深圳沥青路面反射裂缝处治失效机理及工艺研究

在日常生活中，在沥青路面建设完成之后，最容易出现的早期路面问题就是反射裂缝。如果对沥青路面的反射裂缝处理不当的话，不但会对沥青路面的平整度造成严重影响，还会对沥青路面行驶汽车的舒适度造成严重影响。因此就要通过科学合理的措施来对反射裂缝进行处理，以此来防止反射裂缝的进一步扩大，进而延长沥青路面的使用年限。近年来，相关的专家除了对反射裂缝的处理方法以及材料性能等方面展开了深入研究，还对反射裂缝的处治实效机制进行了相关研究。就半刚性基层沥青路面而言，反射裂缝是导致路面使用性能下降的主要问题。以半刚性基层沥青路面为例，通过对沥青路面反射裂缝有限元模型的构建，对反射裂缝的处治失效机制展开了相关的研究和分析，同时对相关的处置工艺做了相关的阐述。

沥青路面反射裂缝概述

当沥青路面建设完工之后，可能会产生各种形式的裂缝，其中反射裂缝是最为常见的裂缝形式。反射裂缝的形成原因是由于半刚性基层结构的基层开裂，其反射带动了面层的开裂。当然，也有可能是面层开裂反射带动基层开裂的情况。当半刚性基层沥青路面结构中的混合料水分不断减少的时候，就会形成一股干缩应力，进而产生干缩裂缝。当加铺了沥青层之后，半刚性基层的干缩现象就会进一步扩大，导致原有的干缩裂缝被进一步拉开，进而使面层开裂。就温度膨胀系数角度来分析，沥青路面面层的温度膨胀系数是要比半刚性基层的温度膨胀系数大的，这主要由于外界因素的影响，比如外界的气温变化以及风速的影响，所以在同一时间的同一地段中，沥青路面面层的温缩应力要明显大于半刚性基层，这也是沥青路面反射裂缝的主要形成原因。就沥青路面的反射裂缝而言，由裂缝产生阶段和裂缝拓展阶段组成。当外界的温度下降的时候，还没有加铺沥青层的旧水泥路面裂缝会逐步的增大，在加铺了沥青层之后，就会产生一股大于旧水泥路面抗拉能力的附加应力，从而引起沥青层的开裂。对于沥青路面反射裂缝的扩展而言，路面车辆荷载也是导致反射裂缝进一步扩展的主要因素。

沥青路面反射裂缝的处治失效机理分析

有限元模型：首先，有限元模型的构建要结合实际的半刚性基层沥青路面结构。要准确的选取半刚性基层沥青里面结构各个结构层的材料及厚度参数、弹性模量参数以及泊松比参数。涉及到的结构层包括：上面层、中面层、下面层、上基层、下基层、底基层、垫层、土层以及灌封材料层。有限元模型的单元类型通常采用平面应变单元，用网格加密的方式对沥青层、水泥层、加载位置以及填缝材料进行处理。另外，在对有限元开展计算的过程中，可以假设沥青层、垫层、基层以及各种材料都是处于均匀连续的状态，假设这些参数都属于线弹性体，路面结构层之间也是处于完全连续的状态。

对填缝材料的受力特性进行分析：首先，要精确地计算平面应变单元的荷载施加。在计算的过程中，一方面要确保数据的准确性。另一方面要应用静力等效原则。其次，要分析最不利荷载作用位置。在没有车辆荷载的静荷载作用之下，路面与荷载的不同相对位置会在力的作用下产生较大的变化。当路面有车辆荷载的情况之下，荷载的作用位置会先作用于填缝料的一侧，然后会作用于填缝料的正上方，最后随着车辆的驶离而离开。在开展相关的有限元计算的过程中，要选取三种不同的荷载作用位置下填缝料。通过计算可知，在左偏荷载作用的时候，各个深处的剪应力要比居中荷载作用和右偏荷载作用时的剪应力大。所以最不利荷载作用位置是荷载刚到达填缝料的位置。通过相关的研究实践表明，填缝料与槽口侧面的黏结失效是导致裂缝处置失效的最主要原因。3沥青路面反射裂缝处治工艺

加大沥青路面面层的厚度：目前，加大沥青路面面层的厚度是一种比较常见的沥青路面反射裂缝处理措施。首先，将沥青路面面层的厚度加大，就可以有效将旧水泥路面顶面的温度变化减小，进而将由温度变化产生的层底拉应力减小。其次，将沥青路面面层的厚度加大，就可以有效增大沥青路面结构的弯曲刚度，使接缝位置的弯沉差变小，进而将加铺沥青层的剪切应力较小。另外要注意的是，将沥青路面面层的厚度加大，会引起面层推移以及面层泛油等路面病害，进而增加路面工程的成本投入。因此要对沥青路面面层的厚度进行科学合理的控制，不能够太厚，也不能够太薄，通常控制在15～25cm之间。

科学合理的设置级配碎石层：通常情况下，级配碎石层是由特粗式开级配沥青碎石组成的。其碎石混合料的孔隙率通常在20%～25%之间。级配碎石层属于散体结构，具有散逸运动的特征。通过级配碎石层的设置，可以有效的将半刚性下卧层产生的应力消除掉，进而起到防治沥青路面反射裂缝的作用。另外，通过级配碎石层的设置，还能够提升沥青路面的排水性能，快速的排出沥青路面面层渗入到沥青基层的水分，进而对沥青路面起到良好的保护性作用。

土工布防治措施：土工布防治措施能够防治沥青路面的反射裂痕。通过土工织物层的加铺，能够有效的隔离开裂的基层和沥青路面的面层，以此来防止开裂的基层与沥青路面面层的直接接触，使沥青路面面层不会受到基层裂缝拉应力的作用。此时，土工织物层与沥青面层以及间层会成为一个整体，一起承载路面车辆的荷载作用，进而防止沥青路面出现反射裂缝。通常情况下，土工织物层要采用丙烯或聚酯织物、聚乙烯以及聚酯等无纺织物，土工织物层的厚度要控制在4mm以下。另外，土工织物层还能够起到加筋的作用，使沥青路面结构层的抗拉强度有效增强。

要想使土工布防治措施充分地发挥出其最佳的效用，首先，要采用柔韧性能良好的材料，只有这样才能够将裂缝产生的拉应力有效吸收，抑制拉力的传递。第二，要采用耐温性能良好的材料。因为在沥青路面建设施工的过程中，其施工工艺的温度需求在150°左右，温度较高。第三，要采用对沥青胶油具有良好附着力的材料。因为在沥青路面建设施工的过程中，其施工工艺要求在加铺沥青面层之前，要将沥青胶油喷洒在路基层或者开裂的路面上。采用对沥青胶油具有良好附着力的材料，不但能够使沥青路面材料充分的吸收沥青胶油，还能够起到一定的防水作用。第四，要采用具有低压缩性的材料。因为在荷载的作用下，沥青路面与基层之间铺置的防治反射裂缝材料会产生压缩回弹运动，进而形成裂缝。

综上所述，对沥青路面反射裂缝处治失效机理及工艺展开深入的研究是具有重要的意义的，不但可以为沥青路面反射裂缝的防治措施提供有效的指导，还能够促进沥青路面工程的顺利实施，进而提升沥青路面的性能和使用年限。

以上内容就是我们整理的沥青路面施工工艺方面的技术经验，后续我们还会分享更多沥青混凝土道路工程方面的知识给大家。

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