反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理是什么？

半剛性基層瀝青路面由于具有強(qiáng)度高、造價(jià)低、整體性及水穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在我國公路建設(shè)中得到了廣泛的運(yùn)用；但半剛性基層在運(yùn)營期間易產(chǎn)生干縮裂縫和低溫收縮裂縫，在交通荷載和溫度荷載的重復(fù)作用下，半剛性基層的這種收縮裂縫很容易擴(kuò)展到瀝青面層而形成反射裂縫。反射裂縫一旦產(chǎn)生，不僅影響路面的美觀和行車舒適性，更重要的是大大的縮短了路面的使用壽命。關(guān)于瀝青路面斷裂分析的理論及抗裂，國內(nèi)外已開展了大量的研究工作。由于斷裂力學(xué)較好的反映了結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的裂縫之類缺陷，因此在路面反射裂縫的分析方面得到了較好的應(yīng)用。目前采用斷裂力學(xué)對(duì)反射裂縫的研究主要集中在縫端應(yīng)力狀態(tài)及縫端應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算上，通過對(duì)比不同防裂措施及材料的縫端應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度因子對(duì)防裂效果進(jìn)行計(jì)算比較：而對(duì)疲勞壽命的計(jì)算及疲勞壽命與路面結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系研究較少?？梢圆捎脭嗔蚜W(xué)有限元模型，通過疲勞斷裂分析，對(duì)溫度荷載作用下疲勞斷裂壽命進(jìn)行了計(jì)算；同時(shí)對(duì)不同面層厚度和模量情況下疲勞斷裂壽命進(jìn)行了計(jì)算比較，為防裂材料和防裂結(jié)構(gòu)的選擇提供了理論依據(jù)

由于舊水泥混凝土路面板接、裂縫處不能承受拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，所以裂縫和接縫頂面的瀝青罩面層嘴榮以受到損傷，因此反射裂縫一般情況下與舊水泥混凝土板的裂縫和接縫相對(duì)應(yīng)。如果瀝青罩面層與舊路面板之間有較好的粘結(jié)性能那么造成反射裂縫可能有如下兩種情況：

1.反射裂縫是舊路面上裂縫處應(yīng)力集中作用的直接結(jié)果，集中的應(yīng)力使得裂縫直接擴(kuò)展進(jìn)入罩面層。一般認(rèn)為，反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展是由于舊水泥路面板的移動(dòng)所造成的，而這些移動(dòng)又主要來源于溫度變化、行駛車輛及兩者的綜合作用。由溫度變化引起的反射裂縫常常稱之為溫度型反射裂縫，相應(yīng)地由行車荷載引起的反射裂縫稱之為荷載型反射裂縫

[2] 溫度度型反射裂縫：外部環(huán)境對(duì)混凝土路面溫度的影響可以按日變化溫度和年變化溫度來考慮。在年變化溫度作用下，由于作用周期較長(zhǎng)，瀝青罩面層的頂面與底面溫度較接近。在寒冷的季節(jié)，舊混凝土板產(chǎn)生收縮變形，在瀝青罩面層內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力；在炎熱的夏季，舊混凝土板膨脹，在瀝青罩面層中產(chǎn)生壓應(yīng)力。在日變化溫度作用下，瀝青罩面層頂面溫度變化較大，底面溫度變化較小，使瀝青罩面層出現(xiàn)翹曲變形。隨著溫度的下降，在罩面層頂面產(chǎn)生拉應(yīng)力，底面產(chǎn)生壓應(yīng)力。溫度變化越大、越快，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，罩面層越容易開裂。

荷載型反射裂縫：當(dāng)汽車荷載駛經(jīng)接縫時(shí)，可分為3個(gè)過程：①軸載位于接縫一側(cè)時(shí)，接縫兩側(cè)產(chǎn)生較大的相對(duì)位移，在罩面層中造成較大的剪切應(yīng)力；②軸載位于接縫頂面時(shí)，兩板無相對(duì)位移或相對(duì)位移較小，罩面層主要承受彎拉應(yīng)力作用；③軸載駛離接縫時(shí)，在罩面層內(nèi)產(chǎn)生與第Y次方向相反的剪切應(yīng)力，在整個(gè)過程中罩面層受到兩次剪切一次彎曲，而且是連續(xù)的。如果接縫處設(shè)有傳力桿，基層剛度大且無脫空，那么上述3個(gè)過程區(qū)分不明顯

2.當(dāng)通過某種方式消除了舊路面板上接裂縫應(yīng)力集中的影響，接裂縫的第二個(gè)“作用”就是在車輛荷載的作用下使罩面結(jié)構(gòu)在裂縫處產(chǎn)生最da de 的彎沉，相應(yīng)地在罩面層中產(chǎn)生最da的應(yīng)力，從而使接裂縫頂部的瀝青罩面層成為反射裂縫產(chǎn)生的最可能部位

混凝土路面切縫要注意：

1、要注意切縫的時(shí)間，時(shí)間隔太長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)裂縫，太短了，會(huì)出現(xiàn)毛邊；2、要注意切的深度，淺了起不到效果，還是會(huì)出現(xiàn)裂縫，太深了，又耗時(shí)耗力，浪費(fèi)資源；3、間距要合適，一般控制在4-6米之間，間隔太長(zhǎng)了，中間會(huì)出現(xiàn)裂縫，起不到作用了，太短了，也是浪費(fèi)；4、注意線形的順直美觀，特別是在彎道上，注意不要斜了；5、切完后及時(shí)進(jìn)行灌縫。

鋼筋路面

在混凝土路面板內(nèi)，沿縱橫向配置鋼筋網(wǎng)，配筋率為 0.1～0.2%。鋼筋直徑8～12毫米，縱筋間距15～35厘米，橫筋間距30～75厘米。鋼筋設(shè)在板表面下5～6厘米處，以減輕板面裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)張。板厚和縱縫間距與素混凝土路面相同，但橫縮縫間距可增至10～30米，并設(shè)傳力桿。在地路基軟弱地段和交通特別繁重處，也可將鋼筋網(wǎng)設(shè)在板底面之上5～6厘米處，或設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)。

連續(xù)配筋

在混凝土路面板內(nèi)大量配筋，配筋率達(dá)0.6～1.0%，縱筋直徑12～16毫米,間距7.5～20厘米，可連續(xù)貫穿橫縫。橫筋直徑6～9毫米。間距40～120厘米。鋼筋設(shè)在板厚中央略高處，與板表面距離至少6～7厘米。

在連續(xù)配筋混凝土路面板的端部應(yīng)設(shè)置端縫，它有兩種形式：一為自由式,即連續(xù)設(shè)置3～4條脹縫,以便板端部自由脹縮；另一為錨固式，即在板底部設(shè)置若干根肋梁或樁埋入地基內(nèi)，以阻止板的脹縮活動(dòng)。與素混凝土路面相比，連續(xù)配筋混凝土路面板厚可減薄15～20%；縮縫間距可增長(zhǎng)至100～300米。但用鋼多，造價(jià)高，施工較復(fù)雜。

纖維土路面

纖維混凝土路面是在混凝土面層中摻入各種短纖維的水泥混凝土路面，纖維混凝土通常比素混凝土具有更高的抗拉強(qiáng)度或更好的耐久性。常用的纖維有鋼纖維、各種聚合物纖維以及玻璃纖維。纖維混凝土路面廣泛用于重載道路、機(jī)場(chǎng)跑道及工作環(huán)境惡劣的路面和橋面。

碾壓土路面

碾壓混凝土路面是采用振動(dòng)碾壓成型的水泥混凝土，不同于上述類型混凝土路面的灌注施工方式。碾壓混凝土路面要求采用十硬性混凝土，施工便捷快速，但其表面平整度和結(jié)構(gòu)耐久性不如普通混凝土。碾壓混凝土主要用于低等級(jí)道路或面層由兩層不同類型的結(jié)構(gòu)層復(fù)合而成的復(fù)合式路面的下層。

廠拌瀝青碎石路面 :

也稱黑色碎石路面或開級(jí)配瀝青混凝土路面。其加工工藝和鋪筑工藝接近瀝青混凝土路面，但其孔隙較大（兩者的分界線并不嚴(yán)格，中國以孔隙率10%為分界）。瀝青碎石混合料可以熱拌熱鋪，也可熱拌冷鋪；熱鋪質(zhì)量較好，用得較普遍。集料的顆粒有同顆粒及有級(jí)配之分，多采用有級(jí)配者。和瀝青混凝土相比，瀝青碎石的細(xì)集料和礦粉含量較少，粗集料的比例較大，瀝青用量相應(yīng)也較少。瀝青碎石混合料的熱穩(wěn)定性主要依靠集料顆粒間的鎖結(jié)力，故對(duì)瀝青用量、稠度、混合料的配合比和集料級(jí)配的變動(dòng)范圍可比瀝青混凝土為寬，而仍能保持其熱穩(wěn)定性。但因多孔之故，路面容易滲水和老化，故瀝青碎石常用于面層的下層、聯(lián)結(jié)層、整平層和基層。若用于路面的上層時(shí)，須加瀝青封層或嵌撒細(xì)粒瀝青混合料。但也有把它鋪在密實(shí)的瀝青面層之上，作透水的防滑層用的。瀝青碎石路面的使用壽命一般短于瀝青混凝土路面，但其工程造價(jià)常較廉。

瀝青貫入式路面

是澆灑成型的一類瀝青路面。把瀝青澆灑在鋪好的主層集料上，再分層撒布嵌縫石屑和澆灑瀝青，分層壓實(shí)，形成一個(gè)較致密的瀝青結(jié)構(gòu)層。澆灑施工的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)料方便；其缺點(diǎn)是施工受氣候的影響較大，而且最終成型需要一定時(shí)間，成型后的路面不如廠拌瀝青混合料路面平整和美觀，成型期又多浮動(dòng)灰砂，并可能泛油。為了克服這一缺點(diǎn)，可把最后一層澆灑瀝青和撒布石屑改為鋪筑預(yù)拌細(xì)粒瀝青混合料，以加速成型和減少浮動(dòng)灰塵，并有利于表面排水。貫入式路面的熱穩(wěn)定性主要依靠粗集料間的鎖結(jié)力，故對(duì)瀝青用量和瀝青稠度也沒有瀝青混凝土路面那樣敏感，其路用性質(zhì)和適用層位與瀝青碎石路面相接近。瀝青貫入式路面可熱法施工，也可冷法施工。熱法施工時(shí)用加熱的粘稠瀝青澆在冷集料上，路面成型較快，適用于城市道路和交通繁忙的公路;冷法施工時(shí)用乳化瀝青冷澆，但需待乳化瀝青的油水分裂、水分蒸發(fā)后才能初步成型，適用于養(yǎng)護(hù)小修及設(shè)置加熱設(shè)備有困難的長(zhǎng)距離公路。貫入式用的集料顆粒宜為接近同粒徑集料，以便瀝青能充分滲入主層，并使嵌縫層厚度均勻；主層集料的罪噠粒徑應(yīng)接近面層厚度或?yàn)槊鎸雍穸鹊?.7～0.8倍；集料應(yīng)潔凈無灰，表面干燥。

路拌瀝青碎石混合料路面：

路拌法是堆料于路床上，澆灑適量瀝青，然后用機(jī)械或人工拌勻，并鋪平壓實(shí)。由于在路床上的集料無法加熱，因此需要采用稠度較稀的瀝青乳液或液體瀝青作結(jié)合料，拌和時(shí)乳化瀝青不常加熱，液體瀝青閃點(diǎn)高者可以加熱。氣候潮濕時(shí)，還需要在瀝青中加入抗剝落劑或采用陽離子瀝青乳液，或在混合料中摻入水泥、石灰等，以增加潮濕集料與瀝青的粘著力。路拌瀝青混合料因受各種條件限制，其路用性質(zhì)不如廠拌瀝青混合料，但可節(jié)約就地沙石料的往返運(yùn)輸費(fèi)和能耗，常用于次要的公路或農(nóng)村道路。

瀝青表面處治路面

表面處治的施工工藝和路用性質(zhì)接近貫入式，但因其層厚較?。ㄒ话銥?～3厘米），故不用主層集料，而是將瀝青直接澆灑在潔凈干燥的下層上，然后依次撒布集料和澆灑瀝青，最后壓實(shí)成型。表面處治按澆灑瀝青和撒布集料的遍數(shù)不同，分為單層式、雙層式、三層式。表面處治路面的使用壽命不及貫入式路面，設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮其承重強(qiáng)度，其作用主要是對(duì)非瀝青承重層起保護(hù)和防磨耗作用，而對(duì)舊瀝青路面，則是一種日常維護(hù)的常用措施。施工中第以次撒布的集料顆粒一般較大，然后逐層縮小粒徑；但也有相反的工藝，即先逐層用較細(xì)的集料修筑一薄的表面處治層，待積累到一定厚度后，用粗集料壓入，形式較厚而熱穩(wěn)定性較好的表面處治層；或先用細(xì)集料處治形成一層不透水的封層，然后再用較粗的集料處理，使表面粗糙。