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

材料：

瀝青結(jié)合料

瀝青結(jié)合料是在瀝青混合料中起膠結(jié)作用的瀝青類材料（含添加的外摻劑、改性劑等）的總稱。它將礦質(zhì)粒料粘結(jié)成整體，增加強(qiáng)度和增強(qiáng)路面抵抗行車破壞的能力，并使路面具有抗水性。

集料：

集料是瀝青路面材料中礦物質(zhì)粒料的通稱，在路面材料中起骨架作用和填充作用。有時(shí)需數(shù)種粗、細(xì)粒料混合組成所需要的粒度級(jí)配。集料中把粒徑在 5毫米以上的稱作粗集料，5毫米及以下者稱為細(xì)集料。根據(jù)來(lái)源不同，集料可分為天然集料和人造集料兩大類。天然集料有碎石、礫石、砂、石屑等；人造集料有燒礬土、穩(wěn)定的堅(jiān)實(shí)冶金礦渣等。瀝青路面用的集料應(yīng)潔凈無(wú)泥，粗集料的顆粒宜接近立方體，多棱角，少扁片長(zhǎng)條，其抗壓強(qiáng)度不宜小于60兆帕，作重車道面層者，不宜小于80兆帕，而且能耐磨耗。集料和瀝青材料應(yīng)有良好的粘著力，不易經(jīng)水的侵蝕而剝落，如集料和瀝青粘著不良，應(yīng)摻入有效的抗剝落劑改善。選配集料時(shí)，分層鋪澆的應(yīng)為粒徑相近的各檔的同粒徑集料；拌制混合料的則常需有大小粒徑按規(guī)格配合的級(jí)配集料，這類集料也可采用分檔不同的同粒徑集料按比例摻合而成。

礦粉：

礦粉粒徑小于 0.074毫米的礦質(zhì)粒料。多用于瀝青混凝土和瀝青碎石路面，其作用為填充空隙，防止熱瀝青流淌，增強(qiáng)瀝青材料的粘結(jié)力和熱穩(wěn)定性。礦粉也要和瀝青有良好的親和力（即粘著力），能抵抗水的剝蝕作用。嘴長(zhǎng)勇的礦粉為石灰石粉。

廠拌瀝青碎石路面 :

也稱黑色碎石路面或開(kāi)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(guó)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(méi)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(wú)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(wú)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(yáng)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。