半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因分析

半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因分析

陈文杰松哈尔•,金格斯依力牙尔•

新疆大学建筑工程学院土木工程系乌鲁木齐830047

摘要：目前我国最常用的路面形式就是半刚性沥青混凝土路面，但由于该种路面形式在早期容易因裂缝而出现各种病害，而在其中最为主要的破坏形式就是反射裂缝，如何有效的控制裂缝的产生，降低它的影响已经成为路桥工程中的一大难题，基于此，我们对半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝扩展进行了研究。

关键词：路面；反射裂缝；半刚性基层；沥青混凝土

Abstract:Atpresent,themostcommonlyusedformofpavementinChinaissemi-rigidasphaltconcretepavement,butbecauseofthiskindofpavementintheearlyformduetocracksappearallsortsofdiseases,andinthemaindamageisthereflectioncrack,howtoeffectivelycontrolthecrackgeneration,reduceitsimpacthasbecomeamajorproblem.IntheLuqiaoprojectbasedonthis,wesemi-rigidasphaltconcretepavementreflectioncrackpropagationisstudied.

Keywords:pavement;reflectivecracking;semi-rigidbase;asphaltconcrete

自1984年国务院正式批准建设我国第一条高速公路以来[1]，我国公路在近三十年里取得了飞速的发展，目前，我国的公路网已初具规模，据预测，到2015年底，我国的公路总里程将会突破450万公里。而自沥青路面在道路工程中运用开始，不管在实验还是施工领域，沥青路面都取得了飞速的发展。据有效资料统计，我国的高等级公路中，沥青路面占了绝大部分。半刚性材料因其具有强度高、造价低、整体性和水稳性好等优点，我国有90%以上的高等级公路会采用半钢性材料，然而半钢性基础路面经常会因为反射裂缝严重、排水性能差以及在冻融循环下材料的强度在车辆反复碾压下，强度降低等缺点在未来的发展中会受到限制，然而我们经过研究发现，半刚性基层路面的问题都是裂缝衍生出来的，而裂缝最主要的形式就是反射裂缝，因此，我们研究好半刚性沥青混凝土路面反射裂缝的影响因数对我们将来对其更广泛的应用有着十分重要的意义。

1研究路线

本文将首先对半刚性基层沥青混凝土的研究历程进行了解，知道它的研究现状，以及研究背景，然后对沥青路面的病害进行分类，然后重点对反射裂缝进行了研究，了解反射裂缝的形成过程和扩展机理，再总结出国内已有的反射裂缝的治理方法，最终结合具体的问题，找出相对应的方法。其具体的技术路线如下：1）充分查阅资料，了解目前在半刚性基层沥青路面这一块儿的研究现状；2）将沥青路面病害进行合理的分类，并给出正确的分类方法以及定义；3）分析反射裂缝形成和扩展机理；4）了解国内外目前对半刚性基层沥青路面反射裂缝的处置办法。针对反射裂缝，提出确实可行的办法。

2沥青路面常见的病害

由于我们的道路是带状构造物，长期暴露于外界环境中，长期受到车辆荷载的反复作用，因而很多公路都达不到设计使用年限，有些甚至还不到一年就出现了病害，对于半刚性基层沥青路面病害种类繁多而复杂，而我们常见的类型主要有以下几种：1）车辙，这是我们目前最为常见的一种病害，路面在受到车辆荷载的反复碾压下，所产生的竖向变形积累就是我们所常见的车辙。2）路面局部产生的纵向和横向裂缝，产生裂缝的原因有多种，而一般情况下我们将其分为以下四类，第一类是由于我们在施工的过程中压实度不足所产生的；第二类是由于车辙产生的；第三类是疲劳开裂产生的裂缝；第四类是由于温度变化引起的。3）坑槽和龟裂，坑槽和龟裂都是由于，沥青与集料之间粘结力不足，在风以及雨水的带离下脱离路面所产生的。随着我们技术的改进，目前有些病害已经得到了有效的控制，而开裂导致路面损害的现象虽然部分已经得到了控制，但是至今我们仍未彻底解决路面开裂的问题。而反射裂缝作为路面裂缝最主要的形式，对于它的研究到目前为止仍然还很粗浅，本文以反射裂缝为研究对象，对其在交通荷载作用下的扩展进行研究。

3反射裂缝形成和扩展机理

一般而言，我们都采用的是水泥、石灰、粉煤灰等材料来对砾石材料进行处治。这些材料形成的路面结构层往往会因为温差和材料固结变形而在结构内部产生收缩裂缝，在车辆荷载以及温差应力的反复作用下，基层开裂处对应的面层底部所产生的应力集中并向面层扩展而形成的裂缝，我们称为反射裂缝。由于它是温差应力和车辆荷载所产生的，因此，我们可以将它分为温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝两种。半刚性基层在开裂以后，不论是在温差应力还是车辆荷载的作用下，裂纹都会向路面上层或者底部扩展。反射裂缝的扩展主要分为以下三个阶段：1）裂缝形成阶段，半刚性基层中的裂缝向上扩展，使沥青面层开裂。

2）稳定扩展阶段，在车辆荷载的碾压以及温度应力的作用下，产生应力集中现象，并向上扩展，从而贯穿整个沥青面层。3）破裂阶段，沥青面层经过一段时间的碾压，彻底破坏。

4采取的措施

虽然反射裂缝初期裂纹较为细小，不会对行车安全带来影响，但是随着雨水的侵蚀以及交通荷载和温度应力的作用下，就会进一步扩展，从而形成网状裂缝，或者裂缝变宽对行车安全带来隐患。因此，对反射裂缝的治理就显得很有必要，目前国外主要采用以下三种思路来解决半刚性基层反射裂缝：1）不再使用半刚性基层材料，而使用抗裂效果更好的材料。2)在设计时，增大沥青的厚度，防止基层反射裂缝。3）增加结构层的厚度。针对半刚性基层沥青路面我们可以采取的具体措施有：合理的增加沥青面层的厚度，一般为20cm；在设计时，对材料进行合理的组合；在面层和基层之间加铺一层级配碎石；加铺土工织物或格栅；我们在基层进行预切缝；在基层和面层之间加一层应力吸收层。

5结束语

虽然半刚性基层因其反射裂缝严重，排水性能差等缺点，在国外已经很少被采用，然而我们却不可忽视它强度高，造价低等优点，我们应该加强对半刚性材料的研究，从而克服它的缺点，合理利用它的优点，目前我们所采用的方法就是通过以上六种手段，相信在不久之后，半刚性基层的缺点将不会成为我们选择它的障碍，它将会更好的为我们所用。

参考文献

[1]崔玉珊，张肖宁.沥青混合料低温收缩性能的试验研究[J]，石油沥青，1989，

[2]陈建.沥青混合料低温缩裂的研究[J].西安公路学院学报，1991，11（2）

[3]张登良著.沥青与沥青混合料.人民交通出版社，1993

[3]林苗苗-高速公路沥青混凝土路面裂缝原因分析及处治措施

[4]公路沥青路面施工技术规范（JTGF-40-2004）

[5]彭凤芹-高等级公路沥青混凝土路面裂缝原因与防治措施

[6]沙庆林-高速公路沥青路面早期破坏现象及预防2001

作者简介

姓名：李阳,籍贯：新疆伊利,出生年月日：1995年2月24日,学历：本科再读,研究方向：道路桥梁。