混凝土裂缝防治技术_路面反射裂缝防治技术初探

　　【摘 要】本文对路面形成反射裂缝的原因进行了简要分析，并提出了延缓反射裂缝的主要方法，并已投入到实际使用当中，效果评价良好，具有一定的现实意义。　　【关键词】沥青罩面；反射裂缝
　　引言
　　旧混凝土路面补强时常在原有路面上加铺一层沥青罩面，当混凝土位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时，罩面层就会开裂，这种裂缝即称为反射裂。这种裂缝的出现会大大缩短路面的使用寿命。在旧有的水泥混凝土路面的接缝、裂缝处，其上部的新的沥青混凝土加铺层在使用的短时间内出现的对应的裂缝。在进行柔性路面结构组合设计过程中，在半刚性基层上铺筑面层时，对等级较高的道路应适当加厚面层或铺设土工织物或采取其他措施以减轻反射裂缝。
　　1 反射裂缝主要原因
　　路面反射裂缝的形成原因众多，其主要原因有以下几点。
　　（1）当路面受到行驶车辆载荷的重复冲击，特别是在超载荷作用下，使水泥混凝土路面的相邻板块上下频繁错动，相应部位处的沥青混凝土形变应力集中，造成沥青混凝土铺装层开裂。
　　（2）当地表水侵蚀到水泥混凝土伸缩缝（含裂缝）处，使该部位的路基松软，加剧了水泥混凝土板块的上下位移量，促使沥青混凝土铺装层开裂。
　　（3）温度的变化，造成水泥混凝土板块热胀冷缩，引起板块水平位移。
　　2 延缓反射裂缝的主要方法
　　2.1 格栅法
　　在与未增强的沥青层厚度相同的情况下，使用该材料增强的公路的疲劳寿命的延长系数是4-7年。在整个沥青混凝土公路是建在相当薄弱的下层基础上时，用一层土工格栅能节约50-100mm厚的高质量沥青混凝土。能有效地控制、延缓及阻止由低温引起的开裂及由基础层裂缝引起的反射裂缝的发生。有效地用玻璃纤维土工格栅增强材料增强沥青混凝土的最小厚度是40mm，土工格栅应放在该层沥青混凝土的底部。使用玻璃纤维土工格栅增加的沥青路面可减少车辙50%以上。在维修系统中在原有严重开裂的沥青混凝土路面中铺沥青混凝土层。在刚性混凝土路面加铺沥青混凝土层：在半刚性基础层上面加铺沥青混凝土层。以上三种路面加铺层采用玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土，可有效阻止及延缓反射裂缝的产生，快速地吸收和扩散由重力所引起的应力、降低工程造价，延长用寿命，降低维护费用。40mm厚玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土面层的强度相当于不用玻璃纤维土工格栅增强沥青混凝土面层100mm-175mm（4-7英寸）厚的强度。在多年前，它们首先用于道路建设， 今天它们被大规 模的生产和使用。经编土工格栅、钢塑土工格栅得到了认可。在土工台成材料中，实际采用了各种形式 的纺织结构。根据其用途选择，除非织造布外，对于需要增强的场合大量使用 网状织物。这些网状织物又被称为土工格栅。单向拉伸塑料土工格栅: 单向塑料土工格栅是一种以高分子聚合物为主要原料，加入一定的防紫外线、抗老化助剂，经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列呈线性状态的高强度土工材料。塑料土工格栅根据高分子聚合物的物理特性，在一定的温控条件下，作定向拉伸，故在拉伸方向强度很高，抗拉强度达到100-200Mpa屈服伸长率只有4—10%，接近低碳钢的水平，大大优于传统的或现有的加筋材料，是非常理想的土木工程加固、加筋增强体合成材料。
　　玻纤格栅是选用优质增强型无碱玻纤纱，利用国外先进经编机织成基材，采用经编定向结构，充分利用织物中纱线强力，改善其力学性能，使其具有良好的抗拉强度，抗撕裂强度和耐蠕变性能，并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。其因循相似相容原理，重点突出其与沥青混合料的复合性能，并充分保护玻纤基材，极大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力，从而得以用于路面增强，抵抗裂缝车辙等公路病害产生，结束了沥青路面难以增强的难题。产品有强度高、伸长率低、耐高温、模量高、重量轻、韧性好、耐腐蚀、寿命长等特点，可广泛应用于旧的水泥路面、机场跑道的维修、堤坝、河岸、边坡防护、道桥路面增强处理等工程领域，可给路面增强、补强，防止路面车辙疲劳裂纹，热冷伸缩裂纹和下面的反射裂纹，并能将路面承载应力分散，延长路面使用寿命，高抗拉强度低延伸率，无长期蠕变，物理化学稳定性好，热稳定性好，抗疲劳开裂，耐高温车辙，抗低温缩裂，延缓减少反射裂缝。
　　用途：(1)旧沥青砼路面，加筋增强沥青面层，防治病害；（2）水泥砼路面改建复合式路面，抑制板块收缩等引起反射裂缝；（3）道路拓改工程，防治新老结合部及不均匀沉降而造成裂纹；（4）软土基加筋处理，利于软土析水固结，有效抑制沉降，均匀应力分布，增强路基整体强度；（5）新建道路半钢性基层产生收缩裂缝，加筋增强防止基础裂纹反射而引起的路面裂缝。
　　2.2 破碎和稳定原有水泥混凝土路面
　　国外资料表明，对于旧水泥混凝土路面，最有效而又经济的方法是破碎和稳定旧路面，作为下承层，并加铺沥青混凝土面层。这种处理方法的机理是分散水泥混凝土板的温度应变和应力，使之小于沥青混凝土加铺层混合料的路用力学性能极限值，不至于破坏加铺层。破碎和稳定水泥混凝土路面技术要点包括：(1)裂缝应贯穿板厚，以实现分散和消减应力、应变的目的；(2)对于接缝和粗裂缝应进行封闭 (3)使用重型压路机进行碾压 (4)对旧路面应凿毛，并洒布高质量的粘层油。
　　2.3 在水泥混凝土与沥青混凝土加铺层之间设置中间层
　　(1)设置大粒径透水性沥青碎石连接层
　　在水泥混凝土与沥青混凝土加铺层间设置大粒径透水性沥青碎石厚层，所含细集料极少，集料颗粒间嵌挤良好。因此，有良好的抗变形能力，并能减少和延缓反射裂缝。
　　(2)应力吸收薄膜中间层
　　现在国内使用的应力吸收薄膜中间层有SAMI和STRATA等两种。SAMI是一层柔软的应力吸收层，一般采用薄层改性沥青或沥青橡胶。设置SAMI的目的是吸收下承层的水平位移导致的高应力，阻止下层裂缝尖端延伸至沥青混凝土加铺层。国内外的资料表明，SAMI有一定的理论依据，也取得了一定效果，可以延缓裂缝的产生，同时形成的富油层起到较好的防渗水作用。但如果不同时采取其他处理措施，尚不能完全防止发生反射裂缝。
　　2.4 改善加铺层性能
　　水泥混凝土板的接缝或裂缝是不可避免的，也难以在层间阻止裂缝的反射，因此采用抗裂性能好的加铺层材料是必由之路。常用的提高沥青混凝土加铺层的变形能力和抗拉强度以抵抗或消散行车荷载产生应力的方法有： (1)用改性沥青或在混合料中加入纤维； (2)增加面层厚度； (3)在加铺层下部应用加筋材料。
　　3 结语
　　旧水泥混凝土板块之间接缝或裂缝引起的加铺层反射裂缝问题仍是目前路面工程中的一个难题，本文重点从产生机理、防治措施的角度出发，对防治反射裂缝的技术进行研究。本文研究成果运用于徐州高速公路中的水泥混凝土路面加罩沥青混凝土面层工程。该路通车一年多后，调查结果表明，路面总体使用状况良好，没有出现反射裂缝，进一步的检测还将继续进行。
　　参考文献:
　　[1]张超,等.水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层后反射裂缝的防治[J].公路,2002,(1).
　　[2]李华,等.水泥混凝土路面修补技术[M].人民交通出版社,2000.