[摘 要]刚性路面加铺沥青混凝土面层，是目前城市道路旧路面改造中广泛使用的技术措施，可以最大程度利用现状路面，节省工程投资。但由于刚性路面接缝张开导致沥青面层产生的反射裂缝成为该项技术的重点和难点，本文从结合工程经验和常见的处理技术，探讨了处理反射裂缝的一些措施。

　　[关键词]沥青路面；反射裂缝；应力吸收

　　中图分类号：U416.02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0079-02

　　一、反射裂缝产生的机理和危害

　　反射裂缝是指下层混凝土板的接逢或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因，可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板的胀缩产生的水平方向的位移。

　　由于接裂缝的存在，旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力状态。车辆通过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层中由于接裂缝两侧相邻板块产生竖向位移差，而出现较大的剪切应力，这种剪切应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因。

　　沥青加铺层反射裂缝的扩展模式主要有剪切型反射裂缝及张拉型反射裂缝。交通荷载及温度作用是引起反射裂缝的两大因素。剪切型反射裂缝通常由交通荷载引起。车轮荷载驶经接缝（或裂缝）时，在车轮偏荷载的作用下，接缝（或裂缝）两侧的板端出现弯沉差，使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。此弯拉应力和剪切应力若超过沥青混合料的弯拉强度或抗剪强度，在接缝（或裂缝）处就会出现反射裂缝。而温度变化可引起张拉型反射裂缝。沥青混凝土加铺层粘附在旧面层板上，旧面层板因温度下降而收缩时，由于旧面层板与加铺层的层间粘附阻力，沥青混凝土加铺层也会相应出现收缩变形。混凝土板的收缩在两条接缝（或裂缝）内进行，混凝土板降温时会导致接缝（或裂缝）上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应力。此时拉应力若超过沥青混合料的抗拉强度，加铺层便出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。

　　反射裂缝一般先出现在轮迹处，然后再向两侧发展，初期时对路面的使用性能影响不大；但随着雨水或雪水的浸入及沥青的氧化，裂缝两侧的路面结构层，特别是裂缝附近的土基含水量加大，甚至饱和，在大量行车荷载反复作用下，产生动水压力。由于加铺路面的基层抗冲刷能力较低，旧水泥混凝土路面便出现唧泥现象，水泥混凝土板底脱空，垂直相对位移加大，路面结构的承载能力大幅下降，路面加速破坏，使用功能丧失，使用寿命缩短。

　　因此，沥青加铺层反射裂缝的控制成为旧水泥混凝土路面改造的最重要技术问题。

　　二、城市道路“白+黑”路面改造中应对反射裂缝的常见处理方法

　　1.应力吸收法

　　应力吸收是指在罩面层和原路面之间设置隔离层，主要采用弹性模量较小的材料，如土工布、油毛毡、改性沥青卷材等。这种方案本质上就是消除水泥混凝土板缝处的应力集中，把被加罩的沥青混凝土面层由应力产生的微小形变传递给低模量的隔离层，隔离层隔离了加罩层的形变，从而起到了吸收应力的作用。

　　目前城市道路改造中，应力吸收使用较多的材料是土工布。土工布采用聚酯长丝单面烧毛土工布， 要求具有优良的耐腐蚀性， 沥青浸透能力强。土工布材料技术要求如表1：

　　施工工艺为：

　　先将现砼板清除干净，并将接缝清、灌缝至饱满，然后洒布粘层油，用量约0.5L/m2，再铺设土工布贴缝，土工布烧毛的一面向上，土工布要求粘贴平整、稳固，不得有气泡。其上再洒粘层油，用量约0.5L/。为确保土工布与板块粘接牢固，必须保证土工布粘接4小时后方可铺筑沥青砼。

　　但土工布施工质量难以保障，所以近年来有其他材料代替土工布，如纤毛胎基的改性沥青卷材等。这种方法的对温度型反射裂缝效果明显，但是要求原水泥混凝土板块板体性能应良好。另外应力吸收层影响结构整体性，故加罩部分应有良好的路面结构。而且新材料价格较高。

　　2.加筋法

　　加筋法从本质上来说就是提高面层沥青混凝土的弹性模量，增加沥青面层的刚度，使沥青面层提高抗裂抗拉能力。在实际应用中，加筋有多种方法常用的有铺设钢筋网、铺设玻璃纤维格栅、采用加筋纤维沥青混凝土等。这种方法如果运用合理，能较明显减缓反射裂缝的开展，对增加路面结构强度也有帮助。但是加筋工艺各不相同，施工工艺较为复杂，加筋材料价格较高。

　　城市道路改造中，加筋法应用较少。在旧水泥混凝土路面上布置玻纤格栅加筋层，其上再铺筑沥青混凝土面层。这样铺筑的路面对防止基层裂缝反射、减少路面车辙、延长路面寿命具有显著效果。玻纤格栅具有高抗拉强度、低延伸率、无蠕变，与沥青混合料的相容性好、物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁与限制作用强等特点，其主要作用为均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。使用玻纤格栅，可增强沥青混合料的整体抗拉强度，有效地改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由于路面的基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使用寿命。

　　该工程加铺面层的结构为：

　　上面层：4.5cm厚 AC-13C型SBS改性沥青混凝土

　　防裂层：自粘型玻璃纤维格栅

　　下面层：7.5 cm厚AC-20C沥青混凝土

　　调平层：沥青混凝土或沥青稳定碎石。

　　玻璃纤维格栅的材料技术要求如下：

　　玻璃纤维格栅采用GG2540自粘型玻璃纤维格栅，要求具有优良的耐腐蚀性， 沥青浸透能力强。其技术要求如表2：

　　施工工艺为：

　　玻纤格栅铺筑于沥青混凝土的上面层和下面层之间，采取满铺方式。玻纤格栅铺筑时，应先将一端用固定器固定，然后用机械或人力拉紧，张拉伸长率为1.0%～1.5%，并用固定器固定另一端。玻纤格栅横向搭接15厘米，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端邻之下；纵向应搭接10厘米，横向采用固定器固定。纵向搭接处采用固定器固定，固定间距为1米。

　　3. 锯缝法

　　锯缝法是在加罩后的沥青面层上锯缝，并使锯缝与原水泥路面的接缝对齐，然后再灌缝封住，施工中一般采用锯横缝。这种方法是在沥青面层上预先留下假缝或称预切缝，使裂缝沿着设计要求的位置开展。当裂缝通过灌缝材料后，养护单位仅需重新灌缝即可。此方法养护费用低，养护效率高，但是施工较为复杂，尤其是要在摊铺时标明每条需要预切的缝的位置。适用范围较小，如果设计中心线与原路面中心线不在一条直线上时，采用此方法就会明显影响外观。

　　4 破碎原水泥路面法

　　破碎原水泥路面法就是将原水泥混凝土完全破碎成小块状，再用重型压路机压实，然后再在上面摊铺沥青混凝土。这种努法国外使用广泛，防反射裂缝效果最好，但是工艺复杂，需专用的破碎设备，理论上破碎后的路面在压实后不能有任何松动，否则将增加罩面层厚度，施工费用较高，施工噪音大。

　　目前此方法在公路工程（特别是等级要求不高的县市道路）中应用较多，在城市道路中较少。

　　综上可以看出，对于“白+黑”路面反射裂缝的处理方法，从原理上分析，不外乎如下几种方式：

　　（1）加强基层或者面层的结构抗裂性能，从源头上防止裂缝的产生；代表方法为采用抗裂性能高的SBS改性沥青面层，增加面层厚度等。

　　（2）设置应力吸收层，阻止裂缝发展；代表方法为采用土工布、防裂贴等土工材料。

　　（3）改变路面结构体系，将““白+黑””特殊的结构体系改善为弹性层状体系。代表方法为破碎混凝土路面法。

　　四、橡胶沥青应力吸收层技术的应用

　　橡胶沥青是指采用废旧轮胎橡胶粉进行改性的沥青。橡胶沥青推广以来，在公路工程中得到了广泛应用。国内高等级道路中，大量使用橡胶沥青作为路面。橡胶沥青应力吸收层是将单一粒径的石料均匀的满铺在橡胶沥青层上，用胶轮压路机进行嵌挤碾压，橡胶沥青被挤压到石料高度的约3/4，石料嵌锁形成后将构成结构性支撑，这时所形成碎石封层模式的路面即为橡胶沥青应力吸收层。

　　由于橡胶沥青应力吸收层的结合料和集料的特点，使其具备以下四个重要特点：

　　（1）等粒径碎石“顶天立地”，确保了其上沥青层具有良好的基础支承，使沥青面层保持较为有利的受力状态；

　　（2）较厚的橡胶沥青在水泥混凝土板表面形成一个连续的沥青膜，可以有效地阻止水分下渗；

　　（3）在水泥混凝土板上洒布的橡胶沥青既具有一定的厚度，橡胶沥青弹性恢复率大，保证了其上铺装的沥青面层与水泥混凝土板之间存在一定的水平相对位移余量；

　　⑷具有一定粒径的碎石颗粒本身具有一定的转动能力，可以削减传到沥青层底面上的应力。

　　有上述四个特点可以看出橡胶应力吸收层的作用机理就是，保持沥青铺装受力状态良好的前提下，通过较厚的界面橡胶膜水平剪切变形和碎石的转动，削减和吸收由水泥混凝土板在接缝或裂缝处的相对位移引起的沥青层的应力或应变，达到预防或延缓反射裂缝的作用。

　　橡胶沥青施工工艺：

　　（1）预拌碎石

　　为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘结，石料需预先采用油石比为0.40～0.60%的普通热沥青进行预裹，拌和温度在150℃～170℃。

　　（2）弹性活化橡胶沥青的洒布

　　在处理好的基面上喷洒弹性活化橡胶沥青。橡胶沥青用量2～3kg/ ，洒布必须均匀，沥青洒布量要严格控制，不宜多也不宜少，喷洒最大偏差量不应超过规定的±0.2kg/。沥青纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm左右。

　　（3）撒布碎石

　　喷洒橡胶沥青后应立即满铺碎石，碎石撒铺量推荐采用15～22kg/，可用碎石撒布车撒布。根据试铺情况确定，以满铺、不散失为度，对于局部碎石撒铺量不足的地方，应人工补足。最低撒布温度不低于120℃。

　　（4）碾压

　　采用轮胎压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压作业。根据需要选择压路机的数量， 施工中为了确保碾压的温度，要求胶轮紧随碎石撒布车后面碾压，距离不能超过5米，碾压遍数2～3遍为宜。

　　（5）清扫

　　碾压完毕后，清除多余的没有粘结的松散碎石，以避免影响与上层的粘结性能。

　　（6）开放交通

　　橡胶沥青应力吸收层的施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通，若期间必须开放交通，须待碾压施工完成3小时后方可开放交通，但车速不宜超过25km/h。

　　橡胶沥青应力吸收层应用于复合式路面具有以下优势

　　（1）应力吸收和减少路面反射裂缝

　　橡胶沥青应力吸收层整个结构是一种柔性体系，由于其优良的应力、应变消减和吸收能力，从而减缓沥青混凝土罩面层反射裂缝的产生

　　（2）防水作用

　　橡胶沥青应力吸收层能形成1cm左右厚度的沥青膜，同时其胶结材料对半刚性基层的各种空隙和缝隙的封闭作用，能有效防止水分浸入基层和路基，起到保护路基和基层的作用。

　　（3）粘结作用

　　橡胶沥青应力吸收层具有优良的粘结作用，与下面层和上铺装层的粘结力强，能有效将路面铺装层与基层粘结成一个整体，有利于结构整体受力，提高路面的使用寿命。

　　（4）施工速度快

　　橡胶沥青应力吸收层采用一台橡胶沥青洒布车与一台碎石撒布车或者一台同步碎石撒布车即可，施工完毕后即可施工表面铺装层，不需要如稀浆封层的养护和固化过程，故能缩短工期。

　　（5）质量更易于控制

　　橡胶沥青应力吸收层施工时，只需严格控制胶结料和碎石的撒布量以及保证撒布均匀即可保证橡胶沥青应力吸收层的施工质量，这些控制均为机械控制，故能有效地保证施工质量。

　　结束语：对于“白+黑路面”反射裂缝处理与防治的展望

　　由于橡胶沥青应力吸收层在各项功能技术指标及施工技术方面的独到之处，集中、全面的解决了复合式路面在使用过程中存在仍然存在的反射裂缝问题、水泥混凝土路面的粘结问题、面层沥青混凝土的整体稳定性问题、施工工艺问题。能够很好的提高路面铺装层使用性能和使用寿命，同时又具有很好的工程实施效果。

　　而且，从环境污染综合治理的角度上来说，利用胶粉制成胶粉复合改性沥青用于沥青混凝土路面，具有非常明显的环境保护效益，利用两废（废轮胎、废PE材料）用于沥青的改性剂，可以减少环境中的黑色污染和白色污染。还可以降低行车噪音，社会效益是十分明显的。

　　因此，笔者认为，采用橡胶沥青作为应力吸收层用于“白+黑路面”反射裂缝的处理方法，完全具备作为今后复合式路面及其他各型路面铺装的重点发展实施方向的潜力。

　　作者简介

　　张勇（1981--），男，湖北当阳人，工程师，研究方向：市政工程

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