基于半刚性基层的沥青路面反射裂缝分析与防治

基于半刚性基层的沥青路面反射裂缝分析与防治

缪澎彤

定南县交通运输局江西赣州341900

摘要：在道路建设的过程中，想要保证工程的质量，那么科学合理的施工管理必不可少，半刚性基层沥青路面反射裂缝所形成的原因，多是由于环境还有温差以及积水还有组成半刚性基层的材料不大符合规范要求所导致，所以施工过程中，对于这些问题一定要谨慎对待，并且有针对性的给予相对应的措施，最终解决半刚性基层沥青路面反射裂缝的出现。

关键词：半刚性基层路面；裂缝；分析;防治

引言：

防治半刚性基层沥青路面裂缝的各种措施在一定条件下对减少反射裂缝起到了一定的作用胆这些措施都存在着不同的问题未能使反射裂缝问题得到彻底解决。为了减少半刚性基层沥青路面反射裂缝成可尝试从施工控制等角度提出减少基层裂缝的措施进而从源头上减少路面反射裂缝的产生。

1反射裂缝的成因

1.1干缩产生的开裂

半刚性基层内部含有水泥、石灰、粉煤灰等材料，强度形成过程中会产生大量的物理化学作用，这个过程中要消耗大量的水分。当基层的含水率过低或养护不及时，基层材料会因水分减少出现体积收缩而开裂。

1.2冻胀产生的裂缝

组成半刚性路面基层的固相空间骨架材料，以及存在于缝隙之中的固相水与固相气体组成了半刚性基层的无机结合稳定料，这三项在降温的过程中所产生的作用直接影响着半刚性路面基层的胀缩性，因此，半刚性路面基层低温收缩开裂是它的一个显著特性。

1.3温缩产生的裂缝

在季节性冰冻地区，由于气温骤降，路面材料体积收缩，加之车辆荷载的综合作用使路面结构层内的拉应力大小超过路面结构层的抗拉强度，引起开裂。

1.4疲劳破坏产生的裂缝

半刚性基层公路在运营过程中，抗压强度必然会比抗拉强度大，在车辆荷载、温度等应力的反复作用下，其结构层受压导致的弯沉疲劳程度加大，特别在基层的底部产生裂缝之后，裂缝将会由底发展延伸至基层表面，这种裂缝在最开始的时候，多为细小的横向裂缝，并且出现裂缝之后，会逐渐的扩张成为网状裂缝，其范围越来越大，导致道路表层被彻底破坏。这说明结构层达到临界疲劳状态时所能承受的荷载重复作用次数作为疲劳寿命指标，而指标的大小，则受到重复应力的大小所决定，同时还与其结构层的环境因素有一定的关系。

2反射裂缝的防治措施

2.1进行合理的路面结构设计

根据当地筑路材料特性、气候特点和预测交通量等情况，提出适合地区特征的典型路面结构模式，计算确定最佳沥青面层厚度。路面结构设计时，切记要增加面层与基层之间用乳化沥青进行稀浆封层的重要性。

2.2基层预切缝

半刚性基层材料温度敏感性强，在温度变化较大时体积收缩大，易产生开裂。按照一定的间距，进行预切缝，可有效减轻温缩裂缝。切缝后必须进行填缝，并铺设土工布，尽可能防止或降低切缝处反射裂缝的危害。根据施工实践，当面层厚度小于１５ｃｍ时，基层强度大于１２ＭＰａ，应每隔８～１２ｍ切一假缝，缝宽１０～１２ｍｍ，深６～８ｃｍ，缝内采用沥青玛蹄脂填缝，并铺设相应宽度的土工布。然而，预切缝间距过大或过小，都会使沥青面层产生一些问题，因此，设计与施工的重点在于准确确定预切缝的间距。

2.3选择合理的基层材料

在半刚性基层材料的选择过程中，最主要的一点是要对无机结合料稳定料的特性有一定的了解，利用相关的实验确定出结合料的最优化级配，并且还要确保无机结合料稳定料的温缩性所组成的含量比例，除此之外对于其结构的强度的影响也必须有所了解。选择确保质量的标号水泥以及洁净中性水，精心选择合理的基层材料。根据半刚性基层对于环境条件的要求，在特殊情况下也可以使用早强剂，保证在提高弯拉强度的同时弯拉模量不会发生太大的变化；最大程度的减少温室效应并且有效的提高抗裂性和耐用性等，最终减少其自身裂缝病害的出现。

2.4结合当地环境选择面层材料

从沥青低温抗裂性的要求出发，达到沥青面层低温应具有较低的劲度和较大的抗变形能力，防止由于基层裂缝而引起面层的反射裂缝，且在行车荷载和其他因素的反复作用下不致产生疲劳开裂，有时在沥青中添加高分子聚合物，或在沥青路面结构层下铺设土工布或塑料隔栅，对提高沥青路面的低温抗裂性能都具有较为明显的效果。

2.5增加沥青面层厚度

国外倾向于增加沥青面层的厚度,采用全厚式沥青路面。增加沥青面层的厚度一是可以减少面层以下各结构层的温度变化;二是可以增加面层结构的弯曲刚度,降低接缝处的弯沉差碱少面层底裂缝处的剪切应力;三是可以延长基层裂缝反射至面层的时间,能在一定程度上减缓反射裂缝的扩展。但是有实践证明沥青面层厚度小于2Ocm时对于消除反射裂缝病害的效果很有限,且仅为防裂而增加面层厚度并不经济。

2.6改善半刚性基层材料的干缩性质

若能够在一定程度上减少半刚基层自身裂缝，或使其不产生裂缝，则能够较好地避免产生半刚性基层的大量开裂。因此，改善半刚性基层材料的收缩性能不失为减少反射裂缝的一种选择。(1)严格控制级配，合理调整结合料的用量和比例，尽量使用骨架密实、粗骨料含量多的结构矿料级配。(2)当半刚性基层材料中的细料含量较高，细料比表面较大，这时材料内部孔隙越多，那么在水的作用下，半刚性基层材料收缩也就越大。因此，应该尽可能地控制半刚性基层材料的细料含量和细土的塑性指数。采用0．075mm筛孔，确保细料含量控制在5%～6%内;细土的塑性指数不宜超过4，且尽可能地小。(3)由于收缩会随着水泥剂量的增加而增加，所以在满足规范要求的前提下，尽可能地用最小水泥剂量，也可以适当地在水泥稳定料中使用减水剂。

2.7设置应力吸收层于面层和基层之间

中间层的种类有很多，SAMI(应力吸收薄膜中间层)作为其中的一种，可有效减缓反射裂缝的产生和扩展，研究表明，SAMI可以降低传到面层处的应力，效果可达到降低14%的应力，降低裂缝尖端应力奇异性，降低应力强度因子。

在选择和设计SAMI的时候，应该注意下面几点:(1)SAMI与基层、面层之间必须均匀、永久地粘结，避免出现过早分层的危害;(2)SAMI的韧度:SAMI能够有效地防止反射裂缝，必须建立在韧度值不能过低的前提上;(3)SAMI的劲度:半刚性基层的劲度与两个因素有关，一个是模量，另一个是厚度，SMAI的劲度不能很低，很低的话，罩面层很容易开裂，相反，SMAI的劲度值很高的话，SAMI不能按预想的那样起到防止裂缝的作用。

2.8将水泥稳定碎石基层预先切缝

基层预切缝方法是在铺筑沥青面层前将半刚性基层按一定间距设置预锯缝且设法让这种裂缝仅保留在基层而不反射到面层。它的防裂原理主要是通过锯缝改善基层约束条件,从而在一定程度上释放温度应力来达到防裂目的。同时在锯缝防裂基础上铺设一定宽度土工织物,既起到了防渗作用汉在一定程度上缓解了裂缝处沥青面层应力集中从而延缓或消除了面层反射裂缝的产生。

结束语：

基层是沥青路面的主要承重层，承受路面结构自重和来自路面的外界荷载。对于车辆荷载较重路段，主要以荷载型裂缝为主；在季节性冰冻地区，主要以温度型裂缝为主。设计与施工中应结合半刚性基层的结构特点，深入分析反射裂缝产生的原因和影响因素，有针对性的制定防治措施。

参考文献：

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[2]张韬颖.水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及预防措施[J].甘肃科技.2016(06)

[3]李峻西.解析半刚性基层沥青路面综合抗裂技术[J].四川建材.2015(06)