張　群

摘要:反射裂縫已成為半剛性基層瀝青混凝土路面和在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層的主要質(zhì)量通病。本文對(duì)瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的機(jī)理進(jìn)行分析,并提出最大限度地減少瀝青路面反射裂縫的措施。

關(guān)鍵詞:瀝青混凝土路面;反射裂縫;措施

前言:

瀝青混凝土面層是直接承受行車荷載作用和大氣降水、溫度變化影響的路面結(jié)構(gòu)層,具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,良好的溫度穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整和不透水性。與此同時(shí),反射裂縫已成為半剛性基層瀝青混凝土路面和在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層的主要質(zhì)量通病。下面將對(duì)其如何影響瀝青混凝土面層及通過施工工藝與材料的改進(jìn)來減少反射裂縫對(duì)瀝青面層的影響,最大限度地減少瀝青路面的反射裂縫進(jìn)行論述。

1 反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理

瀝青路面的反射裂縫的形成具有復(fù)雜的原因,與材料性能、結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)、溫濕循環(huán)、車輛荷載疲勞作用以及施工工藝等有關(guān)。半剛性材料、瀝青材料對(duì)溫度和濕度變化比較敏感,在其強(qiáng)度形成過程中以及營(yíng)運(yùn)期間會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和低溫收縮裂縫。在路面交通荷載重復(fù)作用下,半剛性基層的這種干縮裂縫和收縮裂縫會(huì)擴(kuò)展到瀝青路面面層形成反射裂縫。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝士面層中,反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展是由舊水泥混凝土路面板的垂直與水平位移所造成,而這些將引起路面的破壞,縮短路面的使用壽命。因此,采取切實(shí)有效的技術(shù)措施防止或延緩瀝青路面開裂和反射裂縫的產(chǎn)生,并對(duì)已發(fā)生的裂縫進(jìn)行治理是十分必要的。

2 減少瀝青混凝土路面反射裂縫的措施

2.1 通過施工工藝的改進(jìn)來減少反射裂縫

由于瀝青混凝土面層需要和半剛性基層配合才能產(chǎn)生良好的承載力和穩(wěn)定性,但如果增加瀝青面層的厚度來抵消基層反射裂縫的力量,通過計(jì)算面層要達(dá)到32cm以上才能抵御裂縫的產(chǎn)生,這么做從經(jīng)濟(jì)性和適用性上是不可取的。所以可在水泥穩(wěn)定土基層和瀝青面層之間增加一個(gè)15cm以內(nèi)的過渡層,這個(gè)過渡層能很好的抵消由基層傳上來的反射裂縫的力量,從而將反射裂縫對(duì)于瀝青面層的影響降到最低。

2.1.1 倒置結(jié)構(gòu)。方法是增加10cm左右的人工級(jí)配碩土在水泥穩(wěn)定土的上面,也叫倒置結(jié)構(gòu)。

這種做法成本增加少,施工方便,但是施工要嚴(yán)格控制級(jí)配和密實(shí)度同時(shí)要控制好碾壓得次數(shù)和振幅,以免將水泥穩(wěn)定土的強(qiáng)度破壞,這種方法適用于2級(jí)以下的公路以及城市主干道的施工,反射裂縫可減少80%。

2.1.2 增加瀝青穩(wěn)定碎石過渡層。方法是在水泥穩(wěn)定土基層上增加瀝青穩(wěn)定碎石過渡層。針對(duì)北方地區(qū)道路工程的交通量及交通組成特點(diǎn),保持路面結(jié)構(gòu)組合對(duì)交通荷載承受能力和防滑安全功能要求,采用防止半剛性基層瀝青路面裂縫反射為主要設(shè)計(jì)方案。上面曾采用道路專用增強(qiáng)纖維滲量為0.15%的改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料,減薄了水泥穩(wěn)定砂碩半剛性基層厚度,增加了6cm左右瀝青穩(wěn)定碎石過技層。使得整體瀝青路面在強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性上具有優(yōu)良路面的品質(zhì),又增加了防止裂縫向?yàn)r青面層反射的技術(shù)措施。

2.2 通過材料性能的改進(jìn)來減少反射裂縫

2.2.1 摻加纖維料。纖維的摻入,明顯改善了瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度,降低了低溫劈裂模量、提高了疲勞壽命。特別是通過低溫、直接拉伸和彎曲梁試驗(yàn),測(cè)試了纖維瀝青材料的斷裂韌度、蠕動(dòng)勁度和應(yīng)力松弛能力,用物理力學(xué)分析方法論證了纖維瀝青材料的加勁作用和斷裂韌度變化。從而顯示纖維材料提高了瀝青混合料的抗裂能力。通過纖維品種的評(píng)選和纖維用量的變化,配置出適應(yīng)本地區(qū)改性瀝青纖維SMA混合料。

2.2.2 混合集料的應(yīng)用。瀝青穩(wěn)定碎石混合料不同于瀝青碎石材料。根據(jù)功能分析,采用有一定細(xì)集料數(shù)量的連續(xù)級(jí)配的集料組合,提出的瀝青穩(wěn)定碎石ATS-25及ATS-30兩種混合集料,建議級(jí)配值介于瀝青混凝土和瀝青碎石之間,它的抗車轍穩(wěn)定性優(yōu)于瀝青混合料士材料,其強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于瀝青碎石。形成具有整體結(jié)構(gòu)密實(shí),又有一定空隙的大集料嵌擠型連接過渡層海合料。同時(shí)為指導(dǎo)施工生產(chǎn)和質(zhì)量控制,提出了ATS混合料的穩(wěn)定度、流值、空隙率和建議瀝青用量等材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。改變了AM材料嵌擠失穩(wěn),空隙過大的不利傾向。

2.3 通過對(duì)瀝青混凝土加筋增強(qiáng)自身粘聚力來減少反射裂縫

瀝青混凝土加筋能提高路面結(jié)構(gòu)層對(duì)裂縫的抑制能力、對(duì)橫向剪切破壞的抵抗能力等,達(dá)到延長(zhǎng)路面結(jié)構(gòu)的疲勞壽命、節(jié)省材料、降低費(fèi)用的目的。我國很早便開始對(duì)PG和物網(wǎng)柵進(jìn)行應(yīng)用研究,研究了塑料格柵具有兩種功能:一是能提高瀝青結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度具有長(zhǎng)期的抗拉應(yīng)力的能力;二是能使應(yīng)力均勻分布在較大的面積范圍內(nèi),減輕瀝青結(jié)構(gòu)層的徐變作用,最終達(dá)到防止瀝青路面開裂的目的。

加筋格柵具有減薄瀝青層厚度、防治反射裂縫、減少車轍作用等特點(diǎn),能加強(qiáng)瀝青混合料的整體抗拉強(qiáng)度,有效地改善路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,抵抗和延緩由于路面基層裂縫引起的瀝青混凝土路面的反射裂縫,從而提高路面的使用壽命,在來年復(fù)查減少對(duì)于路面的影響一般在60-80%左右,它受隔柵的施工以及攤鋪是對(duì)格柵的處理影響較大。由于攤鋪瀝青混凝土的攤鋪機(jī)的托梁下的瀝青混凝土料搓動(dòng)隔柵形成臃起,使得剛攤鋪的瀝青面層碾壓后由于格柵的回縮又形成新的裂縫,即使用混凝土料修補(bǔ)后還是有細(xì)小的沉降形成長(zhǎng)條凹陷,影響平整度,這在攤鋪時(shí)要特別注意,在碾壓后再用細(xì)料修補(bǔ),直到平整。

2.4 精心施工

在基層施工中,應(yīng)注意濕式養(yǎng)生并及時(shí)做封層處理以防止基層初期破壞和干縮裂縫產(chǎn)生。

2.4.1 在基層采用預(yù)留縫(縫深不小于二分之一板厚)則只在縫處鋪設(shè)土工織物的辦法防止不規(guī)則裂縫產(chǎn)生而導(dǎo)致反射裂縫的產(chǎn)生。

2.4.2 確?；鶎拥膲簩?shí)度并充分注意其壓實(shí)的均勻性,防止基層不均勻沉陷而導(dǎo)致開裂。

2.4.3 作為防治半剛性基層瀝青路面反射裂縫重要措施土工織物的應(yīng)用,在施工中應(yīng)注意清除鋪設(shè)層面的雜物,并使其鋪設(shè)牢固、順直、搭接合理(一般以15-20cm為宜)、粘層油溫度適中,避免人為或施工機(jī)具對(duì)其損壞而達(dá)不到預(yù)期效果。

2.4.4 瀝青橡膠在施工中應(yīng)重視瀝青的稠度,橡膠粉的品種、細(xì)度和含量,攪拌溫度與時(shí)間,并與施工方法密切結(jié)合,切忌在潮濕的半剛性基層上直接鋪瀝青橡膠應(yīng)力吸收薄膜,應(yīng)在基層鋪一層瀝青上封層并使其干燥以保證其質(zhì)量。

2.4.5 對(duì)原有路面處理、防裂層施工、加鋪層攤鋪等進(jìn)行嚴(yán)格控制,嚴(yán)格工序交接制度,防止隱蔽工程留有隱患。

3 總結(jié)

反射裂縫的產(chǎn)生主要是由于半剛性基層的溫度干縮應(yīng)力導(dǎo)致基層先開裂,而后在溫差應(yīng)力和荷載應(yīng)力共同作用下向面層發(fā)展。面層厚度和基層的溫縮性能是影響反射裂縫多少和發(fā)展快慢的主要因素。增加面層厚度,降低半剛性基層的溫干縮系數(shù),在基層和面層之間添加層或級(jí)配碎石以及合理施工是消除和減少反射裂縫的有效措施。