反射裂縫問題

近年來，各地經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，公路上交通量和汽車載重量劇增，對路面結(jié)構(gòu)的損壞日漸加重，越來越多的舊水泥混凝土路面面臨修復(fù)工作。與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復(fù)比較困難，而加鋪瀝青混凝土罩面層不僅簡單方便，而且能有效地改善舊水泥混凝土路面的使用性能，延長其使用壽命。但由于舊水泥混凝土路面上存在接縫和裂縫等損壞現(xiàn)象，瀝青罩面后的復(fù)合結(jié)構(gòu)往往在使用的短時期內(nèi)，罩面層在對應(yīng)于舊水泥混凝土板接、裂縫的位置上出現(xiàn)裂縫，即反射裂縫。反射裂縫本身對罩面層使用性能的影響不大，但環(huán)境因素（雨水、氧化等）的負(fù)效應(yīng)，常常使得裂縫迅速向四周擴(kuò)展，縮短罩面層壽命。反射裂縫是舊水泥混凝土加罩面瀝青層所面臨的一大難題。國外早在30年代就開始嘗試應(yīng)用瀝青罩面層改善舊混凝土路面的使用性能，并對反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理和發(fā)展過程進(jìn)行調(diào)查研究。因反射裂縫問題本身十分復(fù)雜，影響因素眾多，因此關(guān)于反射裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的機(jī)理至今仍沒有明確一致的結(jié)論。然而，對反射裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的機(jī)理認(rèn)識的程度直接關(guān)系到防治反射裂縫措施的選擇，并最終影響到罩面層的使用壽命

[2] 影響因素

除了溫度、行車荷載等外界因素外，路面結(jié)構(gòu)本身特性對反射裂縫的產(chǎn)生也有一定的影響，它包括：①舊路面與罩面層之間的層間粘結(jié)性能；②舊路面狀況性能參數(shù)（如舊路面板厚度、長度、接裂縫寬度、損壞狀況、接裂縫的傳荷能力等）；③罩面層結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料性能。同濟(jì)大學(xué)的于寶明對影響反射裂縫產(chǎn)生的各因素進(jìn)行了三維有限元分析，結(jié)果顯示，影響溫度型反射裂縫的主要因素是舊路面與罩面層間的粘結(jié)狀況、罩面層厚度、舊路面板的長度、縫寬以及水泥混凝土的線收縮系數(shù)。瀝青混凝土與水泥混凝土的模量對罩面層中溫度型反射裂縫的形成也有一定的影響，舊路面板的厚度、基層模量及其線收縮系數(shù)等其他因素的影響是完全可以忽略的。

對于彎拉型反射裂縫，在正中荷載作用下，對罩面層中的應(yīng)力分析結(jié)果表明：正中荷載應(yīng)力隨層間界面模量的減小而增大，隨罩面層厚度的增加而減小，其他因素的影響是較小的。

影響剪切型反射裂縫最zhu yao的因素有：舊路面與罩面層間的粘結(jié)性能、罩面層的勁度模量、罩面層的厚度、舊路面板接裂縫的寬度、舊路面板的厚度以及基層模量。舊路面板的剛度對剪切型反射裂縫的產(chǎn)生也有一定的影響，舊路面板的長度等因素的影響是完全可以忽略的

5、瀝青路面的松散

松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在整個路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn)，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。其產(chǎn)生的主要原因有：（1）局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞；（2）碎石中含有風(fēng)化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；（3）隨著使用時間的增多，瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細(xì)集料散失；（4）機(jī)械損害或油污染。

6、瀝青路面的水損害

瀝青路面在存在水分的條件下，經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時由于水動力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計(jì)、施工、土基和基層、超載車輛等原因。脫皮（松散類）瀝青路面脫皮是指路面面層層狀脫落，面積0.1 ㎡以上。導(dǎo)致瀝青路面脫皮主要是因?yàn)樗畵p害。

7、瀝青路面的凍脹和翻漿

瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時期，因?yàn)樗那秩牒吐坊恋乃€(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分懂姐后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。

8、瀝青路面的沉陷

沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點(diǎn)是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：（1）土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；（2）路面強(qiáng)度不能適應(yīng)日益增長的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：（3）路基或基層強(qiáng)度不足或填挖路基強(qiáng)度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷；（4）橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。

防治措施

針對以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和交通管理等5個方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

通過路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問題。對于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個方面來進(jìn)行考慮。

（1）材料方面

合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青，精選礦料，準(zhǔn)確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優(yōu)良，均可有效減少裂縫。

（2）設(shè)計(jì)方面

在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時，在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，優(yōu)先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。瀝青面層采用密實(shí)型瀝青混凝土。采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。精心設(shè)計(jì)，對地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ)：選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層：選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層；在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。

（3）施工方面

精心施工，選擇先進(jìn)施工工藝和機(jī)械設(shè)備，制定完善的施工方案，確保壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟基處理，提高軟基處理的施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過壓實(shí)需要的罪加含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)；半剛性基層碾壓完成后。要及時養(yǎng)生，防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層，保護(hù)混合料的含水量不受損失；養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑透層油，并盡快鋪筑瀝青面層。

（4）養(yǎng)護(hù)方面

嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)管理，加強(qiáng)路面保潔，確保排水性能良好。及時對裂縫的進(jìn)行科學(xué)的處理，避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展。

（5）加強(qiáng)交通管理

加強(qiáng)交通管理，限制大型超載車通行；在夏季連續(xù)高溫時段，運(yùn)營管理單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時段通過：禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴(yán)厲地限制使用。

維護(hù)保養(yǎng)：

改良缺陷

1、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素可歸納為內(nèi)在因素和外部條件。內(nèi)在因素主要反映在材料本身的質(zhì)量上，如瀝青的用量，瀝青的黏度，礦料的級配，礦料的尺寸、形態(tài)以及瀝青混合料攤鋪面積等；而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件，當(dāng)外部條件與材料本身的內(nèi)在因素結(jié)合在一起時就會對瀝青路面產(chǎn)生綜合影響。

       瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的改善措施 由于瀝青路面高溫穩(wěn)定性不足出現(xiàn)的車轍不僅影響行車的舒適性和快速性，而且影響行車的安全性。改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性應(yīng)針對下面這些因素采取相應(yīng)的措施。

材料方面：

①集料：集料收選高質(zhì)量的集料，特別是表面兩層瀝青混合料，應(yīng)采用堅(jiān)硬、表面粗糙、破催、顆粒接近立方體的集料。

②瀝青結(jié)合料：有關(guān)研究認(rèn)為，就瀝青對瀝青混合料高溫性能的影響來說，瀝青含量的影響可能比瀝青本身特性的影響更重要，對于細(xì)粒式或中粒式密級配瀝青混合料，適當(dāng)減少瀝青用量有利于抗車轍，在考慮抗車轍因素時應(yīng)綜合考慮級配、集料對瀝青的吸收性、集料與瀝青間的粘聚力、混合料的空隙率等。

設(shè)計(jì)方面：

①級配：集料級配對瀝青混合料的高溫行能也是一個非常重要的影響因素，較粗的級配有較好的抗車轍能力，但不容易控制，而且級配過粗反而影響其高溫穩(wěn)定性，相比之下，密級配的瀝青混合料抗車轍性能較開級配混合料更加穩(wěn)定一些。

②混合料：在進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時，可有意識地按較多的重載車輛、較大的軸載、較高的輪胎氣壓進(jìn)行瀝青混合料的設(shè)計(jì)于試驗(yàn)室驗(yàn)證。

③施工：瀝青路面施工應(yīng)針對不同的混合料采用不同的施工方法，除了把握好材料質(zhì)量關(guān)以外，罪中藥的還有兩點(diǎn)：一是施工溫度，包括拌和、攤鋪溫度等；二是壓實(shí)，碾壓次數(shù)不能過多或過少，適當(dāng)?shù)哪雺耗塬@得最滿意的效果。

2、瀝青混合料的低溫抗裂性

低溫抗裂性是指瀝青混合料不出現(xiàn)低溫脆化、低溫縮裂、溫度疲勞等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出現(xiàn)低溫裂縫的性能。影響瀝青混合料低溫抗裂性的因素 影響瀝青混合料低溫抗裂性的主要因素有：材料特性如瀝青的感溫性、干時性、老化性能等，路面結(jié)構(gòu)幾何尺寸如面層的厚度等，氣溫等環(huán)境因素如溫差等。

瀝青混合料低溫抗裂性的改善措施 混凝土的低溫變形能力在很大程度上取決于瀝青材料的低溫性質(zhì)、瀝青與礦料的粘結(jié)強(qiáng)度、級配類型以及瀝青混合料的均勻性。應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個方面來進(jìn)行考慮。

設(shè)計(jì)方面 ：

1、在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。

2、選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施。

3、為進(jìn)一步提高表面層抗溫度裂縫性能，可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層。

4、設(shè)置應(yīng)力消減的中間層。

施工方面：

1、嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，其不能超過壓實(shí)需要的最假含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。

2、半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層。

3、透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

路面再生

瀝青路面的再生工藝主要有：①在老化的瀝青路面上噴灑軟化劑，使老化發(fā)脆的瀝青重新變軟，多用于貫入式和表面處治路面的再生；②將老化了的舊瀝青層挖出，重新軋碎，必要時加入“再生劑”使瀝青質(zhì)量改進(jìn)，并加入部分新的集料和瀝青，重新加工回用；該法可以就地粉碎拌和，也可以集中到工廠拌和，以廠拌熱法加工者質(zhì)量較好。舊瀝青路面材料的再生和回用可節(jié)約瀝青、集料和能耗，減少環(huán)境污染，已引起各國筑路部門的注意和推廣使用。