【精品】沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策
沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

(4)桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;沉降严重地段,事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
1.4治理措施
为防止雨水由裂缝渗透至路面结构,对于细裂缝(2~5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3~5mm石屑。
(2)路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。基层必须选用水稳定性良好的石灰、水泥稳定类材料。
3.4治理措施
(1)如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需先加设将路面渗透水排除至路外的排水设施,然后再铺筑新混合料。
3网状裂缝
3.1现象
裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下。
3.2原因分析(1)路面结构中夹有软弱来自或泥灰层;粒料层松动,水稳性差。
(2)路面总体强度不足,在损坏初期形成网裂,日后裂缝逐步扩展,缝距缩小。
3.3预防措施
(1)沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒0.3~0.6kg/m2粘层沥青。
4.4治理措施
(1)缝宽小于2mm时,可不作处理。
(2)缝宽大于2mm时,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并保持缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3~5mm石屑。
结束语
在沥青混凝土路面施工中,只有采取积极有效的措施,杜绝以上各种不利因素发生,严格规范施工,才能彻底解决沥青混凝土路面的裂缝问题,提高沥青混凝土路面的工程质量。
沥青混凝土路面裂缝产生机理及防治措施

沥青混凝土路面裂缝产生机理及防治措施沥青混凝土作为路面材料具有施工简单、施工周期短等优点,在日常的道路建设和维护中得到了广泛应用。
然而,在使用过程中也不可避免地出现各种问题,其中包括路面裂缝的产生。
本文将从机理和防治措施两个方面对此进行分析和介绍。
一、机理沥青混凝土路面裂缝是指在路面上出现的长条状或网状的裂缝。
它一般是由于路面所受的各种荷载作用、气候变化和施工质量等因素造成的。
主要的产生机理如下:1.荷载作用轮胎和车轴所施加在路面上的荷载是混凝土裂缝的主要原因之一。
随着车辆的行驶时间越来越长,路面上的荷载就越来越大。
此外,悬挂系统、尺寸和密度的变化等也影响着沥青混凝土路面的承载能力。
2.温度变化温度变化是路面裂缝的另一个主要原因。
沥青混凝土是一种柔性材料,其性质受温度影响很大。
在寒冷的冬季,温度骤降,导致路面因内部结构变化而出现断裂。
而夏季高温时,路面则容易柔化和流动,这也会导致路面裂缝的产生。
3.施工质量施工质量是影响沥青混凝土路面裂缝产生的一个重要因素。
不良的施工质量,如厚度不均、缺乏合适的基础垫层,以及施工过程中破坏沥青混凝土的形成过程,都会导致路面的不均匀收缩和水分排放不当等,而这些都会加速路面的裂缝。
二、防治措施为了防止沥青混凝土路面裂缝的产生,需要采取一些有效的防治措施。
这些措施主要包括:1.加强路面的养护和维护加强路面的养护和维护是防止沥青混凝土路面裂缝产生的最基本的方法之一。
路面的养护和维护应当包括定期的路面检查,及时修复路面损坏和加固路面等。
2.选择合适路面设计参数路面设计参数应当适用于当前的交通量和道路环境,以确保路面充分承载交通荷载,并减少变形和损坏。
如果路面被给定的荷载超负荷使用,会使沥青混凝土路面过早裂缝。
3.采用高质量的材料采用高质量的沥青混凝土和其他相应材料,可以提高路面的抗裂性能。
正确使用材料和正确的配合也可以提高路面的抗裂基准,从而减少路面裂缝的数量和规模。
4.改进施工技术改进施工技术也可以缓解沥青混凝土路面裂缝的问题。
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策

沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策引言随着交通运输业的发展和城市化进程的加快,人们越来越依赖于道路运输。
路面反射裂缝问题作为常见的病害,长期以来一直困扰着交通管理部门和路面建设单位。
沥青混凝土路面反射裂缝的产生不仅会影响行车舒适性,还会增加维护成本、降低路面的使用寿命,严重影响行车安全,因此,研究路面反射裂缝的产生机理及其常用防治对策具有极其重要的意义。
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理1. 路面结构因素沥青混凝土路面反射裂缝产生与路面结构有着密切关系。
在路基土体不平衡沉降引起路面沉降的情况下,路面会出现变形,沥青混凝土层收缩,形成反射裂缝。
2. 气温变化因素温度变化也是导致沥青混凝土路面反射裂缝形成的重要原因。
夏季,由于热膨胀等原因,沥青混凝土路面会出现裂缝,随着气温的升高,反射裂缝会越来越明显。
而在冬季,由于路面温度的变化往往会产生热应力,从而导致沥青混凝土路面的龟裂和破碎。
3. 车辆荷载因素路面反射裂缝的发生也与车辆荷载有关。
在大量车辆频繁通行的情况下,沥青混凝土路面的高应力区域会受到较大的压力,进而引发反射裂缝的产生。
常用防治对策1. 增强基层的承载能力增强沥青混凝土路面基层的承载能力是减少反射裂缝的有效方式。
采用加固技术,如砂浆渗透加固技术、水泥稳定碎石技术、采用玻璃纤维加筋等方法可以有效减少路基沉降,缓解路面变形情况,从而减少路面反射裂缝的产生。
2. 改善路面材料的性能改善沥青混凝土路面材料的性能也是减少反射裂缝的重要方式。
采用高弹性模量材料和高抗裂性能材料制作路面,可以降低路面材料的疲劳损伤和断裂风险,从而有效延长路面的使用寿命。
3. 加强路面养护加强沥青混凝土路面的养护,是降低路面反射裂缝的重要保障。
常规的养护措施包括及时清理雨水排水系统、及时清理路面杂物、及时维修路面坑洞等,以保持路面表面水平和平整。
结论总之,沥青混凝土路面反射裂缝对路面的影响非常大。
反射裂缝的产生机理有多种,常用的防治对策包括增强基层承载能力、改善路面材料性能和加强路面养护等。
沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

2. 纵向裂缝:这种裂缝 与道路中线大致平行, 通常是由于不均匀沉降 、施工接缝质量不高或 结构承载力不足等原因 引起的。
3. 块状裂缝:这种裂缝 呈现出不规则的块状, 通常是由于路面材料的 强度不足、施工质量控 制不严格或车辆超载等 原因引起的。
4. 龟裂:这种裂缝呈现 出网状、龟甲状,通常 是由于路面材料的强度 不足、施工质量控制不 严格、车辆超载或基层 、土基质量不好等原因 引起的。
4. 施工质量控制不严格裂缝:由 于施工质量控制不严格,如材料 质量不合格、施工工艺不规范等 ,导致路面产生各种裂缝。
03
沥青混凝土路面裂缝产生 原因
施工因素
施工工艺不当
施工过程中的温度、压实度、均匀性等因素控制不当,导致路面出现裂缝。
施工缝处理不当
对于施工缝的接缝处,如果处理不当,如未设置接缝条或抹平不足等,都可能导 致裂缝的产生。
材料因素
材料质量不良
沥青、矿粉、石粉等材料的质量不良,如沥青的针入度、软化点等指标不符合要求,都可能导致路面裂缝的产 生。
材料配合比不当
沥青混凝土的配合比设计不合理,如油石比过大或过小,都可能影响路面的强度和稳定性,进而导致裂缝的产 生。
载荷因素
车辆超载
道路承受的载荷超过设计标准,导致路面产生疲劳裂缝。
总结词
把关材料质量、优化材料配合比
详细描述
沥青混凝土路面的材料防治措施是确保路面质量的关键 环节。首先,应把关原材料的质量,如沥青、碎石、砂 石等应符合规范要求;其次,应优化材料的配合比,根 据工程需求和当地环境条件进行合理设计。例如,适当 增加沥青用量可以提高路面的抗裂性能。
工程实例三:载荷防治措施应用
加强施工监控
建立完善的施工监控体系,对沥 青混凝土路面的施工过程进行实 时监控,及时发现并解决可能出 现的问题。
沥青路面裂缝的形成及防治

沥青路面裂缝的形成及防治沥青路面裂缝的形成及防治沥青路面裂缝是指由于沥青路面热胀冷缩、交通荷载作用、基层沉降等原因引起的裂缝。
这类裂缝会严重影响路面的使用寿命和行车安全,给交通运输带来很大的困扰。
因此,对于沥青路面裂缝的形成及防治,需要进行系统的分析和措施。
一、沥青路面裂缝形成原因1. 热胀冷缩作用沥青路面在日夜温差的作用下,会产生一定的热胀冷缩,导致路面松动和裂缝的形成。
特别在夏季高温时期,这种热胀冷缩现象尤为明显。
2. 沥青老化沥青材料中的油分含量逐渐减少,并且在日晒、雨淋、氧化等环境条件下会引起分子链的破坏,导致路面松软,并逐渐发生裂缝。
这种裂缝通常呈现为细小的网状状裂,称为龟裂。
3. 车辆荷载作用车辆荷载是沥青路面裂缝形成的重要因素。
当大型车辆通过路面时,会引起路面的振动和应力,沥青路面受到力的作用下而出现裂缝。
4. 基层沉降潮湿的土壤或地基松动等情况会导致基层不平整,从而引起沥青路面沉降,使路面松动,裂缝形成。
二、沥青路面裂缝的防治方法1. 沥青路面厚度设计沥青路面的厚度直接影响着路面的使用寿命和裂缝的形成。
因此,在道路设计初期,应根据交通量、车速、道路基础等情况合理地制定沥青路面的厚度,避免过于薄弱的沥青路面导致裂缝。
2. 沥青路面材料种类选择不同种类的沥青路面材料拥有各自不同的特性,如耐高温、抗紫外线、抗老化等,并且也存在不同的裂缝抗性能、压缩强度等特性。
因此,在路面建设时应根据实际情况选择合适的沥青路面材料。
3. 定期进行路面维护与检查对于已有的沥青路面,应定期进行路面维护和检查,及时发现并处理裂缝,避免裂缝向外扩展。
针对不同类型的裂缝,可以采用填缝、补丁、切劈等方法处理,避免裂缝继续扩大。
4. 加强基层建设沥青路面的裂缝形成与基层的稳定性有很大关系,因此,在路面建设时需要加强基层刚度,保证基层的稳定性和均匀性,防止基层沉降导致路面裂缝形成。
5. 避免车辆超重车辆的超重会给沥青路面带来巨大的荷载,特别对于已有裂缝的路面,超载车辆的通行会进一步扩大和加剧路面裂缝,因此需要加强超载治理。
沥青混凝土裂缝产生的原因及处理

近几年,城市道路建设发展速度。
沥青混凝土路面较之水泥混凝土路面具有行车舒适性好、噪音小、对路基或不均匀沉降适应性强、修复快等优点,日益被越来越多的应用到城市道路建设中。
但在各种因素影响下,沥砼路面会出现裂痕、车辙、深陷、泛油、拥包等现象,其中裂痕现象最为普遍,如得不到及时处理,会影响到道路的正常使用功能。
为此,笔者就沥青砼路面裂缝的成因及预防、治理措施做一探讨。
一、沥青砼路面裂痕的成因:裂缝是沥青砼路面最常见的病害之一,它的产生原因主要是路面整体强度不足以适应实际交通负荷,多在不利水温状况的季节出现。
按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。
1、横向裂缝:横向裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长贯穿部分路幅或整个路幅。
裂缝一般比较规则,沿路面大致呈均匀分布,裂缝间距的大小取决于当地的气温和沥青面层与半刚性基层材料的抗裂性能。
横向裂缝成因主要有三个方面:(1)地基及基础沉降差异引起的横向裂缝。
在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。
(2)材料收缩引起横向裂缝。
一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。
这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层裂缝。
(3)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。
因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形,当收缩拉应力超过沥青砼的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。
2、纵向裂缝:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。
纵向裂缝形成的主要原因有以下四个方面:(1)地基原因。
有些路段处于坑槽或出现弹簧土情况,在施工时处理不到位,在回填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。
沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析
沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析摘要:介绍了沥青路面反射裂缝的产生机理,对反射裂缝的危害进行了分析,并对反射裂缝防治措施和方法提出了建议。
关键词:沥青混凝土;反射裂缝;防治措施引言长久以来,沥青混凝土路面因其施工效率高、平整性能好、行驶舒适等优点备受青睐,然而伴随车辆荷载和温度荷载的长期作用,沥青混凝土路面存在易老化、高温易软化、低温易脆裂等缺点,导致路面易出现裂缝、坑槽等病害,而大多数结构性破损最初都是以裂缝形式表现,因此对裂缝尤其是反射裂缝的研究备受业内关注。
1反射裂缝的主要类型反射裂缝是我国沥青路面病害中常见的形式,由半刚性基层对温度、湿度的敏感性而产生的干缩、温缩裂缝或旧水泥路面原有裂缝的影响,导致沥青面层在环境温度、行车荷载作用下,与基层相同位置出现裂缝,形成反射裂缝。
根据反射裂缝产生的因素,分为荷载型反射裂缝和温度型反射裂缝。
1.1荷载型反射裂缝车辆荷载是荷载型反射裂缝形成的主要原因,荷载对沥青面层竖向压应力、水平拉应力、竖向剪应力产生较大影响。
当车辆经过时,沥青面层表面受到的竖向压应力大于面层底受到的竖向压应力,随着面层厚度的增加,竖向压应力随之减小;面层表面水平拉应力以拉-压交替的形式出现,面层底则以受压为主,而当基层存在裂缝时,层底水平拉应力先增大受拉,后减小受压,荷载在裂缝正上方时水平拉应力达到最大值;竖向剪应力随着面层深度的增大先增大后减小,当基层存在裂缝时,面层层底剪应力要大于基层不含裂缝时的层底剪应力。
因此在车辆荷载作用下,面层层底是受力较集中的区域。
当超重载荷经过时,极易使路面结构层的弯拉应力超过沥青路面结构层的抗拉极限,沥青面层层底形成应力集中,从而导致面层载荷型裂缝的形成。
随着超重载荷对于沥青路面的长期作用,裂缝便会不断扩传导至沥青路面表层,形成可见的载荷型裂缝,因此当沥青路面表面形成载荷型裂缝时通常已发生严重的结构基层破坏。
1.2温度型反射裂缝温度型反射裂缝分为低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。
混凝土路面的反射裂缝原因分析和处理方法
混凝土路面的反射裂缝原因分析和处理方法浅谈混凝土路面的反射裂缝原因及处理方法1. 引言混凝土路面是我们日常生活中常见的道路类型之一,其具备较好的耐久性和承载能力。
然而,长期使用后,混凝土路面可能出现反射裂缝现象,这不仅影响公路的美观度,还会加速路面的破损速度。
本文将深入探讨混凝土路面反射裂缝产生的原因,并提供相应的处理方法。
2. 原因分析2.1 温度变化引起的热应力在气候变化过程中,温度是一个主要因素。
由于混凝土是热胀冷缩的材料,暴露在极端温度的环境下,由于温度变化引起的热应力会导致路面产生反射裂缝。
2.2 基层缺陷混凝土路面的基层是支撑整个路面结构的组成部分,因此基层质量的好坏直接关系到路面的稳定性。
如果基层存在缺陷,例如土壤不均匀沉降、基层不够坚实等,会在路面上产生应力集中,进而导致反射裂缝的产生。
2.3 车辆荷载作用车辆荷载是指行驶车辆对路面施加的载荷,它在长期使用过程中可能会引起路面的变形和损伤。
当车辆荷载超过路面的承载能力时,路面可能会出现裂缝,其中包括反射裂缝。
3. 处理方法3.1 控制温度变化为了减少温度变化引起的热应力,可以采取在混凝土路面上铺设防护层的方式。
这种防护层可以吸收部分温度变化产生的热应力,从而降低对混凝土的不利影响。
3.2 加强基层建设为了预防反射裂缝的产生,需要加强对基层的建设。
在基层施工过程中,要确保土壤均匀沉降,并采取适当的加固措施,以提高基层的承载能力,减少应力集中的可能性。
3.3 加强路面维护定期进行路面维护是预防反射裂缝产生的重要环节。
维修期间,可以采用补充混凝土、重铺板块等方式,修复已产生的反射裂缝,并且必要时加固基层,保证道路的平整度和稳定性。
4. 观点与理解在混凝土路面反射裂缝的产生过程中,温度变化、基层缺陷和车辆荷载是主要的原因。
通过控制温度变化、加强基层建设和加强路面维护等措施,可以减少混凝土路面反射裂缝的发生。
适当的路面设计和选择高质量的材料也能延长路面使用寿命,减少反射裂缝的产生。
沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施(精选五篇)
沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施(精选五篇)第一篇:沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施沥青混凝土路面裂缝成因和防治措施裂缝是路面损坏的一个大问题,由于刚开始形成时,人们往往对其危害认识不足,而且由于处理裂缝的工艺材料的限制,仅进行简单的灌缝处理,随着车轮的挤压和气温的变化会造成封缝材料的流失。
裂缝处随着水的侵入会造成基层的损坏,给路面造成较大的破坏。
本文作者,就裂缝产生原因作了较为详细的分析,并提出了防治措施。
产生原因分析:指出,沥青路面建成后,不论基层是柔性的还是半刚性的,都会产生各种形式的裂缝。
沥青路面开裂的主要原因,可分为三大类:第一,由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,称之为荷载裂缝;第二,由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝;第三,是经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是有填土固结沉陷或低级沉陷引起,称为沉降裂缝。
在此,作者着重分析前两种原因。
1、荷载裂缝:半刚性路面结构性破坏裂缝,主要是由于行车荷载引起的。
在车轮荷载作用下,半刚性基层的底部产生拉应力,当大于半刚性基层材料的抗拉强度时,半刚性基层的底部就会很快开裂。
在拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时,其基层的底部就会很快开裂。
在行车荷载的反复作用下,底部的裂缝会逐渐扩展到上部,并使沥青面层和产生开裂破坏。
影响拉应力的主要原因有面层、基层、底基层的厚度以及基层和底基层的回弹模量。
增加半刚性底基层回弹摸量对减少基层底面的拉应力和拉应变有很大影响。
在半刚性基层下采用较厚的半刚性材料做底基层,可使基层底面由行车荷载产生的拉应力明显减小,甚至还小于半刚性底基层地面产生的拉应力,同时半刚性基层本身的厚度可以减薄,这对半刚性基层承受行车荷载的反复作用是十分有利的。
2、温度裂缝:沥青面层上的非荷载裂缝主要是温度裂缝。
在寒冷地区,沥青面层表面和底部的温度相比,始终有温度差,沥青面层愈厚,表面温度与底面温度差愈大。
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治背景路面裂缝是指路面长时间承受车辆荷载和气候环境精神而产生的裂缝,严重影响道路使用寿命和车辆行驶舒适度。
特别是沥青混凝土路面,易出现反射裂缝,其是从基层裂缝扩大形成的,非常危险。
本文就沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治进行简要介绍。
反射裂缝的形成在高速公路或其他大型道路上,反射裂缝是最常见的路面裂缝形式之一。
反射裂缝的形成常常起源于基层裂缝,那么基层裂缝又是什么呢?基层裂缝是混凝土或沥青水泥混合料在负荷下受到不均匀沉降、受到热膨胀和收缩等因素影响出现的裂缝。
当存在基层裂缝时,道路上车辆通行所产生的荷载、气象系统的影响等外力都会对这些裂缝造成负面影响,导致它们不断地扩大。
由于反射裂缝的扩大形成了一个重复的周期,所以被称为反射裂缝。
分析反射裂缝不仅会对车辆行驶造成不良影响,也会让整条路面的力学平衡失去均衡,直接影响路面的平整度和使用寿命。
1.裂缝宽度、长度、深度、间距裂缝的宽度、长度、深度和间距对路面反射裂缝的发生和发展具有极大的影响。
通常来说,道路上裂缝的扩展越快,整个道路的使用寿命就越短。
因此,在开展路面反射裂缝的分析研究时,必须深入了解裂缝的基本特征参数。
2.沥青混凝土反射裂缝多发原因我国沥青混凝土路面在使用过程中,由于自身材料的缺陷及基层情况的影响,反射裂缝在某些情况下会大量产生。
影响反射裂缝发生的主要因素在于路面结构的设计情况,包括材料及材料厚度的选择设置等。
防治针对沥青混凝土路面反射裂缝的特点,可以采用以下措施加以防治:1.采取基础处理措施仔细分析反射裂缝的出现主要原因,提高路面的设计质量,关注基础处理问题。
2.加强层间粘结性能通过在沥青混合料中加入聚合物改性剂和胶粘剂,在沥青混合料中适量添加颗粒粘结剂和筛筛制量更细的细集料,由此增加沥青与骨料之间的黏附力,显著提高了材料的层间粘结性能。
3.加强维护保养对现有已经出现反射裂缝的路面进行补强处理,采用高性能的修补产品,对反射裂缝及时进行维修养护。
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沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策摘要:沥青混凝土路面反射裂缝是公路病害中一种顽症,总结了不同形式的反射裂缝的产生机理,并提出了新的见解。
介绍了沥青混凝土路面反射裂缝的一些常用防治对策,提出了综合治理的新思路。
关键词:沥青混凝土路面;反射裂缝;机理;防治对策中图分类号:U416文献标识码:A路面结构完全暴露在自然环境中,受外界各种条件变化的影响,因而,路面的常见病害多而复杂。
我国经过长期的实践、探索和研究,随着施工技术和机械化程度的提高,许多病害逐年减少,开裂导致路面迅速损坏的现象虽有所改善,但沥青混凝土路面裂缝这一病害至今未能根除。
国外针对这一问题运用多种方法也进行了大量的研究,探讨其产生机理,提出了多种防治对策。
1反射裂缝的分类及其研究重要性1.1反射裂缝的分类沥青混凝土路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的。
影响裂缝轻重程度的主要原因有沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质和状况、气候条件(特别是冬季气温及其变化)、交通量和车辆类型及施工因素等。
但就沥青混凝土路面开裂的主要原因而论,可以分两大类,就即荷载型裂缝。
沥青混凝土面层上的非荷载型裂缝主要是由温度引起的。
在已开裂的老沥青混凝土路面上或有接缝的水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土罩面层,以及有裂缝的基层上铺沥青混凝土面层后,原先的裂缝或接缝在新铺的沥青混凝土面层的相同位置处重新出现。
以往在研究这一问题时,主要考虑了行车荷载作用,下层裂缝引起裂缝上方面层底面先开裂并逐渐向上穿透到表面,所以习惯将其称为“反射裂缝”在很多文献中仍统一称为反射裂缝,以下仍称为反射裂缝。
沙庆林院士根据研究结果,提出所谓“对应裂缝”的概念,即沥青混凝土路面结构由于基层(或老路面层)开裂促成较厚的沥青混凝土面层(或罩面层)由顶到底产生的裂缝。
同济大学周富杰博士研究旧水泥混凝土路面接缝在沥青混凝土罩面内的反射情况时,提出了所谓的“双裂缝反射”现象,并得到野外试验路观测结果的验证。
它是反射裂缝的一种特殊情况。
总结上述各种情况,广义的反射裂缝从其裂缝扩展路径上可分反射裂缝和对应裂缝两种,从其形成的主要原因可分为温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝。
1.2反射裂缝研究的必要性目前我国的高等级公路普通采用半刚性基层,半刚性材料的干缩性和温缩性相对较大,故在其施工碾压、养生过程甚至加铺沥青混凝土面层后,半刚性基层会不可避免地产生裂缝;因而,在开放交通后,在气候因素、交通因素的作用下,便会产生反射裂缝。
在老路特别是旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土罩面被公认为是一种可行、有效的恢复老路面使用性能的措施,加罩面沥青混凝土后的复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式,不仅材料性能差异大,旧水泥混凝土面板受温度变化影响大,而且旧路面板上存在接缝和裂缝,并常常拌有错台、脱空等损坏现象,使得复合结构中奇异部位尤为突出,这些都促使罩面层在对应旧路面板接缝或裂缝的位置上极易产生反射裂缝。
反射裂缝本身对于沥青混凝土面层或罩面层性能影响不大,其危害在于水分从裂缝中不断进入道路结构使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,产生唧浆、错台、网裂、加速路面破坏,进而增加面层或罩面层的养护费用,大大缩短其寿命。
相比而言,反射裂缝问题在旧水泥混凝土路面上加沥青混凝土罩面结构中更为突出,也是其罩面设计中所面临的一大难题。
在有大量半刚性路面修建和水泥混凝土路面需要修复的今天,对反射裂缝问题进行深入研究不仅是必要的而且有重要的实用价值。
2反射裂缝的产生机理对反射裂缝的产生及其扩展机理认识直接关系到反射裂缝的防治问题,虽然各国的研究人员对反射裂缝的产生机理进行了不懈的调查研究,但至今仍有许多问题存在争议。
通常情况下,把反射裂缝产生的过程分为两个阶段:①反射裂缝的产生阶段;②反射裂缝的扩展过程。
不同的阶段对应于沥青混合料的疲劳规律,裂缝的扩展阶段对应于断裂力学裂缝的疲劳扩展规律。
2.1反射裂缝的产生一般认为,反射裂缝的产生和发展是由于老路面或开裂基层在接缝或裂缝处不能很好地传递拉应力和剪应力,当接缝或裂缝两侧的老路面或基层发生移动(水平向、竖向)时,在接缝或裂缝顶面的沥青混凝土层中产生应力集中,其结果是造成反射裂缝。
而老路面或基层的移动是温度变化、行驶车辆以及两者的综合作用的结果。
为方便起见,常常把温度变化引起的反射裂缝称为温度型反射裂缝;相应地,把行车荷载引起的反射裂缝称为荷载型反射裂缝。
2.1.1温度型反射裂缝在开裂基层(或老路)上铺厚沥青混凝土面层后,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,它将给也在产生温度收缩的新铺沥青混凝土面层一个附加拉应力;两个拉应力叠加一旦超过沥青混和料的抗拉强度,新沥青混凝土表面在基层(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,即形成对应裂缝。
相反,在开裂基层(或老路)上铺薄沥青混凝土面层情况下,裂缝将从面层底面开始,面层底面一旦开裂,除在负温度下拉应力外,在正温差(升温造成的温差)下缝端产生的拉应力更大。
因此,面层底部的裂缝既可由于负温差也可由于正温差而向上扩展形成反射裂缝。
2.1.2荷载型反射裂缝行车荷载行驶经接缝或裂缝过程可分为3个阶段:①轴载位于接、裂缝一侧时,接、裂缝两侧产生较大的相对位移,在沥青混凝土面层中造成较大的剪切应力;②轴载位于接、裂缝顶面时,两侧无相对位移或相对位移较小,沥青混凝土面层主要承受弯拉应力作用;③轴载驶离接、裂缝时,在整个过程中沥青混凝土面层受到两次剪切一次拉应力作用,其作用的直接结果是引起反射裂缝的产生和扩展,荷载因素是引起反射裂缝的一个重要因素。
当行车荷载驶经接缝且沥青混凝土罩面层与水泥混凝土板之间首先因竖向接应力不足而产生竖向接开,使得罩面层中的最大应力点出现在距接缝一定距离处的沥青混凝土罩面层底面,并引发反射裂缝的产生和发展,由此造成接缝的“双裂缝反射”现象。
2.2反射裂缝的扩展传统的强度理论认为,当沥青混凝土罩面层中某点的临界应力超过沥青混凝土本身的极限强度时,沥青混凝土罩面层即达到破坏状态。
实际上并非如此,沥青混凝土罩面层的反射裂缝从其产生到整个路面破坏,中间要经历一个裂缝扩展阶段,即反射裂缝在罩面层厚度方向上的扩展和其在表面的横向扩展。
2.2.1反射裂缝的纵向扩展断裂力学认为,裂缝的扩展有3种位移模式:张开模式、剪切模式和撕开模式。
其中,温度应力对反射裂缝影响的模式为张开模式,行车荷载对反射裂缝影响的主要模式为张开模式和剪切模式。
当车轮驶经裂缝的正上方时,以张开模式来引起反射裂缝;在裂缝之前和在;之后的位置,主要以剪切模式影响反射裂缝。
撕开模式在罩面层中不常出现。
与张开模式相对应的温度型反射裂缝通常产生于薄层罩面层底部,而后向上逐渐扩展到罩面层顶面。
当沥青混凝土罩面层或面层较厚且气温较低时,裂缝产生在罩面层或面层的顶面和底面,而后向罩面层或面层中间扩展,形成所谓对应裂缝。
对于正荷载作用下的张开模式所对应的反射裂缝,一般产生于罩面层底面,在周期性荷载的作用下垂直向上扩展。
在偏荷载作用时,反射裂缝以剪切模式在罩面层中向上扩展,Rigo等人对其扩展路径进行了分析,认为裂缝在罩面层中是沿450角的方向向上扩展。
同济大学周富杰博士提出在荷载作用下,在接缝上的薄罩面层中出现“双裂缝反射”现象。
当车轮荷载(偏荷载)和温度应力共同作用于复合罩面结构时,Rigo等人的分析结果显示,裂缝扩展路径之间,比偏荷载作用时的裂缝扩展路径更垂直一些。
2.2.2反射裂缝的横向扩展众所周知,反射裂缝在瞬间是不可能贯穿整个路面宽度的,除非在应力作用时,裂缝的长度已经等于或大于相对于整个路面宽度的临界长度(这里的临界长度是指当裂缝的长度接近或大于该长度时,裂缝的扩展非常快而且是不稳定的)。
较为合理的发展过程是裂缝首先在路表面某些位置产生,然后再向两侧扩展。
一般情况下,反射裂缝的影响在整个路面宽度内都是相同的,而行车荷载则是以一定的频率分布在车道上的。
与罩面开裂有关的问题是环境因素的负效应,反射裂缝一经出现,水份的浸入、氧化以及行车荷载的反复作用,常常加速反射裂缝向四周扩展,但即使裂缝贯穿整个路面宽度,也不会立即影响到行车的舒适性。
如果在罩面层与老路之间加入了防反措施,如加入了土工织物等不透水材料,即使反射裂缝出现在罩面层顶面,如果这些不透水材料仍不破裂,那么就可以减少环境因素的影响,使罩面层保持在一定的使用水平,直到反射裂缝处的材料出现恶化。
因此,即使罩面层中出现了裂缝,路面并不就因此而“破坏”了,如何定义路面的损坏将直接关系到罩面层的设计寿命。
2.3几种产生机理的总结各地区的温度状况不同,各路段的交通条件和现有路面的结构状况也不相同,因而,反射裂缝的产生有可能主要是温度原因引起的,也有可能主要是荷载作用引起的,或者是温度和荷载共同作用所造成的。
一种观点是国内外通过反射裂缝(对应裂缝)的大量调查研究得出:①反射裂缝和对应裂缝由温度引起的(个别情况下是温度和荷载共同作用引起的),行车荷载型反射裂缝或对应裂缝需要相当多的荷载反复作用次数,实际中可能并不存在;②在较薄的沥青混凝土面层的情况下,基层(或老路)的裂缝会由于温度应力而使面层底面先开裂,并较快形成反射裂缝;在较厚沥青混凝土面层的情况下,由于温度应力,基层的裂缝将促使面层表面先开裂,然后逐渐向下传播形成对应裂缝。
另一种观点是许多研究工作者以及先前的许多道路工作者通过调查、试验和研究后得出:旧面层接缝(或裂缝)处的弯沉量和弯沉差是引起沥青混凝土罩面层产生反射裂缝的主要原因,因为行车荷载的施加速度远高于温度变化产生的面板伸缩位移的速度,也就是说行车荷载作用特别是偏荷载作用造成的剪切效应是形成反射裂缝的直接原因。
他们认为应将研究重点放在荷载作用效应上。
研究表明,反射裂缝产生的主要原因除了取决于当地的温度状况、路段的交通条件和现有路面的结构状况等因素以外,还有一点,也是特别重要的一点许多道路研究工作者忽略了—旧路面或基层原有接缝或裂缝的传荷能力(弯拉应力和剪切应力)。
若其传荷能力很强,则在反射裂缝的形成过程中,行车荷载的作用就很难发挥出来,这时,温度因素起主导作用;相反,其传荷能力较弱,则行车荷载的作用可充分发挥作用,则荷载因素也是反射裂缝产生的一个主要因素。
裂缝的宽度及断裂面的程度来反映。
一般而言,缝宽大、程度小的。
按照这种说法,前面两种观点都可以解释,只是他们针对的情况不同而已:前者的结论主要针对基层裂缝引起的反射裂缝而言;后者主要针对旧水泥混凝土接缝上的沥青混凝土罩面中出现的反射裂缝而言。
基层裂缝宽度小、程度大的,传荷能力大;旧水泥混凝土接缝宽大、程度小的,传荷能力小。