半刚性基层沥青路面反射裂缝研究进展
关于半刚性基层反射裂缝的成因及预防措施的研究
梁 与 旧梁 连 接 在 一 起 共 同 受 力 由于 应 运 中 的 车 辆 荷 载在 新 增
主梁 后 的桥 梁 结 构 中重 新 分 布 ． 原 粱 中所 受 荷 载得 以 减 少 ． 使 加 固后 的桥 梁 承 载能 力 和 刚 度 得 以提 高 当 增 设 的 纵 梁 位 于 主 梁
截 面 加 固 法 、 部 粘 贴 加 固法 、 部 预 应 力 加 固 法 、 变 结 构 体 杆 、 筋 网 等配 合 起 来 使 用 ， 外 外 改 钢 促进 了锚 喷技 术 的完 善 。实 践 证 明 ， 系 加 固法 、 设 纵 梁 加 固法 。 增 锚 喷技 术 完 全 可 以应 用 于 桥 梁 上 部结 构 的加 固增 强 加 大 截 面 加 固法 采 用增 大 构 件 的截 面 面 积 ．根 据 荷 载 大 小 和 净 空 条 件 不 同 ．可 分 为 以 加 大 截 面 面积 为 主 和 加 配 钢 筋 为 主
的一 侧 或 两 侧 时 ． 有 拓 宽 的 作 用 此 法 适 用 于梁 体 结 构 基 础 完 兼 好 ． 承 载 能力 不 能 满 足 要 求 的 场 合 而
３３ 梁 结 构 加 固新 技 术— — 锚 喷 支 护 －桥
随着 施 喷机 具 的 发 展 以及 速 凝 剂 的 采 用 ．人 们 把 喷 射 与 锚
摘要： 反射裂缝已 成为半 性基层沥青混凝土 刚 路面 和在旧 水泥 凝土 混 路面 铺沥 上加 青混 凝土面 层的 要质量通病 主 。本文 通过．
对 沥青路面早期损 坏中反射裂缝现象的研究’ 深入分析了裂． 发生和扩展的力 学机理， 缝 在此基础上提出辛 应防治反射裂 睡 缝的ｉ
高等级公路半刚性基层沥青路面裂缝生成机理研究
高等级公路半刚性基层沥青路面裂缝生成机理研究摘要：随着半刚性基层沥青路面的大量应用，在实际使用过程中出现了不少问题，尤其是裂缝问题日益突出，并成为该结构的主要缺陷。
国内已建成高速公路使用调查表明，通车后一年最迟两年均出现了大量裂缝，裂缝率最高达600m/1000m2。
就目前的研究现状来看，引起路面开裂的原因有很多，有面层材料方面的、基层材料方面的、设计方面的、施工方面的以及环境方面的，对路面裂缝所采取的防治措施也是分别针对上述几方面的。
关键词：半刚性；沥青路面；疲劳裂缝；强度；刚度；稳定性；温度应力；碳化；干燥收缩；使用寿命1引言由于半刚性基层具有强度高、水稳性和冰冻稳定性好、刚性较大等优点，此外，半刚性基层材料板体性好，利于机械化施工且工程造价低，能适应重交通发展的需要，因而，我国高等级公路建设中越来越多地采用了半刚性材料基层和底基层。
目前我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用了半刚性材料，并且在我国今后高等级公路建设中，半刚性基层材料仍将成为路面基层的主要材料。
2半刚性基层沥青路面裂缝的主要类型沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，影响裂缝轻重的主要因素有:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和车辆类型以及施工因素等。
按路面开裂的形式路面裂缝可分为:横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝;但就沥青路面开裂的主要原因而论，主要分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
非荷载型裂缝又可分为沥青面层自身的温缩裂缝和由基层温缩、干缩、疲劳引起的面层开裂。
沥青面层自身的温缩裂缝包括低温收缩裂缝和由于温度反复升降导致的温度应力疲劳裂缝。
由基层温缩、干缩和疲劳引起的面层开裂形式主要是反射裂缝和对应裂缝。
在上述诸多类型的裂缝中，非荷载型裂缝是最主要的，尤其是由半刚性基层材料温缩和干缩引起的裂缝问题最为严重。
3半刚性基层沥青路面裂缝形成机理3．1荷载型裂缝荷载型裂缝主要是由于行车荷载作用而产生的，在车轮荷载作用下，路面回弹弯沉值逐渐增大，半刚性基层的底部产生弯拉应力，当此弯拉应力大于半刚性基层材料的抗弯拉强度时，半刚性基层底部就很快发生开裂，半刚性基层整体结构被打破。
防止半刚性基层沥青路面开裂现象的技术
沥青混合料抵抗低温收缩变形的能力成为低温抗裂性，低温裂缝往往是沥青路面各种病害的开始，裂缝的发展将直接影响到路面的使用功能，裂缝的产生不仅破坏了路面的连续性、整体性和美观，而且从会从裂缝中不断渗入水分导致基层甚至路基软化，导致路面承载力下降直至路面早期破坏，尤其在北方（II4）低温地区，沥青混合料路面的裂缝现象比较典型，是值得研究和重视的问题。
沥青混凝土路面层施工过程中经常出现横向、纵向、网裂、反射等不同性质的裂缝；同时伴有车辙和抗滑表层摩擦系数不足等影响行车功能的质量问题，即有施工质量的控制因素问题也有设计理论深度不足的技术问题。
通过工程实践和养护工作的技术总结；得出了设计、施工及养护工作存在的问题和规律，对提高施工质量具有必要的技术意义。
半刚性基层沥青路面的开裂现象与机理分析半刚性基层沥青路面裂缝大致可分为三种：疲劳裂缝、温度裂缝和反射裂缝。
疲劳裂缝主要是由于行车荷载引起的。
在重复荷载作用下，结构层底部产生拉应力，当拉应力大于材料的疲劳抗拉强度时，结构层就会开裂并逐渐扩展。
疲劳开裂的早期现象是路面在纵横向出现间断的裂缝，之后，路面出现龟裂并伴有更多的变形。
这种现象目前主要存在于中低级道路中。
疲劳开裂一般由多种原因引起，如重复的疲劳荷载作用，路面结构设计不合理或厚度不足，排水不畅、施工质量不好等都可能导致出现疲劳开裂。
如果路面在开放交通后短短几年内出现开裂，则可能是路面经受重复荷载的疲劳状态或是运输超载的原因所致。
温度裂缝是由于温度变化引起的。
当外界温度下降；特别是急剧降温的情况下，造成路面材料体积收缩，收缩产生的拉应力超过路面材料的抗拉强度时，沥青路面就开裂。
在一般情况下，由于沥青混合料有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不致于产生过高的温度应力，但当气温骤降时，由于沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长，超过其极限拉伸应变，便产生开裂。
温度收缩开裂主要是横向裂缝。
一般认为低温开裂与路面材料有关，硬的材料比柔的材料更容易出现低温开裂，沥青在环境因素的作用下出现氧化就更容易出现低温开裂。
半刚性基层沥青路面反射性裂缝的成因及控制方法
半刚性基层沥青路面反射性裂缝的成因及控制方法采取一些預防措施和设计理念可以最大限度的减少半刚性基层沥青路面的收缩开裂。
本文针对半刚性基层沥青路面结构特点，对采取合理的施工和养生方案、预裂和在半刚性基层和面层间设置应力吸收层等三种控制半刚性基层产生反射性裂缝的方法进行探讨。
标签：半刚性基层；沥青路面；预裂引言：引发沥青路面出现裂缝的原因有很多，裂缝类型也各不相同。
疲劳开裂或由基层损坏引起的裂缝属于路面结构性破坏。
而水泥稳定碎石基层产生的反射性裂缝虽然并不影响路面的路用性能，但如果裂缝宽度较大（>6mm），最终会对路面使用性能造成影响。
材料特性、施工工艺、交通荷载和层间接触状态都是相关影响因素。
相比于无结合料基层而言，水泥稳定类基层具有强度高，整体性和水稳性好等特点，其荷载分布的范围更大，从而可为沥青路面提供良好的支撑。
水泥稳定土、水泥稳定碎石基层和全深式再生技术的应用可以减少基层和路基间层分离引起的路面开裂。
由于水泥稳定基层可以减小沥青路面的弯沉和层底拉应变，因而能够有效降低路面结构中出现的疲劳开裂开裂的程度。
水泥稳定基层还可以将水分阻隔在基层之外，提高了路面结构的抗冻性能，进而可以减少基层破坏和由此引发的路面开裂及坑槽等损坏类型。
此外水泥稳定基层可以将荷载分布在更大的范围内，因此可以跨越不良路基，减少路基破坏。
但半刚性基层也有其自身的缺点，半刚性材料容易在温度变化及水分散失时产生很大的收缩变形，进而会形成基层的收缩裂缝，并通过基层反射到沥青面层上。
反射性裂缝产生三个必备条件：基层中的宽裂缝造成沥青面层出现应力集中；应力集中无法缓解；沥青脆性大，应力集中导致表面开裂。
1.影响路面产生裂缝的主要因素路面产生裂缝的主要原因有材料特性、施工步骤、交通荷载和层间接触状态。
在材料特性方面，裂缝的产生主要由于水泥稳定基层的干缩现象。
一般来说半刚性基层的干缩程度受集料类型、压实度、养生、水泥含量和温湿度等因素的影响。
半刚性基层沥青路面反射裂缝足尺试验研究
半刚性基层沥青路面反射裂缝足尺试验研究总第81期内蒙古公路与运输Highways&TransportationinInnerMongolia5文章编号:1005—0574一(2003)04—0005—03半刚性基层沥青路面反射裂缝足尺试验研究丁一军王润全王亚军.(1.呼包高速公路项目办公室,内蒙古O10020;2.内蒙古交通设计研究院有限责任公司.内蒙古呼和浩特01001O)【摘要】通过反射裂缝足尺试验来评价纤维增强沥青混合料和玻璃纤维土工格栅对抑制反射裂缝的效果,对抑制机理作了分析.试验证明,在普通沥青混合料中加人聚酯纤维以及使用改性沥青可使脆化点温度降低,增强低温抗裂性,加人聚酯纤维和在基层与面层之间铺设玻璃纤维格栅可有效抑制反射裂缝. 【关键词】半刚性基层沥青混凝士路面;足尺试验;反射裂缝;增强机理;研究中图分类号:U416.223文献标识码:AAbstract:BasedontheresultoffuIl—scaletestonthereflectioncrack,thisarticleevaluatestheeffectivenessofcon—trollingthiscrackwiththefiberreinforcedasphaltmixtureandglassfibergeogrid.Ithasbeenp roventhatthepolyester fiberisaddedtOthenormalasphaltmixandthebitumencanlowerthetemperatureofbrittlepoi nt,andenhancethecrackresistance.Whenthepolysterfiberisusedortheglassfibergeogridcanbeplacedbetwee nthebasecourseandsurfaee.thereflectivecrackscanbecontroIledeffectivelY.Keywords:asphaltpaxrenaentwithsemi—rigidtypebase;full—scaletest;reflectioncrack;mechanismofreinforcing;study半刚性基层沥青路面以其优越的路用性能成为我国高速公路路面结构的主要形式,但路面的低温开裂一直是影响其使用品质的重大问题.本课题作为高等级公路沥青路面开裂研究与防治的室内研究部分.以半刚性基层及沥青混合料为研究对象,通过足尺疲劳试验,对纤维沥青混合料和玻璃纤维土工格栅抑制裂缝的效果和机理作了探讨.以期指导工程实践.水泥,石灰,粉煤灰稳定类的半刚性基层不可避免地产生收缩(温缩和干缩),或者半刚性基层已经开裂.或者在已经开裂的旧沥青路面或水泥混凝土路面上加铺新面层后,原先的裂缝或接缝会在加铺层相同的位置出现,这种由于基层或下层裂缝引起了上方面层底部的开裂,并逐渐向上传播直到表面所形成的裂缝称为反射裂缝.尽管断裂力学和有限元方法能给分析反射裂缝提供理论基础,指导设计,但由于路面结构的复杂,材料参数的变异等,仅理论分析解决不了反射裂缝课题.在应用断裂力学分析时,材料参数,特别是断裂力学参数是很难测定的,这是由水泥混凝土,沥青混凝土等路用材料固有的力学物理特性所决定的.所以.就目前来讲,长期的理论分析研究并未为应用提供好的设计方法,而加入纤维和土工格栅使问题更为复杂化.因此.注:课题项目来源:内蒙古交通厅(2001).项目名称:《内蒙古高等级公路沥青路面开裂研究与防治》.3￡垒￡:鲁￡垒型￡拄9￡￡罐r篚￡￡:刍臣三9￡旺望定3俄罗斯地域相邻,气候相似,俄罗斯泡沫塑料应用研究为我国北方季冻区隔温层设计提供了良好的依据;⑤在以弯沉为设计指标的路面结构计算方法中,当在拥有较大回弹模量的层间夹有泡沫塑料板(软弱夹层)时,应进一步完善该类道路结构的强度计算方法.8参考文献[1夫?依?鲁温斯基.俄罗斯道路建设中采用泡沫塑料的有效性[M3.徐广彬.译.陈东丰.徐雷.校.莫斯科:运输.1996.[2夫?依?鲁温斯摹.饿罗斯道路"泡沫翅料"隔温层没计施工手册[s:.王晓珂,陈东丰.译.王树森.季景义.校.莫斯科:运输.2000.原稿收稿日期:2003—07—05修改稿收稿日期:200309—08竖望箜望一～—一.一∽ⅢⅢl/一¨.删¨加一胁一…㈣¨～肌帕～e)～m一讯川唧.内蒙古公路与运输Highways&TransportationinIn—nerMo—ngolia2003年第4期6根据室内试验结果来评价各种新型材料的止裂效果,以及采用什么试验方法来评价显然十分重要.对于剪切破坏的Ⅱ型裂缝模式,国内外研究人员应用弯曲试验,板式剪切试验等方法作出了评价,本课题结合内蒙古地区寒冷气候特点,主要考虑由温度变化引起的反射裂缝,进行了室内足尺试验,在有接缝的水泥板上铺筑沥青?昆凝土,在水泥混凝土板上施加水平向的等幅交变荷载,以模拟水泥混凝土板随温度变化而产生的周期性张开一闭合运动(I型裂缝),根据沥青面层反射裂缝贯通时产生的荷载作用次数来评价各种新型材料抑制反射裂缝的效果.试验在西安空军工程大学柔性道面实验室进行,进行了水泥混凝土路面上7cm厚沥青混凝土加铺层裂缝开展的足尺疲劳试验.1沥青路面反射裂缝足尺试验1.1试验目的对比O℃条件下,直接加铺沥青混凝土层?加人GoodRoadⅡ纤维后直接加铺沥青混凝土层与设置玻纤格栅防裂加铺层的疲劳特性.1.2试验方案①原沥青混合料直接加铺,加GoogRoadⅡ聚酯纤维混合料直接加铺以及设置玻璃纤维土工格栅防裂层0C各试验一次;③沥青昆凝土加铺层厚度7cm.哥l0cm1.3试验过程试验开始,使接缝水平位移稳定在1mm,调整加载频率,使其稳定在40~/min,试验正式开始.通过降温设备的观察镜,先观察是否产生首次裂缝,一观察到首次裂缝,记录荷载作用次数,并取下降温罩,以便于随时将出现裂缝时的荷载疲劳作用次数标绘在裂缝扩展的位置上.由于低温下荷载疲劳作用次数较少,试验过程不长,取下降温罩后虽然路面表面温度略有升高, 但仍在o'c左右,路面中面温度和表面温度则保持不变.试验中随着疲劳荷载作用次数的增加,接缝水平位移也增大.到裂缝完全贯通时试验停止.1.4试验结果①直接加铺原沥青混凝土试验,加载67次时出现首次裂缝,加载100次时裂缝上升到顶部,加载154 次时裂缝贯通.图1为裂缝状况示意图.图中括弧内的数字即为裂缝扩展到此时的疲劳荷载作用次数.②直接加铺GoodRoadⅡ聚酯纤维沥青混凝土试验,加载112次时出现首次裂缝,加载131次时裂缝A~I-NNN,加载498次时裂缝贯通.图2为裂缝状况示意图.③设置玻璃纤维土工格栅防裂层试验,加载116次时出现首次裂缝,加载537次时裂缝贯通.图3为裂缝状况示意图.B板一==足I2●遘''-_l'耋～'-;=:0一1l,,一一-r:5一■～32,'一一A板岳8l0cm图l直接加铺原沥青混凝土裂缝扩展图B板曩=敬:三JllI,'5●一1l'一l-卜\'l1'Lt,孽耋v守,e宣',,\\1●_一焉:=—,—-,一gj一'A板图2直接加铺GoodRoadI聚酯纤维沥青混凝土裂缝扩展图总第81期丁一军等:半刚性基层沥青路面反射裂缝足尺试验研究7 岳l0emB板盅=一,乒譬一l2{4j'—r,曼7'一,4j室2I=\ij掌\,:专00一,^—,,\'—,～妻/,,..\/A板岳《图3设置玻璃纤维土工格栅防裂层沥青混凝土裂缝扩展图各种状态下的疲劳试验结果列于表 1.间的格栅,可相对较早地加入到抑制裂缝发展的工作表1疲劳试验结果中,从而收到良好的止裂效果.2试验结论从荷载疲劳作用次数上看,原沥青混凝土裂缝贯通时,荷载疲劳作用次数为154次,加入GoodRoadⅡ后为498次,提高约3.2倍.设置土工格栅防裂层后,荷载作用次数为537次,提高约3.5倍.从裂缝扩展图上还可以看出,加入GoodRoadⅡ后和设置玻璃纤维土工格栅防裂层后,裂缝在一定宽度范围内分散,说明两者在一定程度上降低了接缝处的应力集中现象,使疲劳荷载作用次数比直接加铺时有所提高.而后者更为明显一些.①玻璃纤维格栅抑制反射裂缝的机理.集料穿过玻璃纤维格栅结构,形成了一个复合的力学嵌琐体系.玻纤格栅纵横向的网孔结构,使格栅对网孔内的混合料起了一个"箍固"作用,可使沥青混凝土内颗粒位移受到均匀的限制.因此,当其下面的水泥板出现裂缝并作张拉运动时,格栅的存在改变了裂缝尖端的受力状况,使裂缝处上层面板的张开变形受到了限制,从而抑制裂缝上传.此时,格栅横向筋受混合料向外的推挤力,纵向筋受拉力作用,当推挤力逐渐增大使格栅变形达到一定程度,即格栅遭到破坏时,纵向筋的强度成为抑制裂缝扩展的关键,如果格栅的网孔尺寸较稳定,格栅本身的拉伸强度较大,则可使此阶段持续较长时间,从而起到抑制裂缝发展的作用.同时格栅网孔结构的稳定性由于与沥青混合料相互填充而得到增强,因此格栅本身的抗拉强度是抑制裂缝发展的主要原因.而铺设在水泥板与沥青面层之另外,用断裂力学理论进行分析可知,设置土工格栅能有效降低加铺层内裂缝尖端的应力强度因子幅值,使裂缝不会很快失稳扩展到加铺层表面,从而延缓了反射裂缝的出现.②纤维沥青混凝土抑制反射裂缝的原因.GoodRoadⅡ聚酯纤维在低温下仍呈柔性,具有较高的抗拉强度,且各向同性,按照混合料总重0.2259/6的比例加入纤维,纤维均匀且以多向丝样分布于混合料中,沥青混合料中大约有超过l8亿根/m.分离的纵横交错的GoodRoadⅡ纤维,为混合料提供了巨大的内聚力,对混合料起到"桥接"和"加筋"作用,阻碍了裂缝的产生,提高了混凝土的抗拉强度,从而延缓了反射裂缝的产生.综上所述,室内足尺试验表明,纤维增强沥青混凝土以及加铺土工格栅沥青混凝土可有效抑制低温状态下反射裂缝的产生.2001年1O月,已将该项研究应用在呼包高速公路新建一幅(修建了3km试验路),实际路用效果将另文阐述.3参考文献[1沙庆林高等级公路半刚性基层沥青路NEM].北京:人民交通出版社.1998.[2张登良.沥青路面[M].北京:人民交通出版社,1999.[3]周富杰.防治反射裂缝的措施及分析口.上海:同济大学,1998.[4]陈华鑫.纤维沥青混凝土路面研究[].西安:长安大学,2002.[5]郭忠印.土工网在防治路面反射裂缝中的应用[J].石油沥青. 1995.(4).[6]杨军.邓学军.格栅沥青混凝土性能研究[J].中国公路.1997.(3).?[7]杨成忠.陈万祥.基于半刚性基层的沥青路面反射裂缝分析与防治[J2.公路.2002.(4).(编辑李新生)原稿收稿日期:2003—09—16修改稿收稿日期:2003一l1—18。
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成试验及扩展机理研究
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成试验及扩展机理研究利维康道让旧路更具价值摘要基于应变水平进行道路结构起裂层位预估并应用断裂力学理论阐述裂缝形成及扩展原因，采用室内试验测试沥青路面各结构层的极限弯拉应变，研究荷载作用下半刚性基层沥青路面裂缝形成及扩展机理。
在试验路段的各层位布设XYJ-2型应变传感器，监测道路结构的应变规律。
结果表明：土基回弹模量较低时，原始开裂点在基层及底基层发生；裂缝尖端的应力强度因子均高于材料的断裂韧度，原始裂缝将会由于荷载作用而持续扩张，直至形成贯通裂缝。
关键词：沥青路面；半刚性基层；反射裂缝；起始层位；应变水平；裂缝扩展；应力强度因子；断裂韧度引言半刚性基层沥青路面在我国广泛应用[1]，如水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾、石灰粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定沙砾、石灰稳定土等[2]。
水泥稳定碎石及石灰粉煤灰稳定碎石具备较高的抗压强度，并具备一定的水稳定性，广泛应用在道路结构的基层和底基层[3]；石灰稳定土等可自成板体，且具备一定抗压强度，广泛应用在底基层中[4]。
采用半刚性材料的高等级公路一般选用15～20 cm面层材料，包括上面层、中面层及下面层；25～40 cm基层材料，15～30 cm底基层材料[5]。
该种路面结构由于半刚性基层具备较大的刚度，所以道路结构承载能力较强，路面车辙现象较轻[6]。
调查发现：在使用2～3年，路表开裂病害就开始出现，且随应用年限增长，开裂病害更严重，与实际路面设计寿命不一致[7]。
半刚性基层沥青路面设计过程中采用弹性层状体系理论进行道路结构力学计算。
在该种理论体系下，半刚性道路结构多数层位为受压状态，个别层位承受较小的拉应力。
按照应变疲劳破坏或者应力疲劳破坏的基本准则，道路结构开裂的几率较小，使用寿命将会很长，而这种结果显然与道路实际使用状况有很大差别[8]。
当前，有学者采用黏弹塑性有限元数值模拟技术得到的计算结果与采用弹性层状体系计算的结果有一定的差别，交通荷载作用下，半刚性基层道路结构原始开裂点存在争议[9]。
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成机理论文
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成机理论文【摘要】半刚性材料的温度收缩及干燥收缩是造成沥青面层开裂的重要原因，针对这一问题，通过分析研究得出由于半刚性材料中粉粒以下的颗粒及胶结物具有较大的温缩特性，在温差作用下，反复产生一定的温度应力，是造成半刚性基层温缩开裂的主要机理；而半刚性材料中由水蒸发引起的毛细管张力作用、吸附水及分子间力作用、干燥收缩的层间水作用、碳化脱水作用是造成半刚性基层干缩开裂的主要机理。
1 引言半刚性材料作为路面基层具有较高的结构强度、刚度，良好的板体性、稳定性和一定的抗冻性，能够大幅提高路面的承载能力，同时利于施工机械化且工程造价低，但是随着半刚性基层沥青路面的大量应用，在使用过程中也逐渐暴露出一些问题，尤其以裂缝问题较为突出，并成为该结构的主要缺陷。
2 半刚性基层沥青路面裂缝主要类型半刚性基层沥青路面裂缝按照开裂的形式可分为：横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝。
而以引发沥青路面开裂的主要原因来进行分类，可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类，其中非荷载型裂缝具体又包括沥青面层本身温缩导致的裂缝和由于基层的温缩、干缩和疲劳导致的沥青面层开裂。
沥青面层自身的温缩裂缝又可分为低温收缩产生的裂缝和由于温度反复升降导致的温度应力疲劳裂缝。
由基层温缩、干缩和疲劳引起的面层开裂形式主要是反射裂缝和对应裂缝。
在上述诸多类型的裂缝中，非荷载型裂缝是最主要的，尤其以半刚性基层材料温缩和干缩引起的反射裂缝问题最为严重。
3 半刚性基层沥青路面的反射裂缝通过对半刚性基层沥青路面上钻取的芯样观测表明，很大一部分的裂缝为半刚性基层首先开裂而后引发沥青面层开裂的反射裂缝，且这类裂缝通常在各级公路中所占的比例达50%以上，而在高等级公路上所占的比例则更高。
在严寒地区或冰冻地区，因温缩或干缩而导致已开裂的半刚性基层在由温度变化引起的膨胀作用和收缩作用下会产生水平位移。
当有车辆荷载作用时，基层裂缝的两端之间会引起下卧路面结构在裂缝处产生竖向位移差，且在面层中引发面层的剪切搓动，致使基层的裂缝反复收缩、伸张，并产生剪切疲劳破坏导致开裂，半刚性基层沥青路面的反射裂缝示意如图1所示。
浅析半刚性基层的沥青路面反射裂缝形成原因与防治
浅析半刚性基层的沥青路面反射裂缝形成原因与防治
摘要：路面裂缝不仅影响路面美观﹑减低平整度，而且会削弱路面的整体平整度。
特别是路面开裂后水份通过裂缝渗到路面基层﹑低基层甚至土层，削弱基层﹑土层的强度，从而加剧路面的破坏，缩短路面的使用寿命。
文章主要针对半刚性基层的沥青路面反射裂缝形成与防治进行了分析与探讨。
关键词：半刚性路面,反射裂缝,防治
一、反射裂缝的形成原因
对于半刚性基层沥青路面，反射裂缝指由于半刚性基层在温度梯度和湿度变化下产生收缩开裂，此种基层材料先开裂而后沿开裂基层向上方反射到沥青面层而形成的裂缝，或者在行车荷载作用下，裂缝沿已开裂半刚性基层向上扩展而形成的裂缝。
很显然，反射裂缝的产生主要是刚性基层已先开裂，再经行车或温度、湿度变化而引起沥青面层裂缝。
1.反射裂缝产生的主要类型与原因
(1)温度型反射裂缝。
温度型反射裂缝有两种，一种是在开裂基层(或老路)上铺厚沥青面层后，在冬季突然降温过程中，基层(或老路)的裂缝会由于温度收缩而继续拉开，它将给产生温度收缩的新铺沥青面层增加一个附加拉应力;两个拉应力叠加一旦超过沥青混合料抗拉强度，新沥青面层的表面在基层(或老路)裂缝的上方开裂，并逐渐向下延伸，直到与老路的裂缝相连，这样形成的裂缝通常称为低温收缩裂缝。
另一种裂缝主要发生在昼夜温差比较大的地方。
在开裂基层(或老路)上铺薄沥青。
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半刚性基层沥青路面反射裂缝研究进展
摘要：自半刚性基层在路面结构中得到广泛应用以来，反射裂缝一直是半刚性基层沥青路面普遍存在且急需解决的问题，反射裂缝的出现不仅会对路用性能造成影响，同样也会影响路面的使用寿命。
因此本文从力学角度出发，针对沥青路面反射裂缝形成机理，成因，抗反射裂缝性能影响因素三个方面进行了详细的介绍与分析，归纳了近几年反射裂缝防治措施研究成果。
为今后反射裂缝防治技术研究的深入提供借鉴。
关键词：沥青路面反射裂缝机理影响因素防治措施
0引言
长久以来裂缝都成为沥青路面的主要病害之一，面对裂缝的产生，若任其自由发展或处治不当，便会使其周围局部应力急剧增加，从而逐步破坏裂缝周围的路面结构。
随着裂缝处弯沉的增大，降低了土基回弹模量，导致基层结构强度遭到削弱。
因此本文针对沥青路面反射裂缝影响结构强度的问题，从裂缝产生机理，成因及抗反射裂缝影响因素三方面总结近年研究进展，对今后沥青路面反射裂缝的防止措施研究具有重要意义。
1半刚性基层沥青路面反射裂缝机理
沥青路面半刚性基层结构与柔性路面相对比，该结构强度、刚度高，平整度较好，造价低。
但相对应的其自身缺点也显而易见，因为其脆性较大，抗变形能力差也较差。
这种由石灰、水泥、粉煤灰或石灰-粉煤灰组合稳定的基层有一个共同的缺点，那就是半刚性基层开裂往往会因干燥收缩、温度收缩或交通荷载过大而产生。
在现阶段研究中，反射裂缝大致被归为了两大类型。
一类是荷载型裂缝；一类是温度型反射裂缝。
1.1温度型反射裂缝
温度型反射裂缝是由于填筑材料膨胀率各不相同，导致在基层和面层间产生相对滑移，从而导致沥青层底部拉应力的出现，且在裂缝位置产生应力集中现象。
1.2荷载型反射裂缝
荷载型反射裂缝主要是车辆作用于沥青路面对道路表面形成剪切和弯曲的作用，长此以往，最后会形成结构的开裂，从而逐渐扩展为反射裂缝。
2沥青路面反射裂缝成因
半刚性基层沥青路面结构是指：由无机结合料拌合而成的稳定土或者级配碎石等，以及用水硬性材料结合料所修筑的能结成板体的路面结构物。
通过近年调查研究表明沥青路面反射裂缝成因主要可以从以下几个方面来把握或解释。
2.1冻胀裂缝
半刚性基层无机结合稳定材料主要由固相骨架材料，固相水及固相气体组成，其在温度下降过程中变化，会直接影响半刚性路面基层胀缩性，故低温收缩开裂往往是半刚性基层显
著病害特征之一。
冻胀裂缝，多因周围环境温度下降引起路面体积的收缩，加之行车荷载的
协同作用，导致路面结构层位内拉应力大于其抗拉强度从而产生冻胀裂缝。
2.2干燥收缩裂缝
干燥收缩裂缝的形成主要与基层混合料性质和其用水量密切相关。
半刚性基层强度的形
成主要依靠大量物理、化学反应。
当半刚性基层含水量或养护不足的时，基层材料就会因缺
水而使得反应不充分，导致其强度无法满足设计需求，进而易因体积收缩而产生开裂。
2.3沥青面层结构过薄
沥青路面面层结构过薄同样会引起反射裂缝的出现。
在有关研究中发现，当沥青面层大
于15cm时，能有效抵抗反射裂缝的产生率，但若面层结构较薄时，在荷载、温度和湿度等
协同作用下，沥青结构层内产生的拉应力，会使局部拉应力超过其抗拉强度，从而产生裂缝。
2.4疲劳破坏裂缝
此类型裂缝初期多是由许多细小横向裂缝开始逐渐向四周扩张成为网状裂缝，此范围会
随时间的递增而逐渐增大，最终导致道路表面层被彻底损坏。
3半刚性基础沥青路面反射裂缝形成影响因素
多年来部分研究学者，从力学角度，依据断裂力学理论，针对结构层间状况、路基模量
以及沥青面层模量等对反射裂缝尖端应力强度因子的影响进行了详细分析。
3.1路面结构形式对沥青路面裂缝的影响
有研究者，针对倒装式结构分布以及全柔性结构研究发现倒装式结构对于反射裂缝的抑
制效果优于全柔性结构。
这也表明路面结构形式对沥青路面裂缝形成影响显著。
3.2沥青面层模量对反射裂缝尖端应力强度因子的影响
相关研究发现，沥青面层模量增加时，沥青路面结构的抗永久性变形能力也会随之增加。
但增加面层模量抵抗沥青路面结构抗车辙变形能力的同时，还应当注意平衡其抗半刚性基层
沥青路面反射裂缝的能力。
4沥青路面反射裂缝防治措施
研究人员通过对沥青路面裂缝的成因分析发现，反射裂缝的形成因素较复杂，针对沥青
路面反射裂缝而言，其防治工作应当结合相关因素进行综合考虑才可取得良好的效果。
4.1选用合理基层材料并进行合理组成设计
依据试验确定半刚性无机结合料的最佳组成，以便使其抗裂性能满足环境条件要求，达
到控制基层开裂的目的，这就需要减小基层的收缩应力，提高材料的抗拉强度，同时降低弹
性模量。
对于反射裂缝缝宽小于5mm的轻度反射裂缝，必须应对半刚性基层进行注浆与封水处理，以便防止裂缝的进一步扩展。
对于反射裂缝缝宽5mm及以上的重度反射裂缝，可采用
流动性较高，渗透性较强的地聚物注浆材料对反射裂缝进行处理，排除自由水，控制裂缝发展。
4.2选择合理面层材料和增加面层的厚度
经过研究发现，提升沥青混合料抗裂性能也是一种可行的防裂措施，例如采用一定级配的集料，合理选择温度敏感性低、劲度模量大、耐老化的沥青等。
能够有效保持沥青混凝土面层功能的完备性。
此外，在合理路面结构中，通过适当增加面层厚度，降低半刚性基层温度，促使路面整体抗弯拉强度得到提升，以减少面层反射裂缝的出现。
4.3加强养生和后期运营管理
在基层碾压结束并质检合格后，半刚性基层养生时间应不少于7d。
在其养生期间，应采用土工布或定期洒水等方式来确保表层潮湿状态。
在后期营运中，应当加强道路监管，严防超重、超限现象的发生。
5结语
1）反射裂缝主要分两大类型。
一类是荷载型；一类是温度型。
温度型反射裂缝是因各填筑材料膨胀率不同，引起层间发生相对滑移，沥青层底部因此产生拉应力，形成温度型反射裂缝。
荷载型反射裂缝是行车作用于沥青路面对路面形成剪切和弯曲的作用，长此以往，最后发生结构开裂，逐渐形成反射裂缝。
2）沥青路面反射裂缝的成因主要包括冻胀作用，干燥收缩，沥青面层结构过薄，疲劳破坏。
这些作用均为产生反射裂缝的因素。
3）半刚性基层沥青路面抗反射裂缝功能应当考虑路面结构形式、层间状况、沥青面层模量等因素的影响。
4）选用合理基层材料进行合理组成设计；选择合理面层材料和增加面层的厚度；加强养生和后期运营管理等均为有效抑制反射裂缝形成措施，且广泛应用于实际工程之中。
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