沥青路面反射裂缝处治机理及工艺研究

郭虹 乔清华

摘 要：沥青路面的反射裂缝问题会对沥青路面的使用性能和使用寿命产生直接的影响。无论是半刚性基层沥青路面还是柔性基层沥青路面都会产生裂缝问题，裂缝问题的形成原因也是多种多样的。针对这些问题，采用科学合理的措施来对裂缝问题进行有效的治理是刻不容缓的。为此，本文在充分了解反射裂缝作用机理的基础上，结合某具体工程案例，对沥青路面反射裂缝施工工艺及质量检测进行了分析与探究。

关键词：沥青路面；反射裂缝；防治机理

在社会经济高速发展的今天，我国公路建设规模越来越大，但在其快速发展的今天，病害问题也逐步显现出来。为满足交通量日益增长的需求，必须做好路面病害处治工作。反射裂缝作为沥青路面常见病害，如何防治显得尤为重要。为此，必须在掌握反射裂缝作用机理的前提下，采取行之有效的防治措施，有效避免反射裂缝产生，提高工程质量。

1 反射裂缝作用机理

反射裂缝是指在面层裂缝出现前期路面基层产生裂缝，且把基层裂缝向面层反射。在温湿循环应力与荷载重复应力的相互影响下，基层裂缝与初始缺陷在面层底部出现集中应力现象，这种现象的产生，致使开裂问题出现于面层底部，并逐步扩展到面层底部，随之向上拓展，最后导致整个面层都存有裂缝，形成反射裂缝。按照裂缝产生的原因不同，反射裂缝可进行2类划分：

其一，荷载型反射裂缝，是指在车轮荷载作用下，半刚性基层底部有拉应力出现，且该应力在半刚性材料抗拉强度以上，进而开裂问题出现于其底部，同时在行车荷载的重复应力下，底部裂缝逐渐向其上方进行扩展，致使裂缝问题产生于沥青面层。半刚性材料的抗拉强度、荷载重复应力的多少、持续时间等都是形成裂缝的主要因素。也就是说半刚性基层厚度增多，将快速降低其底面拉应力；当面层增加厚度等同于基层厚度，与基层拉应力降低速度相比，面层速度更快。

其二，非荷载型裂缝，其反射裂缝引发的原因在于半刚性材料温度收缩、干燥收缩或路基沉降不均匀等。此时往往由基层顶面引发温缩、干缩裂缝。干缩裂缝较细，伴随水分其逐步降低，裂缝宽度则会增加1到3mm以上。横向为干缩裂缝的主要方向，其级配集料具有连续性、均匀性，碾压施工中减少最佳含水量，加大压实密度时，其结构层裂缝出现量不多。

2 工程概况

某公路工程总长89km，属于二级公路， 12m为路基宽度，9m为路面宽度。水泥稳定砂砾为基层材料。通过实地调查结果显示，本路段沥青路面主要病害为收缩裂缝。为有效防治反射裂缝，需进行应力吸收层铺设，要求调整原沥青混凝土路面结构设计，可不改变路基与基层材料、结构。为保证施工质量，可选取K88+700～K89+000段作为试验段起止桩号，300m为试验路段长度。粘土为路基填土，1.1m为平均填土。2700㎡为试验段HDPE-橡胶粉改性沥青混合料应力吸收层整体铺筑面积。

3 沥青路面反射裂缝防治施工工艺

1）表面清理。在应力吸收层铺设前，需先将基层表面浮尘、泥土及碎屑清理干净，随后选取沥青混合料进行基层坑洼部位找平，要求在3mm以内控制其平整度偏差，并进行透层油喷洒。一般以液体石油沥青作为透层油，每平方米用量为0.9L。禁止在阴雨大风天气进行喷洒透层油施工。施工时，需在15℃以上喷洒施工，且在130℃～140℃之间合理控制沥青温度。同时，在12小时以上控制透层油透入基层的时间，保证能够充分挥发稀释剂的作用。

2）拌和施工。同时选取间歇式拌和设备进行应力吸收层拌制施工，并做好生产配合比调整工作。同时，对冷料仓进料速度加以合理控制，按照配合比对热料仓筛孔进行适当调整，与试验室相比，热料仓细集料筛孔应大出20%左右，同时应准确计量细集料、矿粉及HDPE-橡胶粉改性沥青，15s为干拌时间。同时，应保证改性沥青混合料搅拌均匀，无花白、离析等现象。

3）运输施工。根据施工现场实际情况，运输施工可选取15t自卸汽车，且保证车厢干净，同时还应将一些油水混合物涂抹到自卸车内，材料卸完之后，需及时清理干净车厢，不得存留杂物。装料之后，可覆盖篷布，以此起到保温、防雨等功能。运输到施工场地之后，可在175℃以上控制应力吸收层混合料的温度，如混合料温度在175℃以下或出现离析问题，则不得用于施工。

4）摊铺施工。摊铺可选用履带式摊铺机，施工前，应先预热烫平板，温度应超过110℃，且进行隔离剂喷洒。一般可在1.15～1.25之间控制摊铺松铺系数，并在充分考虑应力吸收层厚度的基础上，进行摊铺层高程的准确确定，并进行边桩挂钢丝设置，同时可通过横坡控制器进行横坡控制，且在-0.1%～+0.1%之间控制横坡度误差。根据施工要求，可在每分钟1.5～2.5m之间控制摊铺速度，避免波浪、断裂等问题出现。为保证摊铺施工的连续性，应保证3辆以上运料车在摊铺机前等候，除此之外，还应做好随时监测工作，如摊铺厚度不均匀，需及时进行处理。

5）碾压施工。初压时，以轻型压路机（3t）为主，且在2～2.5km/h之间合理控制碾压速度，待碾压3遍左右，即可选取双钢轮振动压路机（12t）进行复压施工，相比初压，复压遍数可控制在5遍左右，且碾压速度也应有所提升，一般以4km/h为准，待碾压轮迹基本消除后，为达到良好施工效果，可选取重型胶轮压路机（30t）进行终压施工，待其表面平整度满足设计要求即可停止施工，此时需对其温度进行检测，应保证在110℃以上。

6）接缝处理。尽可能选取热接缝处理应力吸收层接缝，若为冷接缝，则可通过加热器进行预加热，待其温度满足120℃要求之后，在进行摊铺、碾压施工，应保证接缝紧密。

4 沥青路面反射裂缝质量检测分析

针对施工路段进行了两次路况调查，主要调查路况病害、典型断面强度等内容，并依据病害发生现状进行分析。目前，以横缝为路面主要病害类型，间距50到60m。其主要原因为冬季气温较低，仅局部路段，纵缝长度就达到了50m，其他路段无裂缝，则表明总体路线新旧路基结合部具有较为稳定的路基情况，且防反射裂缝技术效果良好。按照土质分布等因素，选取6个横断面，通过3m直尺法进行平整度高差测试。整体来讲，路面产生的高差相对较小，局部高差为0，最大为2mm，大多数集中于1～1.4mm之间。仅在与原路一侧相近部位出现了小的高差，由此可间接地表明产生了小沉降。

以上6个横断面以间隔50cm为准，选择测试点，共16个。并测量各点竖向相对强度，以此对路面结构在新旧路基结合部是否会出现差异进行判断，并准确测定其横断面的平整度。根据第二次强度测量结果显示，各个横断面点位具有较大强度变化，在整个断面内K88+800位置具有较为稳定的强度。总体来讲，相比原路一侧路面强度，新路一侧较高，则表明新路路面结构具有良好强度。

5 结束语

综上所述，作为沥青路面的主要病害，反射裂缝产生早期对沥青路面的影响较小，但在裂缝持续扩展的过程中，将大大降低沥青路面的使用性能，且会呈现出恶性循环。这与沥青混合料的自身特性、自然环境及交通量等因素息息相关。一般裂缝的产生都具有规则性，且呈网状分布。随着行车荷载的不断加重，将引发更为严重的病害，如坑槽、翻浆等，进一步破坏沥青路面，导致沥青路面使用寿命严重缩减。为此必须重视沥青路面反射裂缝处治问题，必须保证采取的措施科学有效，才能保证行车舒适性及安全性。

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