水泥混凝土路面加铺沥青层反射裂缝防治措施

米帅龙 米嫚嫚

摘要：本文详细分析了反射裂缝产生的原因，并提出了相应的防范措施，希望能够提升路面的最终质量。

关键词：混凝土路面;加铺改造;反射裂缝;沥青面层

一、反射裂缝的产生和发展机理

（一）反射裂缝的产生阶段

1.行车荷载作用导致的荷载型反射裂缝

如果水泥混凝土路面出现接缝，一侧受到车辆长时间碾压的话，竖向的相对位移会产生在相邻两混凝土板间，较大的剪力将作用在沥青加铺层上，当车辆行驶过了接缝，剪力再一次被沥青加铺层承担。因此，行驶在沥青加铺层上的车辆，将分别承受2次剪力和1次弯拉力。在车轮的反复荷载下，在接缝两侧，将出现剪切型反射裂缝和弯拉型反射裂缝，降低了路面质量。

2.环境温度作用导致的温度型反射裂缝

由于外在环境的影响，气温会影响路面的性能，热胀冷缩现象将出现在沥青加铺层结构内部，形成温度应力。这种应力是断续的，新旧路面的共同应力都由沥青加铺层承受，增加了其承载力，由于拉应力过大，会使路面出现开裂现象，形成温度型反射裂缝。

（二）反射裂缝的扩展阶段

1.反射裂缝的纵向扩展

反射裂缝的纵向扩展，依照力学理论，主要分为张开模式、剪切模式和撕开模式三类。通常情况下，张开模式一般是温度应力作用于反射裂缝，剪切、张开模式的共同作用，一般出现行车荷载应力。裂缝正上方出现车轮荷载的时候，张开模式為主，对反射裂缝进行作用。如果在裂缝前后位置出现车辆荷载，一般为剪切模式。根据情况的不同，会出现不同形式的模式，需要针对性分析和把握。

2.反射裂缝的横向扩展

反射裂缝的横向发展，先存在与路面表面的某个位置，逐步向两侧扩展，在这个过程中，扩散范围逐步增大。温度型裂缝和荷载性裂缝在作用上具有相似性，不均匀的轨迹出现在车道上，出现较多的反射裂缝。同时，由于环境的影响，雨水、空气、土壤等会侵入到裂缝中，加上行车荷载的反复作用，加快了反射裂缝的扩展速度。

二、沥青加铺层反射裂缝的防治措施

（一）增加沥青加铺层厚度

为了减少反射裂缝数量，可以适当增加沥青加铺层的厚度，使层间的承载力得到提升，应力的扩散距离延长，能够使接缝位置的弯沉差缩小，由于弯沉量的减少，降低了反射裂缝出现的概率。通过力学原理可以知道，沥青加铺层厚度的增加，能够使接缝处的尖端应力明显减少，分担了原有的荷载，从而使加铺层的使用寿命得到延长。以往实践数据显示，沥青加铺层底面的弯沉差与沥青加铺层厚度具有正向的比例关系，即每增加Icm沥青加铺层厚度，可降低沥青加铺层底面5%左右的弯沉差。但是，存在一定的限度，当厚度增加到一定程度时，防治效果会相应减弱，当厚度在23cm以上时，加铺层的作用将不再明显，即防治效果大大削弱。

（二）设置应力、应变吸收夹层

将应力、应变夹层设置在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面中间，能够使接缝应力向上传递的强度得到降低，在裂缝尖端位置，应力逐步减少，能够进行加筋，使沥青加铺层的抗拉强度和抗剪力得到提升。一般情况下，常用的应变夹层为土工格栅、橡胶沥青应力吸收夹层和土工织物夹层等。由于土工织物具有较高的抗拉模量，耐久性和整体性较强，能够对接缝处集中的应力进行有效缓解，因此，在当前施工中，土工布和土工格栅应用的比较广泛。在沥青加铺层进行设置，能够提升加铺层的抗形变能力，避免由于疲劳出现开裂现象，起到良好的过滤和防渗作用。通过这样的方式，能够有效改善沥青加铺层质量，延长路面的使用寿命。

（三）条带铺设式防治反射裂缝

条带铺设式采用的非常广泛，具体操作为：将高弹性应力吸收带、高分子抗裂贴等布设在混凝土板接缝处，起到隔层效果，控制裂缝向横向与纵向扩展。高分子抗裂贴由沥青基、高强抗拉胎基和高强织物着而成，宽度一般为120mm，沿着裂缝或者接缝方向进行铺设，具有较强的抗老化、抗潮湿、抗脆裂以及抗拉能力。并且黏度和硬度较好，在与旧水泥混凝土板混合使用过程中，能够起到明显的粘合效果。高弹性应力吸收带是在接缝位置直接铺设加热的粘弹性材料，然后继续加铺土工布或玻纤布。铺设之后，接缝深处渗入了热塑性的粘结材料，在竖直方向拼接水泥混凝土面板，能够有效缓解旧混凝土路面上加铺沥青面层的反射裂缝。现条带式铺设技术日趋成熟，机械设备的应用程度越来越高，能够有效弥补人工施工的难点，具有造价低、步骤简单、操作快捷、效果显著等特点，并且对施工周围区域的影响小，实用性较强。

（四）改性沥青的应用

选择高质量的沥青材料，也是防止反射裂缝出现的重要手段，对沥青材料的稳定性和抗裂性提出了较高要求，保证在高温和低温环境下都能保持良好性能。出于经济因素，往往选择SBS改性沥青材料，具有较强的抗滑性、抗疲劳性和抗水损害性，并且维护成本较低，不仅能够有效承担来自路面车辆的荷载，也比较经济实用。这种材料能够防止地下水的下渗，保持基层结构的稳固，降低了加铺层材料被浸湿的概率，维持路面结构内部的性能处于最佳状态，避免出现松散和脱落现象。

（五）使用玻璃纤维格栅

这种材料延展性高、硬度强、耐高温、耐腐蚀，可以与沥青材料相互结合降低加铺层内的温度应力，在物化作用下，抵抗高温环境下的裂缝现象。使用该材料，能够有效传递车辆荷载，转变应力的方向，在沥青罩面层中使用刚性较强的硬夹层，能够对应力进行有效抑制，使路面结构的抗剪性和抗拉性得到增强。在格栅之间贯穿的混凝土集料，能够阻挡外力，使集料处于稳定状态，约束沥青罩面层，避免出现推移现象，减少车辙的数量，形成更稳定的内部结构体系。如果结构中已经出现了裂缝，使用玻纤格栅，裂纹将逐渐消失，数量不会继续增加。在实际施工的过程中，可以将改性沥青油毡使用在纵横缝的粘贴位置处，然后再铺设一层土工格栅，均匀分布路面的应力，降低反射裂缝的发生率。在应用了玻纤格栅之后，有力的骨架结构会在沥青路面内逐步形成，路面的综合性能得到有效提升，延长路面的使用寿命。

三、结语

在水泥混凝土路面中，沥青路面加铺施工应用的非常广泛，能够有效提升路面性能，强化路面的质量。反射裂缝是常常出现的病害，不仅影响了路面的平整度，还会降低其使用寿命，不符合公路施工的可持续化原则。因此，需要详细分析裂缝的类型和产生原因，结合实际情况，通过多样化的技术，减少裂缝的数量，提升路面基层性能，从而完善公路的整体质量，满足车辆的通行需求。

参考文献：

[1]宋春野.高速公路水泥混凝土路面加铺层设计与应用研究[J].科技创新与生产力.2017（12）：23-24.