反射裂缝产生的对策和措施，对水泥砼路面反射裂缝的防治提供了参考。 关键词：水泥砼路面；沥青加铺层；反射裂缝；防治措施 Abstract: is an important topic with the reflection crack paving asphalt concrete overlay the delay and prevention of cement concrete pavem
2、ent. This paper analyzes the cause of reflection crack of cement concrete pavement asphalt concrete surface layer, combined with the authors many years of work experience, expounds the countermeasures and measures to delay of reflection cracks, provides reference for prevention and treatment of crac
3、ks of cement concrete pavement reflection. Keywords: cement concrete pavement; asphalt overlay; reflection crack; prevention measures 中图分类号：U416.216 一、前言 当前，我国的基础设施建设日新月异，旧水泥砼路面加铺沥青面层是道路改建过程中一种节约资源和保护环境的优化方案，但水泥砼路面加铺沥青面层后反射裂缝的产生是危害道路改建质量的重要原因。笔者结合自身的经验建设性的提出了反射裂缝的产生成因, 结合目前工程建设过程中的实际操作和相关理论研究，阐述了沥青面
4、层加铺后反射裂缝的主要防治措施。 二、水泥砼路面反射裂缝的成因 水泥砼路面上加铺沥青砼面层后，由基层水泥砼路面裂缝引起沥青面层下面层先开裂，并逐渐向上穿透直到沥青砼面层表面的裂缝称为反射裂缝。对于反射裂缝的产生与发展，一般认为是由于旧水泥砼面层在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青砼加铺层内出现应力集中所造成的。其扩展模式根据断裂力学可分为两种：张开模式和剪切模式。温度应力对应着张开模式，荷载应力对应着剪切模式。温度应力引起反射裂缝的产生，并参与其最初的扩展，而荷载应力加速了裂缝的进一步扩展。旧水泥砼面层在接缝或裂缝附近的位移，包括由于荷载作用而引起的接缝或裂缝处的竖向位移和由于环境温度
5、的变化而引起的水平向伸缩。当车轮荷载驶过接缝或裂缝时，接缝或裂缝两侧相邻板端便会产生弯沉差，使接缝或裂缝上方的沥青砼材料内产生应力集中使加铺层经受较大的剪应力。此剪应力超过沥青混合料的抗剪强度时，在接缝或裂缝处便会出现反射裂缝。旧面层越薄，其传荷能力就越弱，在荷载作用下的弯沉差就越大，沥青加铺层就越可能出现反射裂缝。车轮荷载及作用次数的增大，也会加剧反射裂缝的出现。沥青加铺层粘附在旧水泥砼面层上，当旧水泥砼面层因温度下降而收缩时，旧面层与沥青加铺层的粘结作用，从而带动沥青加铺层出现相应的收缩变形，导致了接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力。当拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时，沥青加铺
6、层便开裂。拉应力的大小随旧水泥砼面层的收缩变形量和层间的粘接力而变化。 三、水泥砼路面反射裂缝的防治措施 沥青加铺层反射裂缝是由于路面材料和结构疲劳损伤，而逐渐发展形成的。其扩展过程经历了三个方面，一是起裂阶段，沥青加铺层由于旧水泥砼面板接缝或裂缝处存在的缺陷引起裂缝；二是稳定扩展阶段, 交通荷载和温度作用引起的应力集中向上发展并贯穿整个沥青加铺层；三是破裂阶段, 经过一段时间后, 表面层开始出现裂缝。另外, 反射裂缝的形成与材料性能、结构层组合设计、气候条件、交通状况以及施工工艺等均有关系, 其成因较为复杂。根据以往的工程经验，旧水泥砼面板及裂缝的处理是延缓和防治反射裂缝工作成败的关键。因此
7、在旧水泥砼路面处理前，首先要以旧水泥砼板块的单点实测弯沉值和板间实测弯沉差为控制因素，通过人工调查,对旧水泥面板的病害按桩号进行统计,采用探地雷达、弯沉仪, 对面板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行评价，逐板把关控制进行修补，采取多种措施进行处理，以延缓和减轻反射裂缝的产生。 （一） 、旧水泥砼面板及裂缝的处理 1. 旧水泥砼板块病害的处治 （1）水泥砼面板下压浆 对单点实测弯沉值在 2040 之间的水泥砼板可以采取钻孔压浆进行处理。水泥混凝土路面压浆技术是采用岩土工程压浆填充原理，对水泥混凝土路面早期病害进行板底加固、基础充实的工艺方法。主要作用机理为：采用小型施工机具钻孔穿透水泥
8、面板，向板下填充水泥灰浆液，通过施加高压，使板底基层松散处得以填充密实、基层与面板脱空处能够联结密实以达到面板均匀传荷目的。通过对水泥混凝土路面压浆可以有效地减小接缝或裂缝处板块的位移，有助于防止和减少反射裂缝。 （2）水泥砼板碎石化处理 用冲击锤将旧水泥砼面板破碎成小于 30*30cm 的砼块，并用振动压路机碾压，使其与下面的基层充分接触，再用水泥浆进行稳固。由于板块尺寸减小，温度下降时的砼块的收缩位移大大减小，从而可以明显延缓反射裂缝。 2、裂缝的处治 （1）填缝 对于宽度大于 6mm 的裂缝必须进行填缝处理。填缝的目的是限制路表水进入基层，基层的含水量小了，支承能力就大，在荷载作用下的弯
9、沉就小，其结果是不容易产生反射裂缝，填缝的材料可用橡胶沥青或聚胺脂等材料。 （2）改性沥青油毡贴缝 在旧水泥砼路面修补完成，弯沉及弯沉差达到要求后，采用 APP 改性沥青油毡对旧水泥砼面板的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为 50cm。应用改性沥青油毡贴缝可以减少地表水通过旧水泥砼面板接缝渗透入下层的危险。同时，改性沥青油毡铺设在旧水泥砼面板与沥青加铺层之间，还能起到应力吸收夹层的作用，减少接缝区板块竖直与水平相对位移而产生的应力，减缓反射裂缝的产生与发展。 （二） 、在加铺过程中设置中间层 1.加铺土工合成材料夹层 在水泥砼路面加铺沥青过程中设置土工布、土工格栅和玻纤格栅等。土工织物包括
10、聚丙烯或聚脂织物和聚乙烯，聚丙烯或聚脂无纺织物。大量的工程实践表明，使用土工织物可以改善路面结构的应力分布，明显地减少和延缓反射裂缝。 2.加铺 STRATA 应力吸收层 反射裂缝应力吸收层是美国科氏材料公司 STRATA 系统中的关键, 它是用科氏材料公司专有技术生产的一种高弹性、不渗透的聚合物改性沥青混合料层, 其优良的抗裂性能可防止反射裂缝, 也可防止水对路面基层的损害, 具有施工方便、性价比高和处置效果好等优点。 3.加铺裂缝缓解层 利用混合料的多空隙结构, 能有效隔断裂缝的扩展路径, 削弱拉应力、拉应变的传递能力, 并且能消散、吸收由交通荷载及温度变化所产生的荷载应力和温度应力。试验
11、表明, 与同等厚度的普通沥青砼加铺层的应力值相比, 大粒径、开级配沥青砼加铺层的应力值大幅度降低, 说明大粒径、开级配沥青砼裂缝缓解层可明显改善加铺层结构的受力状况。但是，当设置薄层开级配沥青砼时，效果不明显，一般认为开级配沥青砼缓解层厚度不得小于 8cm。 （三） 、加大加铺沥青层的厚度 增加沥青加铺层的厚度可以减少反射裂缝。但多年的研究表明,过厚的沥青面层不但不经济, 而且容易产生车辙。旧水泥砼路面上加铺沥青混合料面层形成的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差别。国内外沥青加铺层的设计方法差异较大, 国外通常应用经验法确定厚度, 即以现场试验及室内试验结果
12、为依据, 以试验路及对旧路面的实际状况调查结果为基础, 结合本地区的具体条件确定参数, 提出经验公式或设计曲线, 从而确定加铺层的厚度。如美国沥青协会的弯沉法、有效厚度法, 美国各州公路运输工作者协会的断裂间距法和无破损测试法等。 （四） 、注重选用质量好的沥青砼面层材料 对生产沥青砼所需的原材料(沥青、碎石和填料)进行严格筛选。选用优质沥青;集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和级配等指标必须满足施工要求;采用优质石料,控制石料中扁平状料的含量,必须洁净、无杂质、无风化和抗压强度高。在沥青砼中掺入纤维或橡胶粉等，阻裂材料也是防止反射裂缝产生的有效方法。 四、结束语 水泥砼路面
13、上加铺沥青砼面层是水泥砼路面改造施工中的一种经济环保的改造方案, 它既可以发挥砼路面结构稳定、高强、耐久的特点，又结合了沥青砼路面摩阻系数高，平整度好的优势，在我国的公路改建施工中已经得到了大量的应用。但是当前我国的水泥砼路面上加铺沥青面层的设计以及施工工艺还存在着很多欠缺；新技术和新结构、新材料有待通过试验进一步验证。以上只是个人对反射裂缝的防治的一些浅见，还需要在工作实践中不断研究和探讨，相信这项施工技术的运用必将对我国的城市和公路建设的发展创造巨大的社会效益和经济效益。 参考文献: 1 张婷婷, 赵 宇. 对防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的研究 J . 黑龙江交通科技, 2005,(10). 2 关宏信, 张起森, 郑健龙. 旧水泥混凝土路面搭板罩面的应力J.长安大学学报, 2005, 25(6). 3史建, 肖身德.旧水泥砼路面加铺沥青砼罩面技术J.株洲工学院学报, 2005,19(4). 4张鹏.旧水泥混凝土路面黑色罩面反射裂缝的防治J.长安大学学报, 2005,25(3) . 5房栋,刘维霞,魏玉贵.MAC 改性沥青在旧路罩面工程中的应用J.公路, 2004(6) .
