浅谈沥青路面反射裂缝治理

张文军  陈龙进  肖  桦

摘 要：本文对沥青路面反射裂缝的特点及反射裂缝形成的原因进行分析，提出了路面反射裂缝的预防措施。
关键词：沥青路面  反射裂缝  治理

0前言
我国沥青路面的修筑，广泛使用石灰土、水泥类及石灰粉煤灰类半刚性材料作为基层或底基层。这些半刚性材料以其高强度和良好的稳定性，延长了道路的使用寿命，大大减轻了路面面层龟裂、坑槽及冻害，但随之而产生了比柔性基层上的沥青路面多和频繁的裂缝，其中部裂缝是由基层裂缝引起的反射裂缝。由于我国经济迅速发展，低等级公路已不适应当前交通量的要求，在一些地区采用提高旧路路面等级或路面补强措施，即在原路面上罩面或加铺沥青混合料，结果发现即使在轻交通荷载作用下，路面也出现了裂缝，其原因之一，就是旧路面裂缝所引起的新铺面层的反射裂缝。
反射性裂缝是指由下层裂缝形状不变地反映到沥青罩面层或表面上的裂缝，当沥青混合料铺筑在已开裂的旧路面上或半刚性类基层上时，反射裂缝最可能出现．这种裂缝危及整个路面结构层的稳定性，对路面使用寿命带来极大危害，所以在使用这类路面的时候应予以重视。
1反射裂缝的特点
反射裂缝有其本身的特点，并面层上的裂缝或半刚性基层沥青路面的裂缝都属反射裂缝。通常加铺沥青面层都较薄，如：当地气温偏低，路面竣工的第一个冬季，面层就会出现频繁裂缝，这些裂缝一部分属低温裂缝，一部分属反射裂缝。路面低温裂缝一般为横向裂缝，且裂缝间距大约相等，而反射裂缝则和原路面或基层裂缝形状一样，有纵向、横向和不规则裂缝。
在轻冰冻地区，旧路或基层上裂缝将在行车荷载的反复作用下慢慢向上传播到面层形成反射裂缝。反射裂缝传播速度与面层材料有关；而荷载反复作用次数则与面层厚度有关，面层愈厚，反射裂缝传到面层时车轮作用的次数愈多。由此可见，面层厚度是影响反射裂缝出现的重要因素。
2反射裂缝形成的原因
反射裂缝是于交通荷载及温度作用，在已开裂的旧路面或基层上的沥青面层中将产生4种主要应力或应变：由于交通荷载作用引起的弯拉应力σw 、由于交通荷载作用引起的剪应力τ、由于低温收缩引起面层的温度应力σt、由于低温收缩时基层裂缝（或旧路裂缝） 伸缩ΔW引起沥青面层伸长ε。
2.1交通荷载作用产生的应力
面层底部的弯拉应力σw可近似按弹性层状体系理论计算。由于弹性层状体系理论假定各层均质、连续，层间接触完全连续或绝对光滑。当基层出现裂缝，裂缝附近的连结层被破坏，且面层底部局部悬空，故面层底部弯拉应力随之增大。但随着面层厚度增加，弯拉应力 也随之减小，即反射裂缝出现的可能性也随之减小。
车轮施加在面层的应力将通过基层、底基层传递到土基中，如果把各层看作一块板，则应力通过一块板传递到另一块板上，因此在裂缝处就出现了要把面层剪断的剪应力。
剪应力主要取决于半刚性基层（或旧路面）在裂缝处传递剪力的能力，当裂缝较宽，两侧无啮合作用，就失去传递剪应力的能力，因而裂缝端产生应力集中，对面层带来极大危害，故在已开裂路面或基层上加铺沥青混合料时，要先维修裂缝，使其保持较好的啮合作用及 剪力传递作用。
2.2由低温收缩引起的温度应力
面层低温收缩会引起温度引力，面层中温度应力的大小决定于沥青混合料收缩系数，劲度模量，特别与结合料沥青性质有关，用流变性较好的沥青铺筑路面，其温度应力较小。当气温下降，由于裂缝收缩变宽（增量ΔW），则路面面层中要出现附加应力，这个附加应力将通过基层与基础之间的摩擦力或粘结作用而减少。当面层与基层间的连接较好，并且基层与基础之间的摩擦力较少时，则在沥青面层中与裂缝相应处的拉伸将明显增大，故对面层的附加应力相应增大。
当增大的弯拉应力、温度应力及附加应力单独或组合超过面层抗拉强度时，面层底部则首先被拉裂；随着时间的推移，裂缝逐渐向上发展，直到贯穿整个面层。
3反射裂缝的预防措施
3.1对新铺半刚性基层沥青路面采取的措施
3.1.1新铺半刚性基层沥青路面应考虑面层要有足够的厚度，宜选用合适的沥青混 合料以减少其温度应力，特别在满足高温稳定性的情况下，尽量选用流变性较好的沥青作为结合料。
3.1.2 选用合适的半刚性基层材料，使其尽量发生较小的干燥收缩和温度收缩。国内现用的半刚性基层材料为石灰土类（包括石灰土和石灰土粒料类）．二灰类（石灰粉煤灰和石灰 粉煤灰粒料类）及水泥集料类（水泥砂砾、碎石等）。就这三大类半刚性材料的抗温缩性而 言，二灰类材料最优，石灰土类与水泥类相差很小；就抗干缩开裂性而言，水泥类最优，二 灰类次之，石灰土类最差。故在选用这三大类基层材料时，应充分考虑环境条件及路用要求。
3.1.3在半刚性基层与面层之间以及基层与土基之间设置粘结层，以减轻荷载弯拉应力及温度应力。
3.1.4在路面结构层上设置沥青橡胶膜。这是国外普遍采用的方法，沥青橡胶膜可有效地防止反射裂缝的发生。
3.2对已开裂路面进行罩面采取的措施
3.2.1对裂缝进行填充、浇洼的方法修补，尽量减少裂缝，便其变窄，增加啮合作用。
3.2.2应对罩面进行专门设计，建立反射裂缝破坏模式，从理论上计算罩面所需厚度。
3.2.3 设置中间层，包括沥青橡胶膜中间层及织物中间层。罩面前铺一层沥青橡胶膜 ，即能传递荷载，又能使水平方向应变减少。关于沥青橡胶膜的性能及应用，国内已做了大量工作，并得到了可贵经验。