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摘要：近年来，我国沥青路面建设取得了迅猛发展，为我国的社会经济建设做出了巨大贡献。由于交通量的迅猛增加以及气候的复杂变化，我国沥青路面反射裂缝病害非常突出，已经严重影响了沥青路面的使用性能。本文结合工程实践案例，对沥青路面反射裂缝的形成机理、防治现状及研究方向进行了深入的研究。
关键词：沥青路面；反射裂缝；防治现状；研究方向
1、工程概况
龙游县21省道至46省道连接线工程，本标段为第I合同段，起点桩号K0+000，终点桩号K4+600。其中1座下承式系杆拱桥（驿前大桥桩号为K0+368.20～K0+666.80），桥长298.60m，桥宽34.1m。上部结构采用2×25m（预应力砼简支组合小箱梁）+2×83m（下承式钢筋砼系杆拱）+3×25m（预应力砼先简支后连续组合小箱梁），下部结构主桥采用实体墩、承台加群桩基础，引桥采用柱式墩台，桩基础。设计荷载：公路-Ⅰ级；设计洪水频率：1/100；地震基本烈度：地震动峰值加速度<0.05g，相当于地震基本烈度小于Ⅵ度。主桥结构形式为Lk=83m下承式系杆拱桥，拱肋的理论计算跨径为L=80m，計算矢高f=16m，矢跨比1/5，理论拱轴线方程为Y=4fx/L-4 fx2/L2二次抛物线。
2、反射裂缝的形成机理
一般把反射裂缝的形成过程分为两个阶段，一个是反射裂缝的发生阶段，一个是反射裂缝的扩展阶段。
2.1反射裂缝的发生阶段
根据反射裂缝的形成原因，一般把反射裂缝分为温度型反射裂缝与荷载型反射裂缝。温度型反射裂缝是由于路面温度发生变化引起的，荷载型反射裂缝是由于路面车辆荷载变化引起的。
由于自然原因昼夜温度变化很大，这种温差反应到沥青路面上，就会出现沥青路面由于温差的原因内部出现应力的不均匀，当这种应力大于沥青路面本身的内力时，就会出现裂缝。沥青面层的表面在基层裂缝的上方开裂，逐步向下扩展，直到和旧的裂缝联通。
车辆荷载作用于沥青表面时，会产生两次剪切效应，竖向拉应力不够使得产生竖向裂缝，最终引起反射裂缝的产生与扩展。
2.2反射裂缝的扩展阶段
反射裂缝一旦形成，由于受温度的持续影响以及车辆荷载的间断性作用，反射裂缝进入扩展阶段。研究发现，温度作用于反射裂缝的效应对于整个路面而言均是一样的，而车辆荷载一般是按照相应的频率分布于行车道上的。
对于不同的地区受当地气候条件、经济发展状况、交通量大小等因素影响，不同的沥青路面其发射裂缝的机理是不尽相同的，有的仅是温度引起的，有的仅是车辆荷载引起的，有点为温度与车辆荷载一起引起的，所以对于反射裂缝的防治首先要分析出其产生的原因。
3、反射裂缝的防治现状
对于反射裂缝的防治，国内外主要有以下几种防治措施：
1）增加沥青面层的层厚
设计时增加沥青面层的层厚是目前改善沥青面层反射裂缝常用方法，其作用机理是，一方面降低温度变化对沥青路面拉应力的影响，另一方面沥青面层的加厚可以增加沥青路面结构的弯曲刚度，降低剪切应力。一般情况下，增加后的面层厚度在15厘米至25厘米间。当然增加沥青面层层厚也会产生一些负面影响，比如，增加沥青面层厚度会影响路面的标高；增加沥青面层厚度也会增加工程造价；增加沥青面层厚度在夏天高温季节时易出现车辙现象等等。所以沥青面层增加多少也结合当地实际情况来进行设计，不能盲目以厚为目标，而导致其他病害的产生。
2）半刚性基层材料的合理组成设计
研究发现，半刚性基层易引起反射裂缝，所以加强半刚性基层的设计也是非常重要的方面。一般可以通过合理设计半刚性基层的材料来减轻反射裂缝的发生，具体包括：增加粗集料所占比重，减少水泥含量，并尽量选用干缩系数小的水泥，合理设计混合料级配等。以上措施均可以减少基层引起反射裂缝的发生，但不能完全消除反射裂缝的产生。
3）基层和面层间增设级配碎石层
在半刚性基层与沥青面层之间增设一个级配碎石层，选用优质的级配碎石。这样的设计可以极大的减少半刚性基层反射裂缝的发生。
4）加铺土工织物或格珊
试验发现，在基层与沥青层之间加铺土工织物或格珊，可以有效的增加沥青混凝土的抗拉强度和抗变形能力。通过对比发现，加铺了的比未加铺的反射裂缝的数量减少了十几倍，车辙减少了一半左右。
4、反射裂缝的研究方向
对沥青路面反射裂缝的研究，国内外许多学者一般都是按照两种方向进行，一是力学理论分析法，另一个是试验分析法。本文对两种方法分别进行了阐述，具体如下。
4.1 断裂力学法
由断裂力学理论可以知道，沥青路面裂缝的扩展模式一般有三种，拉裂式、剪裂式、撕裂式。自然环境下，车辆荷载的不同、温度条件的不同等因素均会引起不一样的开裂模式。周富杰研究发现对于旧水泥路面加铺沥青层罩面引起的反射裂缝，裂缝尖端的拉裂式应力强度因子控制着裂缝初期的发展，剪裂式的应力强度因子控制着裂纹后期的扩展[3]。吴昌等人研究了半刚性路面中基层裂缝的温度应力场，发现了裂缝尖端应力强度因子的理论解，进一步定量研究了温缩裂缝的扩散原理[4]。黄金等人研究了旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝的应力分析，试验发现，当车辆荷载与温度共同作用时，当沥青加铺层的层厚增大时，裂缝扩张的应力强度在变小[5]。
由此可以得到，车辆荷载与地面温度一起决定了沥青路面反射裂缝的大小与深度。断裂力学分析方法从理论、力学方面分析了反射裂缝的扩张机理，为以后反射裂缝的研究方向提供了理论参考。
4.2 试验模拟法
一个好的理论的提出必须经得起试验的检测，一个好的试验方案也可以为实际工程提供技术参考。对于反射裂缝的研究，许多学者进行了大量的试验模拟，得到了许多重要的研究结论。试验模拟一般分为两类：室内模拟试验与室外试验。
1）室内模拟试验
室内模拟试验主要有两种：室内沥青混合料疲劳性能改进试验与室内车辙轮碾试验。室内沥青混合料疲劳性能改进试验的试验理论为：对疲劳试验进行改装，上层为沥青面层，下层为半刚性基层，模拟沥青面层发生反射裂缝后其受力情况。通过该试验可以得出沥青混合料反射裂缝的扩张情况，以及裂缝发展情况与车辆荷载大小之间的关系。初始裂缝次数为沥青混合料刚出现裂缝时，车辆荷载作用的次数；断裂次数为反射裂缝穿透整个沥青混合料时，车辆荷载作用的次数。通过初始裂缝次数与断裂次数，可以得出反射裂缝的发展速度，进而通过反射裂缝的发展速度来评价沥青混合料的抵抗反射裂缝的能力。
室内车辙轮碾试验也是一种改进试验，它是改进沥青混合料车辙板的受力情况，来模拟沥青混合料在车辆荷载作用下，其发生反射裂缝的变化状况。通过沥青混合料车辙板反射裂缝的变化情况与碾压次数之间的关系，来评价其抵抗反射裂缝的能力。
2）室外试验
室内模拟试验受试验条件限制，包括试件尺寸、环境变化等，并不能完全真实有效的反应现场情况，它是有一定的局限性的。室外试验可以真实确切的表达所有参数，是真实有效的。目前而言室外试验有两种，一种为美国AASHO试验路，优点为真实车辆作用下的试验，精确度最高；不足是时间长。另一个是南非的HVS试验、澳大利亚的ALF试验。
5、结语
反射裂缝作为沥青路面的一种常见病害，对其必须引起足够的重视。文章从反射裂缝的产生机理、反射裂缝的防治现状以及反射裂缝的研究方法等方面进行了详细的分析。反射裂缝的防治与研究是一项长期工作，综合治理才见成效。
参考文献
[1]郑健龙.半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1991
[2]陈贵峰.高等级公路沥青路面反射裂缝的分析与防治[J].重庆交通学院学报，2003（3）
关键词：沥青路面；反射裂缝；防治现状；研究方向
1、工程概况
龙游县21省道至46省道连接线工程，本标段为第I合同段，起点桩号K0+000，终点桩号K4+600。其中1座下承式系杆拱桥（驿前大桥桩号为K0+368.20～K0+666.80），桥长298.60m，桥宽34.1m。上部结构采用2×25m（预应力砼简支组合小箱梁）+2×83m（下承式钢筋砼系杆拱）+3×25m（预应力砼先简支后连续组合小箱梁），下部结构主桥采用实体墩、承台加群桩基础，引桥采用柱式墩台，桩基础。设计荷载：公路-Ⅰ级；设计洪水频率：1/100；地震基本烈度：地震动峰值加速度<0.05g，相当于地震基本烈度小于Ⅵ度。主桥结构形式为Lk=83m下承式系杆拱桥，拱肋的理论计算跨径为L=80m，計算矢高f=16m，矢跨比1/5，理论拱轴线方程为Y=4fx/L-4 fx2/L2二次抛物线。
2、反射裂缝的形成机理
一般把反射裂缝的形成过程分为两个阶段，一个是反射裂缝的发生阶段，一个是反射裂缝的扩展阶段。
2.1反射裂缝的发生阶段
根据反射裂缝的形成原因，一般把反射裂缝分为温度型反射裂缝与荷载型反射裂缝。温度型反射裂缝是由于路面温度发生变化引起的，荷载型反射裂缝是由于路面车辆荷载变化引起的。
由于自然原因昼夜温度变化很大，这种温差反应到沥青路面上，就会出现沥青路面由于温差的原因内部出现应力的不均匀，当这种应力大于沥青路面本身的内力时，就会出现裂缝。沥青面层的表面在基层裂缝的上方开裂，逐步向下扩展，直到和旧的裂缝联通。
车辆荷载作用于沥青表面时，会产生两次剪切效应，竖向拉应力不够使得产生竖向裂缝，最终引起反射裂缝的产生与扩展。
2.2反射裂缝的扩展阶段
反射裂缝一旦形成，由于受温度的持续影响以及车辆荷载的间断性作用，反射裂缝进入扩展阶段。研究发现，温度作用于反射裂缝的效应对于整个路面而言均是一样的，而车辆荷载一般是按照相应的频率分布于行车道上的。
对于不同的地区受当地气候条件、经济发展状况、交通量大小等因素影响，不同的沥青路面其发射裂缝的机理是不尽相同的，有的仅是温度引起的，有的仅是车辆荷载引起的，有点为温度与车辆荷载一起引起的，所以对于反射裂缝的防治首先要分析出其产生的原因。
3、反射裂缝的防治现状
对于反射裂缝的防治，国内外主要有以下几种防治措施：
1）增加沥青面层的层厚
设计时增加沥青面层的层厚是目前改善沥青面层反射裂缝常用方法，其作用机理是，一方面降低温度变化对沥青路面拉应力的影响，另一方面沥青面层的加厚可以增加沥青路面结构的弯曲刚度，降低剪切应力。一般情况下，增加后的面层厚度在15厘米至25厘米间。当然增加沥青面层层厚也会产生一些负面影响，比如，增加沥青面层厚度会影响路面的标高；增加沥青面层厚度也会增加工程造价；增加沥青面层厚度在夏天高温季节时易出现车辙现象等等。所以沥青面层增加多少也结合当地实际情况来进行设计，不能盲目以厚为目标，而导致其他病害的产生。
2）半刚性基层材料的合理组成设计
研究发现，半刚性基层易引起反射裂缝，所以加强半刚性基层的设计也是非常重要的方面。一般可以通过合理设计半刚性基层的材料来减轻反射裂缝的发生，具体包括：增加粗集料所占比重，减少水泥含量，并尽量选用干缩系数小的水泥，合理设计混合料级配等。以上措施均可以减少基层引起反射裂缝的发生，但不能完全消除反射裂缝的产生。
3）基层和面层间增设级配碎石层
在半刚性基层与沥青面层之间增设一个级配碎石层，选用优质的级配碎石。这样的设计可以极大的减少半刚性基层反射裂缝的发生。
4）加铺土工织物或格珊
试验发现，在基层与沥青层之间加铺土工织物或格珊，可以有效的增加沥青混凝土的抗拉强度和抗变形能力。通过对比发现，加铺了的比未加铺的反射裂缝的数量减少了十几倍，车辙减少了一半左右。
4、反射裂缝的研究方向
对沥青路面反射裂缝的研究，国内外许多学者一般都是按照两种方向进行，一是力学理论分析法，另一个是试验分析法。本文对两种方法分别进行了阐述，具体如下。
4.1 断裂力学法
由断裂力学理论可以知道，沥青路面裂缝的扩展模式一般有三种，拉裂式、剪裂式、撕裂式。自然环境下，车辆荷载的不同、温度条件的不同等因素均会引起不一样的开裂模式。周富杰研究发现对于旧水泥路面加铺沥青层罩面引起的反射裂缝，裂缝尖端的拉裂式应力强度因子控制着裂缝初期的发展，剪裂式的应力强度因子控制着裂纹后期的扩展[3]。吴昌等人研究了半刚性路面中基层裂缝的温度应力场，发现了裂缝尖端应力强度因子的理论解，进一步定量研究了温缩裂缝的扩散原理[4]。黄金等人研究了旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝的应力分析，试验发现，当车辆荷载与温度共同作用时，当沥青加铺层的层厚增大时，裂缝扩张的应力强度在变小[5]。
由此可以得到，车辆荷载与地面温度一起决定了沥青路面反射裂缝的大小与深度。断裂力学分析方法从理论、力学方面分析了反射裂缝的扩张机理，为以后反射裂缝的研究方向提供了理论参考。
4.2 试验模拟法
一个好的理论的提出必须经得起试验的检测，一个好的试验方案也可以为实际工程提供技术参考。对于反射裂缝的研究，许多学者进行了大量的试验模拟，得到了许多重要的研究结论。试验模拟一般分为两类：室内模拟试验与室外试验。
1）室内模拟试验
室内模拟试验主要有两种：室内沥青混合料疲劳性能改进试验与室内车辙轮碾试验。室内沥青混合料疲劳性能改进试验的试验理论为：对疲劳试验进行改装，上层为沥青面层，下层为半刚性基层，模拟沥青面层发生反射裂缝后其受力情况。通过该试验可以得出沥青混合料反射裂缝的扩张情况，以及裂缝发展情况与车辆荷载大小之间的关系。初始裂缝次数为沥青混合料刚出现裂缝时，车辆荷载作用的次数；断裂次数为反射裂缝穿透整个沥青混合料时，车辆荷载作用的次数。通过初始裂缝次数与断裂次数，可以得出反射裂缝的发展速度，进而通过反射裂缝的发展速度来评价沥青混合料的抵抗反射裂缝的能力。
室内车辙轮碾试验也是一种改进试验，它是改进沥青混合料车辙板的受力情况，来模拟沥青混合料在车辆荷载作用下，其发生反射裂缝的变化状况。通过沥青混合料车辙板反射裂缝的变化情况与碾压次数之间的关系，来评价其抵抗反射裂缝的能力。
2）室外试验
室内模拟试验受试验条件限制，包括试件尺寸、环境变化等，并不能完全真实有效的反应现场情况，它是有一定的局限性的。室外试验可以真实确切的表达所有参数，是真实有效的。目前而言室外试验有两种，一种为美国AASHO试验路，优点为真实车辆作用下的试验，精确度最高；不足是时间长。另一个是南非的HVS试验、澳大利亚的ALF试验。
5、结语
反射裂缝作为沥青路面的一种常见病害，对其必须引起足够的重视。文章从反射裂缝的产生机理、反射裂缝的防治现状以及反射裂缝的研究方法等方面进行了详细的分析。反射裂缝的防治与研究是一项长期工作，综合治理才见成效。
参考文献
[1]郑健龙.半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1991
[2]陈贵峰.高等级公路沥青路面反射裂缝的分析与防治[J].重庆交通学院学报，2003（3）