寒区旧水泥路面沥青罩面层间材料路用性能试验分析

限抗拉 强 度 。 满足 寒 区低 温下 温差 要求 ， 而达 到 为 从 防裂 的 目的 ，可 根据 温度— — 荷载 耦合 应 力计 算 沥 青 面层 底 、 层底 最 大拉应 力 及夹层 材 料抗 拉 强度 ， 夹
度及抗拉强度 ， 才能最后确定合适的层间结构。
３ 各 层 间材料 组合 工作效 果试 验研 究 为 确 保 寒 区水 泥 路 面 沥青 罩 面 的路 用性 能 ， 对 各 类层 问材 料组 合进 行荷 载型 、温度 型 反射裂 缝 疲
可见 ， 对于层 间抗剪性能有 ： ②＞ ④＞ ①＞ ③＞ ⑤。
且 与各 类工 作 环境 下加 铺路 面 抗剪 强度 有很 好 的 契 合 度 ，说 明对各 类水 泥 加铺 沥 青路 面所 推荐 的层 间 材 料组 合是 满 足要 求合 理 的 。
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抗 剪效 果 。研 究成 果对保 证 寒 区加铺 路 面层 间 良好 工作 性 能 ， 解反射 裂缝 有 重要 的意 义。 缓
【 关键词 】 道路
材料
裂缝
路 用性能
试验
表 １ 寒 区水泥加铺沥青路面工作环境分类
水 泥混凝 土 板 和沥青 混凝 土加 铺 层之 间 的粘 结
稳定 性 是保 证加 铺路 面路 用性 能 的关 键 ， 目前 各 国
【 内容摘要 】 为减少寒 区旧水泥路 面沥青罩面反射裂缝 的产 生，在对加铺路 面工况进行 分类的基础
上 ， 算 了各 类工 况 下加 铺路 面 的沥青 面层底 及 夹层 底水 平 最 大温度— —荷 载耦 合拉 应 力 ， 出 了相 应合 理 计 提
层 间材 料应 用组合 ， 通过 室 内反射 裂缝 疲 劳试 验及 剪切 试验 ， 断各 材料 应 用组合 在低 温条 件 下 的抗 裂 与 并 判
组合 ， 以期在 寒 区加铺 路 面 中达到理 想 的效 果 。
１ 寒 区水 泥路面 加 铺沥 青层 工 况分 类
由于寒 区 （ 林 省 ） 吉 的冬季 路 面一 月份 平均 温 度
在 一８ ｌ ℃左 右 ， 最 低 温 度 达 到 一 ０Ｉ 右 ， 而 ３ ｃ左 二 因此 ，
沥 青加 铺层 材料 的极 限抗拉 强度 采用 极 限劈 裂 强 度 ， 中粒 式 密 级 配 沥 青 混 凝 土 的 劈 裂 强 度 为
与沥青加铺层抗拉强度对 比， 确定其适用性 。 根据吉 林 省 旧水 泥路 面 沥青 罩 面路 面调查 ，选取 典 型路 面 结 构 如下 ， 图 １ 见 。
５
２ １ 年 第 ４期 ０１
夏 中春 ： 区 旧水 泥路 面 沥青罩 面层 间材料路 用性 能试 验分 析 寒
沥青加铺层 ｈＥ ．
组 合 是合 理 的 。 ３３抗 剪性 能试 验 ． 通 过对 各 层 间材 料组合 的直剪 试验 ，对其 抗剪
性 能进 行验 证 。对 各类 材料 组合 层 间剪 切试 件 水平
应力吸收层 ＋ 玻纤格栅 、 撒布式热改陛＋ 摊铺式应力 吸收层 ＋玻纤格栅 、 铺式应力 吸收层 ＋玻纤格栅 。 摊 ｆ）第 二类 ：Ｂ ２ Ｓ Ｓ油毡 ＋撒 布式 热 改性 ＋摊铺 式 应力吸收层 ＋ 玻纤格栅、 撒布式热改 陛＋ 摊铺式应力 吸收层 ＋玻纤格栅 、 铺式应力 吸收层 ＋玻纤格栅。 摊 （） 三类 ： 布式 热改 性 下封层 ＋摊 铺式 应 力 ３第 撒
（） 改 性沥 青油 毡 ＋撒 布 式热 改性 下封 层 ３
裂缝在整个扩展过程都较为缓慢 ， 裂缝较细 ， 最 后油 毡 被拉 长 变薄 ， 油毡 表 面 出现 裂缝 。
（） 摊铺 式 应力 吸 收层 ＋玻 纤格 栅 ４ 裂缝 在整 个 扩展 过程 都较 为缓 慢 ， 裂缝 较 细 ， 裂 缝 范 围较 宽并 对 称发 展 ， 明在格 栅 的加筋 作 用下 ， 说 受 力 范 围扩 大 ， 力集 中得到 消散 。终 裂 时 ， 缝 处 应 接 玻 纤 格栅 有轻 微 拉长 现象 ，层 间材 料组 合 与水 泥 混 凝 土 板粘 结 良好 。 ｆ ５ ）撒 布式 热 改 性下 封 层 ＋应 力 吸 收层 ＋玻 纤
４ 结语
本 文提 出 了不 同工 作环 境类 别及 加铺 方 案下水 泥加 铺 沥青路 面 的适用 层 间材料 应用组 合 ，并 通过 荷载 型 、 温度 型反射 裂缝 室 内模拟 试验 及直 剪试 验 ， 对寒 区各 类层 间材 料组 合下水 泥 加铺 沥青 路 面的抗 反射 裂缝 能力 及抗 剪能 力进行 了研 究 ，判 断夹 层抗 裂及 抗剪 效果 ，为 各类 水泥加 铺 沥青路 面 优选 最佳 层 间 材料 和结 构提供 依据 。 各类路 面 工况分 类下 ， 层
撒布式热改性下封层 ＋应力 吸收层 ＋ 玻纤格栅 ； ② 撒布式热改性下封层 ＋ 应力吸收层 ＋玻纤格栅 ； ③ 摊铺式应力吸收层 ＋玻纤格栅 ；④改性沥青油毡 ＋ 撒布式热改 ｌ下封层 ； 生 ⑤摊铺式应力吸收层 ； ⑥无材 料 。 弯拉 荷载及 剪切 荷载 的作 用下 ， 在 分别 观测 各种 加铺 结构 反射 裂缝 的初 裂 、 扩展 到 ｌｍ、ｃ ３ｍ及 ｃ ２ｍ、ｃ
层 产生 很多 细小 裂缝 ，说 明防裂 效果 比无 夹 层 时强
很多 ， 但是效果仍有待提高 。
夏 中春 ： 区旧水泥路 面沥青罩面层间材料路 用性能试验分析 寒
２ １ 年第 ４ ０１ 期
图 ２ 荷 载 型 疲 劳 试 验 结 果 对 比 图
图 ３ 温 度 型 疲 劳试 验 结 果 对 比图
１ Ｍ ａ寒区低温温差取 一 ５ ． Ｐ， ０ ｌ ℃。计算结果如表 ２ 。 可 见 ， 据加 铺 面层 底部 抗 拉 能力 ，Ｂ 根 Ｓ Ｓ油 毡 ＋ 撒 布 式 热 改 性 下 封 层 ＋摊 铺 式 应 力 吸 收 层 ＋玻 纤
格 栅 、撒 布式 热改 性下 封层 ＋摊铺 式 应力 吸 收层 ＋ 玻 纤格栅 、 铺式 应力 吸收 层 ＋玻纤 格栅 是合 适 的。 摊 但 由于第 一 类路 面是 大 纵坡 或 急 弯 等特 殊路 段 ， 还 应 对层 间剪 应力进 行试 验研 究 ，确保 层 间的抗 剪 强
在低温 下 的工作 性 能进行 验证 。
３２反 射裂缝 疲 劳试验 ． 荷 载型 、 温度 型疲 劳试 验结果 如 图 ２ 图 ３ 、 ：
通 过试验 可 以看 出 ，荷 载型 与温度 型疲 劳 试验 试 件裂缝 扩 展相似 ， 分析 如下 ： （） 无夹 层 １
３１ ．加铺 层结 构 组合 方案 加铺 层采 用六 种 结构 类 型 ：①改 性 沥青 油毡 ＋
格 栅
表 ３ 水 平 直 剪 试 验 结 果 层 间组 合序 号 最大剪 切力 （） 剪切强度（ Ｐ ） 最大位移（ ｍ） Ｎ Ｍａ ｍ
裂缝 发展 过程 与摊 铺式 应力 吸收层 ＋玻纤 格栅 组 合下 相 似 ， 裂缝 扩 展过 程更 加缓 慢 。终 裂 时 ， 但 接 缝 玻 纤格 栅拉 长 现象 不 明显 ，层 间材料 组 合 与水 泥混 凝 土板 粘结 良好 。
反 射 裂缝 性 能 。
间材料应用组合有 ： （ １ ）第一类 ：Ｂ 油毡 ＋ ＳＳ 撒布式热改性 ＋ 摊铺式
由各类层间材料组合形成裂缝 的疲劳次数及具 体 状 况 可 以看 出 ，抗 反 射 裂缝 能力 有 ：① ＞ ＞ ＞ ② ③ ④。 结果 与计 算 结果 相符 合 ， 明所推 荐 的层 间材料 表
对水 泥 加铺 沥青 路 面技术 进行 了很 多 研究 ，也 取 得
了一 些 成果 。 在 冬季 气温 较低 的寒 区 ， 但 加铺 路 面受 低温的影响 ， 极易产生反射裂缝等病害 ， 迫切需要科 学有效 的层 间处治技术来 提高路用 性能 ，尤其是 对层
间材料的应用非常重要。 而层间材料各具将 ， 大多数 都 没有单独使用 ，对寒 区气 温条件 下各类层 间材料组 合 的应用进行研究 ，通过研 究不 同层 间材料组合 的抗 裂 能力 ，提 出不 同加铺 路 面 工况 下 层 间材 料 的 应 用
水泥混凝土层 ｈＥ ｏ
土基 Ｅ
水泥混凝土层 ｈＥ 。 ｏ
土 基 Ｅ
图 １ 路 面 结 构
表 ２ 第一类水泥加铺沥青路面适用层 间组合
劳试 验及 剪 切试 验 ， 断夹 层抗 裂 、 剪 效 果 ， 各 判 抗 对 类 水泥 加铺 沥 青路 面 中所 采用 的不 同层 间材 料组 合
层 问的各 类 强度 指标 都应 适 当提 高 ，达到 低温 时 旧
水泥加铺沥青路面抗反射裂缝的要求。对寒 区水泥 加 铺 沥青 路 面工 况进行 分 类 ， 表 １ 见 。
２ 层 间材料 组合 应 用选择 为避 免加 铺 面层底 出现裂 缝 ，必须 保证 加 铺 沥 青 面层 底 、夹 层底 的水 平 最大耦 合 拉应 力 小于 其极
吸收层 ＋ 玻纤格栅 、摊铺式应力吸收层 ＋ 玻纤格 栅 、Ｂ 油 毡 ＋撒 布式 热改 性下 封层 。 ＳＳ （ 第 四类 ：Ｂ ４ ） Ｓ Ｓ油 毡 ＋撒 布 式 热 改 性 下 封 层 、
摊铺 式 应力 吸 收层 。
（ 收稿 日期 ：０ １ ３２ ） ２ １． ． ０ ２
直 剪试 验结 果 如表 ３所 示 ：
终裂 时 的疲 劳荷载 作用 次数 。
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在外部荷载作用下 ，裂缝沿水泥块接缝处 由下
至上扩 展 ， 首先在 切缝 处产 生一条 微 裂缝 ， 即迅 速 随
变 宽并 向上 发展 并形成 主裂 缝 。
（） 摊铺 式应 力 吸收层 ２
裂 缝扩 展速 度相对 缓慢 ， 渐加 宽 ， 裂 时上 面 逐 终
（ ６ ）改性沥青油毡 ＋ 撒布式热改性下封层 ＋应 力 吸收 层 ＋玻 纤格 栅 裂缝 发 展过 程较 缓 慢 ，细小 裂缝 范 围较 宽且 轻 微 ， 裂时 ， 终 接缝 处玻 纤格 栅无 拉 长现 象 。说 明此 种 组 合 汇集 了各层 间材 料优 势 ，具 有很好 的抗荷 载 型