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摘要阐述了近年来旧水泥砼路面结构在升级过程中采用沥青砼罩面补强，反射裂缝的出现主要有断裂力学分析中的剪切模式和张开模式两类，本论文就对剪切模式反射裂缝的成因进行分析，并提出沥青砼罩面补强剪切模式反射裂缝防护措施。
关键词旧路改造罩面补强剪切模式反射裂缝防护措施
中图分类号：U416文献标识码： A
1.沥青混凝土罩面补强剪切模式反射裂缝的机理分析
1. 1反射裂缝机理
大量研究表明，反射裂缝的产生是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用。在行车荷载特别是重车、超重车的反复作用下，沥青结构层底面产生的拉应力超过了材料的疲劳强度，底面先开裂并逐渐向上扩展到路表；或者基层因温度和含水量变化而造成温缩和干缩开裂，当行车荷载通过时基层裂缝两端部之间将会产生竖向位移差，在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳破坏而导致开裂。【2】
影响沥青砼罩面补强产生反射裂缝最主要的因素为：荷载作用引起裂缝或接缝处的竖向位移、温度变化引起的水平向伸缩【3】。根据断裂力学中对剪切模式的描述，旧砼路面结构补强采用沥青砼罩面后，原水泥混凝土路面结构裂缝和接缝处无约束为自由端，由沥青砼面层传递下来的车辆荷载就会在此处产生应力集中见图Ⅰ，当集中的应力大于沥青砼面层断裂任性指标时就会出现沥青砼下层的开裂见图Ⅱ，下层裂缝引起上面层底面先开裂，并由此逐渐贯穿到面层表面的裂缝见图Ⅲ，这就为旧砼路面罩面补强后难解决的剪切模式反射裂缝问题。
1. 2 剪切模式反射裂缝成因
当车轮荷载驶过接缝或裂缝时接缝或裂缝两侧相邻板端便会产生弯沉差，使接缝或裂缝上方的沥青砼材料内产生应力集中使加铺层经受较大的剪应力。此剪应力超过沥青混合料的抗弯强度时，在接缝或裂缝处便会出现反射裂缝。
2 剪切模式反射裂缝的防治措施
实践表明，反射裂缝是旧水泥砼路面上的沥青加铺层的主要病害，是沥青砼加铺层早期破坏的根源。在沥青加铺层有了裂缝后要及时加以维修，保证路面的有效使用寿命。反射裂缝损坏的形式表现为裂缝处面层剥落和碎裂。由此引起的另一个问题是外界的水分从裂缝处渗入，从而使沥青加铺层与基层的粘结丧失，并发生唧泥现象，使基层的承载能力降低。对于反射裂缝的研究，国外从1932年就已开始，并尝试了许多预防措施，虽然目前还没有找到能防止沥青砼加铺层产生反射裂缝的有效措施。但是，在一定环境条件下采取的一些措施可以减少或延缓反射裂缝的产生。
2.1 沥青砼罩面补强前对旧水泥砼的处理措施
2.1.1 对水泥砼板块脱空的处理：采取将旧水泥砼面板破碎，清运，用C15砼修复松散基层，重新浇筑砼，强度要求不低于原砼强度；对于有贯穿全板的纵，横，斜向裂缝的板块，也按脱空板处理方法处理；角隅断裂，按缝碎裂的处理，围绕裂缝一定长度和宽度用切割机切割成矩形，破碎清除，检查确认基层板体性，若板体性较差，则逐层下挖，直到板体性较好的层面，然后按脱空板处理方法处理；错台的处理，对于无二灰碎石的路段，错台小于或等于10mm的可以不处理，错台大于10mm时，将高出一侧的板块边缘30－55cm范围内，用人工削平至下沉板块边缘平齐，对铺设二灰碎石的路段，错台可以不处理。
3.1.2 水泥砼面板下压浆：对单点实测弯沉值在20－40之间的水泥砼板进行钻孔压浆，可以有效地减小接缝或裂缝处板的位移，有助于减少反射裂缝。
3.1.3 破碎水泥砼板：用冲击锤将旧水泥砼面板破碎成小于30*30cm的砼块，并用振动压路机碾压，使其与下面的基层充分接触，再用水泥浆进行稳固。由于板块尺寸减小，温度下降时的砼块的收缩位移大大减小，从而可以明显延缓反射裂缝。
3.1.4填缝：在摊铺加铺层之前，不管是否用橡胶沥青层，土工织物或开级配混合料，对于宽度大于6mm的裂缝都应进行填缝处理。填缝的目的是限制路表水进入基层，基层的含水量小了，支承能力就大，在荷载作用下的弯沉就小，其结果是不容易产生反射裂缝，填缝的材料可用橡胶沥青或聚胺脂等材料。
3.1.5 改性沥青油毡贴缝：在旧水泥砼路面修补完成，弯沉及弯沉差达到要求后，采用APP改性沥青油毡对旧水泥砼面板的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。应用改性沥青油毡贴缝可以减少地表水通过旧水泥砼面板接缝渗透入下层的危险。
3.2 设置有效的应力消减夹层
设置应变消减夹层的目的是将恢复路面表面性能所需的加铺层厚度减到最小，同时延缓或防止路面产生反射裂缝。
3.2.1设置橡胶沥青夹层
在沥青加铺层铺筑之前，在已开裂的旧路面上或整下层上，将模量为10－100Mpa的橡膠沥青做成一层厚1－3cm膜，这层膜称作应变消减膜夹层。它可以使旧路面的位移不传递到沥青加铺层，减少加铺层中由旧路面裂缝造成的应力，从而减少反射裂缝。并能有效地阻止表面水渗入基层，从而减少沥青路面的水损坏。
3.2.2设置土工织物夹层
土工织物包括聚丙烯或聚脂织物和聚乙烯，聚丙烯或聚脂无纺织物。大量的工程实践表明，使用土工织物可以改善路面结构的应力分布，明显地减少和延缓反射裂缝。在旧水泥路面的纵，横缝上粘贴无纺土工布，还能有效的减少路表水通过接缝渗入基层。与橡胶沥青相比，土工织物具有弹性模量高，极限应变大的性能，其抗裂性优于橡胶沥青。
3.2.3设置格栅夹层
格栅包括聚丙烯或聚脂土工格栅，玻纤格栅和金属格栅。玻纤格栅是一种性能优良的新型土工建材。这具有很高的耐热性和优良的耐寒性，强度大，模量高，化学稳定性好，膨胀系数低等特点。设置玻纤格栅夹层能够起到减少车辙，推迟疲劳裂缝的产生及延缓反射裂缝发展的作用。同时，它的耐高温稳定性好，摊铺热沥青砼时不会产生变形，便于施工。
3.2.4设置开级配沥青砼底层
开级配沥青砼底层能在一定程度消减旧水泥砼路面裂缝所产生的应力，从而减少和延缓反射裂缝。但是，当设置薄层开级配沥青砼时，效果不明显，一般认为开级配沥青砼底层厚度不得小于8cm。
3.2.5设置二灰碎石基层
在旧水泥砼路面上设置二灰碎石基层，能在一定程度上减少和延缓反射裂缝。二灰碎石基层应视旧路面的损坏程度而定，一般厚度不宜小于15cm。
3.3 提高沥青加铺层的抗裂性
影响沥青砼加铺层抗裂性的三方面因素：沥青的稠度和氧化速度 沥青混合料的孔隙率沥青混合料中沥青的含量
4结语
沥青砼罩面是旧水泥砼路面改造补强有效的方法之一，随之面对的是道路补强升级后长时间使用反射裂缝的出现问题，影响反射裂缝的因素有很多，但本文针对剪切模式反射裂缝的成因提出了一下防治措施：
1）沥青砼罩面补强前对旧水泥砼的处理措施；
2）设置有效的应力消减夹层；
3）提高沥青加铺层的抗裂性；
参考文献：
[1] 旧水泥砼路面采用沥青砼补强反射裂缝的防治荆宏艺
[2]黄晓明，朱 湘．沥青路面设计[M]、北京：人民交通出版社，2002；
[3]公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）人民交通出版社；
关键词旧路改造罩面补强剪切模式反射裂缝防护措施
中图分类号：U416文献标识码： A
1.沥青混凝土罩面补强剪切模式反射裂缝的机理分析
1. 1反射裂缝机理
大量研究表明，反射裂缝的产生是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用。在行车荷载特别是重车、超重车的反复作用下，沥青结构层底面产生的拉应力超过了材料的疲劳强度，底面先开裂并逐渐向上扩展到路表；或者基层因温度和含水量变化而造成温缩和干缩开裂，当行车荷载通过时基层裂缝两端部之间将会产生竖向位移差，在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳破坏而导致开裂。【2】
影响沥青砼罩面补强产生反射裂缝最主要的因素为：荷载作用引起裂缝或接缝处的竖向位移、温度变化引起的水平向伸缩【3】。根据断裂力学中对剪切模式的描述，旧砼路面结构补强采用沥青砼罩面后，原水泥混凝土路面结构裂缝和接缝处无约束为自由端，由沥青砼面层传递下来的车辆荷载就会在此处产生应力集中见图Ⅰ，当集中的应力大于沥青砼面层断裂任性指标时就会出现沥青砼下层的开裂见图Ⅱ，下层裂缝引起上面层底面先开裂，并由此逐渐贯穿到面层表面的裂缝见图Ⅲ，这就为旧砼路面罩面补强后难解决的剪切模式反射裂缝问题。
1. 2 剪切模式反射裂缝成因
当车轮荷载驶过接缝或裂缝时接缝或裂缝两侧相邻板端便会产生弯沉差，使接缝或裂缝上方的沥青砼材料内产生应力集中使加铺层经受较大的剪应力。此剪应力超过沥青混合料的抗弯强度时，在接缝或裂缝处便会出现反射裂缝。
2 剪切模式反射裂缝的防治措施
实践表明，反射裂缝是旧水泥砼路面上的沥青加铺层的主要病害，是沥青砼加铺层早期破坏的根源。在沥青加铺层有了裂缝后要及时加以维修，保证路面的有效使用寿命。反射裂缝损坏的形式表现为裂缝处面层剥落和碎裂。由此引起的另一个问题是外界的水分从裂缝处渗入，从而使沥青加铺层与基层的粘结丧失，并发生唧泥现象，使基层的承载能力降低。对于反射裂缝的研究，国外从1932年就已开始，并尝试了许多预防措施，虽然目前还没有找到能防止沥青砼加铺层产生反射裂缝的有效措施。但是，在一定环境条件下采取的一些措施可以减少或延缓反射裂缝的产生。
2.1 沥青砼罩面补强前对旧水泥砼的处理措施
2.1.1 对水泥砼板块脱空的处理：采取将旧水泥砼面板破碎，清运，用C15砼修复松散基层，重新浇筑砼，强度要求不低于原砼强度；对于有贯穿全板的纵，横，斜向裂缝的板块，也按脱空板处理方法处理；角隅断裂，按缝碎裂的处理，围绕裂缝一定长度和宽度用切割机切割成矩形，破碎清除，检查确认基层板体性，若板体性较差，则逐层下挖，直到板体性较好的层面，然后按脱空板处理方法处理；错台的处理，对于无二灰碎石的路段，错台小于或等于10mm的可以不处理，错台大于10mm时，将高出一侧的板块边缘30－55cm范围内，用人工削平至下沉板块边缘平齐，对铺设二灰碎石的路段，错台可以不处理。
3.1.2 水泥砼面板下压浆：对单点实测弯沉值在20－40之间的水泥砼板进行钻孔压浆，可以有效地减小接缝或裂缝处板的位移，有助于减少反射裂缝。
3.1.3 破碎水泥砼板：用冲击锤将旧水泥砼面板破碎成小于30*30cm的砼块，并用振动压路机碾压，使其与下面的基层充分接触，再用水泥浆进行稳固。由于板块尺寸减小，温度下降时的砼块的收缩位移大大减小，从而可以明显延缓反射裂缝。
3.1.4填缝：在摊铺加铺层之前，不管是否用橡胶沥青层，土工织物或开级配混合料，对于宽度大于6mm的裂缝都应进行填缝处理。填缝的目的是限制路表水进入基层，基层的含水量小了，支承能力就大，在荷载作用下的弯沉就小，其结果是不容易产生反射裂缝，填缝的材料可用橡胶沥青或聚胺脂等材料。
3.1.5 改性沥青油毡贴缝：在旧水泥砼路面修补完成，弯沉及弯沉差达到要求后，采用APP改性沥青油毡对旧水泥砼面板的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。应用改性沥青油毡贴缝可以减少地表水通过旧水泥砼面板接缝渗透入下层的危险。
3.2 设置有效的应力消减夹层
设置应变消减夹层的目的是将恢复路面表面性能所需的加铺层厚度减到最小，同时延缓或防止路面产生反射裂缝。
3.2.1设置橡胶沥青夹层
在沥青加铺层铺筑之前，在已开裂的旧路面上或整下层上，将模量为10－100Mpa的橡膠沥青做成一层厚1－3cm膜，这层膜称作应变消减膜夹层。它可以使旧路面的位移不传递到沥青加铺层，减少加铺层中由旧路面裂缝造成的应力，从而减少反射裂缝。并能有效地阻止表面水渗入基层，从而减少沥青路面的水损坏。
3.2.2设置土工织物夹层
土工织物包括聚丙烯或聚脂织物和聚乙烯，聚丙烯或聚脂无纺织物。大量的工程实践表明，使用土工织物可以改善路面结构的应力分布，明显地减少和延缓反射裂缝。在旧水泥路面的纵，横缝上粘贴无纺土工布，还能有效的减少路表水通过接缝渗入基层。与橡胶沥青相比，土工织物具有弹性模量高，极限应变大的性能，其抗裂性优于橡胶沥青。
3.2.3设置格栅夹层
格栅包括聚丙烯或聚脂土工格栅，玻纤格栅和金属格栅。玻纤格栅是一种性能优良的新型土工建材。这具有很高的耐热性和优良的耐寒性，强度大，模量高，化学稳定性好，膨胀系数低等特点。设置玻纤格栅夹层能够起到减少车辙，推迟疲劳裂缝的产生及延缓反射裂缝发展的作用。同时，它的耐高温稳定性好，摊铺热沥青砼时不会产生变形，便于施工。
3.2.4设置开级配沥青砼底层
开级配沥青砼底层能在一定程度消减旧水泥砼路面裂缝所产生的应力，从而减少和延缓反射裂缝。但是，当设置薄层开级配沥青砼时，效果不明显，一般认为开级配沥青砼底层厚度不得小于8cm。
3.2.5设置二灰碎石基层
在旧水泥砼路面上设置二灰碎石基层，能在一定程度上减少和延缓反射裂缝。二灰碎石基层应视旧路面的损坏程度而定，一般厚度不宜小于15cm。
3.3 提高沥青加铺层的抗裂性
影响沥青砼加铺层抗裂性的三方面因素：沥青的稠度和氧化速度 沥青混合料的孔隙率沥青混合料中沥青的含量
4结语
沥青砼罩面是旧水泥砼路面改造补强有效的方法之一，随之面对的是道路补强升级后长时间使用反射裂缝的出现问题，影响反射裂缝的因素有很多，但本文针对剪切模式反射裂缝的成因提出了一下防治措施：
1）沥青砼罩面补强前对旧水泥砼的处理措施；
2）设置有效的应力消减夹层；
3）提高沥青加铺层的抗裂性；
参考文献：
[1] 旧水泥砼路面采用沥青砼补强反射裂缝的防治荆宏艺
[2]黄晓明，朱 湘．沥青路面设计[M]、北京：人民交通出版社，2002；
[3]公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）人民交通出版社；