反射裂縫產(chǎn)生機理是什么？

半剛性基層瀝青路面由于具有強度高、造價低、整體性及水穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在我國公路建設(shè)中得到了廣泛的運用；但半剛性基層在運營期間易產(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)力強度因子的計算上，通過對比不同防裂措施及材料的縫端應(yīng)力或應(yīng)力強度因子對防裂效果進行計算比較：而對疲勞壽命的計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，對溫度荷載作用下疲勞斷裂壽命進行了計算；同時對不同面層厚度和模量情況下疲勞斷裂壽命進行了計算比較，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)力使得裂縫直接擴展進入罩面層。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所造成的，而這些移動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，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，可分為3個過程：①軸載位于接縫一側(cè)時，接縫兩側(cè)產(chǎn)生較大的相對位移，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，兩板無相對位移或相對位移較小，罩面層主要承受彎拉應(yīng)力作用；③軸載駛離接縫時，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“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

廠拌瀝青碎石路面 :

也稱黑色碎石路面或開級配瀝青混凝土路面。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配之分，多采用有級配者。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，故對瀝青用量、稠度、混合料的配合比和集料級配的變動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，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，形成一個較致密的瀝青結(jié)構(gòu)層。澆灑施工的優(yōu)點是設(shè)備簡單，運料方便；其缺點是施工受氣候的影響較大，而且最終成型需要一定時間，成型后的路面不如廠拌瀝青混合料路面平整和美觀，成型期又多浮動灰砂，并可能泛油。為了克服這一缺點，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)護小修及設(shè)置加熱設(shè)備有困難的長距離公路。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)接近面層厚度或為面層厚度的0.7～0.8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，然后用機械或人工拌勻，并鋪平壓實。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，拌和時乳化瀝青不常加熱，液體瀝青閃點高者可以加熱。氣候潮濕時，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輸費和能耗，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)計時一般不考慮其承重強度，其作用主要是對非瀝青承重層起保護和防磨耗作用，而對舊瀝青路面，則是一種日常維護的常用措施。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。

施工方法

灑布法路面面層施工

用灑布法施工的瀝青路面面層有瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種，瀝青表面處治是用瀝青和細(xì)料礦料分層鋪筑成厚度不超過3cm的薄層路面面層，通常采用層鋪法施工，按照灑布瀝青及鋪撒礦料的層次的多少，可分為單層式、雙層式和三層式三種，單層式和雙層式為三層式的一部分。

三層式表面處治施工

清理基層，在表面處治施工前，應(yīng)將路面基層清掃干凈，使基層的礦料大部分外露，并保持干燥；若基層整體強度不足時，則應(yīng)先予以補強。

灑透層（或粘層）瀝青，灑布第Y層瀝青要灑布均勻，當(dāng)發(fā)現(xiàn)灑布瀝青后有空白、缺邊時，應(yīng)立即用入工補灑，有積聚時應(yīng)立即刮除。施工時應(yīng)采用瀝青灑布車噴灑瀝青，其灑布長度應(yīng)與礦料撒布能力相協(xié)調(diào)。瀝青灑布溫度應(yīng)根據(jù)施工氣溫以及瀝青標(biāo)號確定，一般情況下，石油瀝青宜為130℃～170℃，煤瀝青宜為80℃～120℃，乳化瀝青宜在常溫下散布。

鋪撒第Y層礦料：灑布主層瀝青后，應(yīng)立即用礦料撒布機或入工撒布第Y層礦料。礦料要撒布均勻，達(dá)到全免覆蓋一層、厚度一致、礦料不重疊、不露瀝青，當(dāng)局部有缺料或過多處，應(yīng)適當(dāng)找補或掃除。

碾壓：撒布一段礦料后，用60～80kN雙輪壓路機碾壓。碾壓時，應(yīng)從一側(cè)路緣壓向路中，宜碾壓3～4遍，其速度開始不宜超過2km/h，以后可適當(dāng)增加。

灑第二層瀝青，撒布第二層礦料，碾壓，再灑第三層瀝青，撒布第三層礦料，碾壓。

初期養(yǎng)護：瀝青表面處治后，應(yīng)進行初期養(yǎng)護。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有泛油時，應(yīng)在泛油部位補撒與最后一層礦料規(guī)格相同的嵌縫料并均勻；當(dāng)有過多的浮動礦料，應(yīng)掃出路外；當(dāng)有其它損壞現(xiàn)象時，應(yīng)及時修補。

貫入式路面施工

瀝青貫入式路面屬多孔結(jié)構(gòu)，為防止路表水侵入和增強路面的水穩(wěn)定性，其面層的最上層應(yīng)撒布封層料或加鋪拌和層，而當(dāng)瀝青貫入層作為聯(lián)結(jié)層時，可不撒布表面封層料。瀝青貫入式路面適用于二級及二級以下的公路，其厚度宜為4～8cm，但乳化瀝青貫入式路面厚度不宜超過5cm，當(dāng)貫入層上部加鋪拌和層的瀝青混合料面層時，總厚度宜為6～10cm，其中拌合層的厚度宜為2～4cm。

瀝青貫入式路面的施工工藝流程為：清掃基層→灑透層或粘層瀝青（乳化瀝青貫入式或瀝青貫入式厚度小于5cm）→撒主層礦料→碾壓→灑布第Y遍瀝青→撒布第Y遍嵌縫料→碾壓→灑布第二遍瀝青→撒第二遍嵌縫料→碾壓→灑布第三遍瀝青→撒封層料→碾壓→初期養(yǎng)護。

鋪筑施工工藝

熱拌瀝青混合料路面施工可分為瀝青混合料的拌制與運輸和現(xiàn)場鋪筑兩階段。熱拌瀝青混合料路面完工后待自然冷卻，表面溫度低于50℃后，方可開放交通。

在拌制瀝青混合料之前，應(yīng)根據(jù)確定的配合比進行試樣，試拌時對所用的各種礦料及瀝青應(yīng)嚴(yán)格計量，對試樣的瀝青混合料進行試驗以后，即可選定施工配合比。

1.熱拌瀝青混合料的拌制和運輸

（1）瀝青混合料必須在瀝青攪拌廠（場、站）采用攪拌機拌合。

（2）城市主干路、快速路的瀝青混凝土宜采用間歇式（分拌式）攪拌機拌合。

（3）拌制的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，無花白料、無結(jié)團成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象。

（4）為配合大批量生產(chǎn)混合料，宜用大噸位自卸汽車運輸。運輸時對貨廂底板、側(cè)板均勻噴涂一薄層油水（柴油：水為1：3的混合液，注意不得將油聚積在車廂底部。

（5）出廠的瀝青混合料應(yīng)逐車用地磅稱重，并測量溫度，簽發(fā)一式三份的運料單。

（6）從攪拌鍋往汽車中卸料時，要前后均勻卸料，防止粗細(xì)料分離。運輸過程中要對瀝青混合料加以覆蓋。