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(guó)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(yíng)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(guó)內(nèi)外已開(kāi)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(guò)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。可以采用斷裂力學(xué)有限元模型，通過(guò)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(lái)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(lái)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(kāi)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(guò)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(wú)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(guò)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(wú)脫空，那么上述3個(gè)過(guò)程區(qū)分不明顯

2.當(dāng)通過(guò)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

路面結(jié)構(gòu)：

瀝青路面結(jié)構(gòu)層可由面層、基層、底基層、

瀝青路面

墊層組成。瀝青路面的瀝青類結(jié)構(gòu)層本身，屬于柔性路面范疇，但其基層除柔性材料外，也可采用剛性的水泥混凝土，或半剛性的水硬性材料。

面層是直接承受車輪荷載反復(fù)作用和自然因素影響的結(jié)構(gòu)層，可由1~3層組成。表面層應(yīng)根據(jù)使用要求設(shè)置抗滑耐磨、密實(shí)穩(wěn)定的瀝青層;中面層、下面層應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、瀝青層厚度、氣候條件等選擇適當(dāng)?shù)臑r青結(jié)構(gòu)層。

基層是設(shè)置在面層之下，并與面層一起將車輪荷載的反復(fù)作用傳布到底基層、墊層、土基，起主要承重作用的層次?；鶎硬牧系膹?qiáng)度指標(biāo)應(yīng)有較高的要求?；鶎右暪返燃?jí)或交通量的需要可設(shè)置一層或兩層。當(dāng)基層較厚需分兩層施工時(shí)，可分別稱為上基層、下基層。

底基層是設(shè)置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復(fù)作用，起次要承重作用的層次。底基層材料的強(qiáng)度指標(biāo)要求可比基層材料略低。底基層視公路等級(jí)或交通量的需要可設(shè)置一層或兩層。底基層較厚需分兩層施工時(shí)，可分別稱為上底基層、下底基層。墊層是設(shè)置在底基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層，起排水、隔水、防凍、防污等作用。

分類;

瀝青路面有多種分類方法，按集料種類不同分為：

瀝青路面

瀝青砂、瀝青土、瀝青碎（礫）石混合料等；按瀝青材料品種不同分為：石油瀝青路面、煤瀝青路面、天然瀝青路面和渣油路面。但較普遍的分類方法是按其施工方法、技術(shù)品質(zhì)和使用特點(diǎn)分為：瀝青混凝土路面、廠拌瀝青碎石路面、瀝青貫入式路面、路拌瀝青碎（礫）石混合料路面和瀝青表面處治路面。

瀝青混凝土路面

由適當(dāng)比例的各種不同大小顆粒的集料、礦粉和瀝青，加熱到一定溫度后拌和，經(jīng)攤鋪壓實(shí)而成的路面面層。

① 碾壓式。瀝青混凝土混合料多用熱拌熱鋪法制備，其路用性質(zhì)比較好，故對(duì)制備工藝和原材料要求也較高，大多采用集中廠拌法。用得較普遍的瀝青混凝土混合料為碾壓式類型，即混合料需經(jīng)重型機(jī)械壓實(shí)后才能成型，故有的國(guó)家稱它為碾壓式地瀝青。成型以后路面平整、密實(shí)、少塵，有一定粗糙性，因而有較好的行車舒適性和外觀；且有較好的耐老化性、耐磨性、溫度穩(wěn)定性和抗行車損壞的能力。使用壽命一般較長(zhǎng)，當(dāng)采用石油瀝青作結(jié)合料時(shí)，大修年限常在15年以上。

② 冷鋪式。瀝青混凝土熱拌冷鋪，有的國(guó)家也稱為冷地瀝青，常用于養(yǎng)護(hù)小修或需遠(yuǎn)距離輸送混合料的工程，所用瀝青比熱拌熱鋪者為稀，用量亦較少，以求在常溫時(shí)有適當(dāng)?shù)乃缮⒍群驼承裕涫褂脡勖患盁岚锜徜佌摺?

③ 攤鋪式。熱拌熱鋪的瀝青混凝土混合料可以不用重型機(jī)械壓實(shí)即能成型，常稱作攤鋪地瀝青。為了使攤鋪地瀝青混合料在攤鋪時(shí)有適當(dāng)流動(dòng)。

原料制備：

瀝青混合料匹配與攪拌的技術(shù)分析。

在瀝青路面施工過(guò)程中，瀝青混合材料的重要性能主要包括：水穩(wěn)定性、抗皮老性、高溫穩(wěn)定性和耐久性。在瀝青混合料的配比中，為了能夠增加瀝青的高溫穩(wěn)定性，就要增加集料的顆粒，減少油的使用量，但是顆粒大了容易造成路面出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，耐久性差；要進(jìn)一步克服裂縫的問(wèn)題，就必須使用用量較多、針入度比較大的瀝青加之比較細(xì)的混合料，但是同時(shí)在高溫時(shí)節(jié)也會(huì)出現(xiàn)車轍問(wèn)題；為了保證瀝青路面的粗糙程度，要采用抗滑性能比較好的瀝青；為了保證瀝青路面的耐久性，還要根據(jù)路面施工地區(qū)的氣候、溫度、地形等情況來(lái)確定瀝青的配合比例。

在熱拌瀝青混合料的配比過(guò)程中一般包括三個(gè)主要方面：目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證。在熱拌瀝青混合料的過(guò)程中一定要選取和技術(shù)規(guī)范相符合的材料，充分利用以往道路施工的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)相應(yīng)的配合比例設(shè)計(jì)出瀝青混合料的用量和材料品種，保證混合料的配比質(zhì)量。同時(shí)，配合比設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都要進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行比例設(shè)定，在設(shè)定過(guò)程中，對(duì)每臺(tái)瀝青混合料拌和機(jī)，都要嚴(yán)格按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個(gè)階段做好瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)工作。

在瀝青混合料攪拌的工序中，要注意以下幾點(diǎn)：首先，要選擇適宜的攪拌場(chǎng)地，一般都是在拌和場(chǎng)進(jìn)行攪拌；其次，在瀝青混合料的配比中，要根據(jù)室內(nèi)的配合比例進(jìn)行攪拌，保證瀝青用量、攪拌時(shí)間以及加熱溫度的適合，從而確保瀝青混合料的質(zhì)量；再次，在瀝青混合料攪拌的過(guò)程中，一定要根據(jù)配料單進(jìn)料進(jìn)行攪拌，保證瀝青以及各種材料的加熱溫度，保證攪拌的均勻度，防止花白、成塊、粗細(xì)分離問(wèn)題的出現(xiàn)；第四，在攪拌工作完成之后，相關(guān)技術(shù)人員一定要抽樣做瀝青混合料、礦料級(jí)配組成的瀝青用量試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)瀝青混合料與要求不相符合，那么應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證混合料的正常使用。

瀝青路面混合料組成設(shè)計(jì)：

首先是實(shí)驗(yàn)室配合比的有關(guān)設(shè)計(jì)。第以，優(yōu)化礦質(zhì)混合料的配合組成設(shè)計(jì)。在瀝青路面施工中，對(duì)礦質(zhì)混合料配合進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，主要是為了能夠選配一個(gè)具有足夠密實(shí)度和內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料，然后采用級(jí)配理論，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出需要的礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍。為了應(yīng)用已有的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通常是采用規(guī)范推薦的礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍來(lái)確定；第二，確定出瀝青混合料的使用量。如果想得出JINGQUE 的瀝青混合料使用量，可以通過(guò)計(jì)算得出。通常情況下有兩個(gè)基本的方法：馬歇爾法和維姆法。中國(guó)還是采用（JTJ032-94）規(guī)定的技術(shù)方法，這是在對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐和研究成果經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)的結(jié)果。

其次，進(jìn)行瀝青生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。在目標(biāo)配合比確定之后。應(yīng)利用實(shí)際砸工的拌和機(jī)進(jìn)行試拌以確定施工配合比。在試驗(yàn)前，首先應(yīng)該根據(jù)相關(guān)情況選擇振動(dòng)篩篩號(hào)，從而能夠使得幾個(gè)熱料倉(cāng)的材料不會(huì)差別太大。比例最噠篩孔要確保排出超粒徑料，從而能夠使嘴噠粒徑篩孔通過(guò)量符合設(shè)計(jì)的基本要求。在試驗(yàn)的過(guò)程中，相關(guān)人員要按試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)的冷料比例，進(jìn)而進(jìn)行篩選，選擇出與試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)一樣進(jìn)行礦料級(jí)配計(jì)算，從而得出嘴加油石比，供試拌試鋪使用。