論“白＋黑”路面反射裂縫的防治與處理

鄭　路　程　周

摘要：對舊水泥混凝土路面改建為瀝青路面技術進行了研究與探討。針對水泥混凝土路面加鋪瀝青層的反射裂縫問題，分析了問題的成因并提出了防治措施以及相應的處理方法。

關鍵詞：水泥砼；改建；瀝青砼；反射裂縫；防治及處理

中圖分類號：TU535

文獻標識碼：A

文童編號：1672-3198(2009)13-0289-01

1主要施工流程

舊水泥砼路面加鋪瀝青層的主要施工流程如圖1所示。首先需對舊水泥混凝土板塊進行調查與分析，根據調查結果將板塊劃分為不同的類型，針對不同的類型分別采取不同的處理措施對板塊進行處理，處理方法可以參考不同的設計與施工規范；然后需對原路面的接縫進行處理，如果路面需加寬，則需要對新綁加寬的水泥混凝土板塊與舊路面進行連接處理；對老混凝土路面病害處理完畢后，最后進行“白+黑”瀝青混凝土路面加罩。在改建的實踐過程中，最突出的問題是如何防止反射裂縫。世界各國在防裂研究上做了大量的試驗和實踐，取得了許多成功的經驗。但至今沒有形成統一的方案。《公路水泥混凝土路面設計規范》JTGD40-2002對瀝青加鋪層結構設計作了規定，但對減緩反射裂縫的幾種措施中并沒有指明主要防裂措施和輔助防裂措施。

2瀝青混凝土加鋪層反射裂縫成因

瀝青加鋪層反射裂縫的擴展模式主要有剪切型反射裂縫及張拉型反射裂縫。交通荷載及溫度作用是引起反射裂縫的兩大因素。剪切型反射裂縫通常由交通荷載引起。車輪荷載駛經接縫(或裂縫)時，在車輪偏荷載的作用下，接縫(或裂縫)兩側的板端出現彎沉差，使接縫上方的瀝青混凝土加鋪層承受較大的彎拉應力和剪切應力。此彎拉應力和剪切應力若超過瀝青混合料的彎拉強度或抗剪強度，在接縫(或裂縫)處就會出現反射裂縫。而溫度變化可引起張拉型反射裂縫。瀝青混凝土加鋪層粘附在舊面層板上，舊面層板因溫度下降而收縮時，由于舊面層板與加鋪層的層間粘附阻力，瀝青混凝土加鋪層也會相應出現收縮變形。混凝土板的收縮在兩條接縫(或裂縫)內進行，混凝土板降溫時會導致接縫(或裂縫)上方的瀝青混凝土加鋪層內出現較集中的拉應力。此時拉應力若超過瀝青混合料的抗拉強度，加鋪層便出現開裂。

反射裂縫一般先出現在輪跡處，然后再向兩側發展，初期時對路面的使用性能影響不大；但隨著雨水或雪水的浸入及瀝青的氧化，裂縫兩側的路面結構層，特別是裂縫附近的土基含水量加大，甚至飽和，在大量行車荷載反復作用下，產生動水壓力。由于水泥穩定砂礫基層抗沖刷能力較低，舊水泥混凝土路面便出現唧泥現象，水泥混凝土板底脫空，垂直相對位移加大，路面結構的承載能力大幅下降，路面加速破壞，使用功能喪失，使用壽命縮短。因此，瀝青加鋪層反射裂縫的控制成為舊水泥混凝土路面改造的最重要技術問題。

3控制措施

世界各國在防裂研究上做了大量的試驗和實踐，取得了許多成功的經驗，但至今沒有形成統一的方案。實踐過程中，對反射裂縫的防治措施主要有以下四種方法。

3.1應力吸收法

應力吸收是指在罩面層和原路面之間設置隔離層，主要采用彈性模量較小的材料，如土工布、油毛氈、改性瀝青卷材等。這種方案本質上就是消除水泥混凝土板縫處的應力集中，把被加罩的瀝青混凝土面層由應力產生的微小形變傳遞給低模量的隔離層，隔離層隔離了加罩層的形變，從而起到了吸收應力的作用。目前應力吸收使用較多的是土工布，但土工布施工質量難以保障，所以近年來有其他材料代替土工布，如纖毛胎基的改性瀝青卷材等。這種方法的對溫度型反射裂縫效果明顯，但是要求原水泥混凝土板塊板體性能應良好。另外應力吸收層影響結構整體性，故加罩部分應有良好的路面結構。而且新材料價格較高。

3.2加筋法

加筋法從本質上來說就是提高面層瀝青混凝土的彈性模量，增加瀝青面層的剛度，使瀝青面層提高抗裂抗拉能力。在實際應用中，加筋有多種方法常用的有鋪設鋼筋網、鋪設玻璃纖維格柵、采用加筋纖維瀝青混凝土等。這種方法如果運用合理，能較明顯減緩反射裂縫的開展，對增加路面結構強度也有幫助。但是加筋工藝各不相同，施工工藝較為復雜，加筋材料價格較高。

3.3鋸縫法

鋸縫法是在加罩后的瀝青面層上鋸縫，并使鋸縫與原水泥路面的接縫對齊，然后再灌縫封住，施工中一般采用鋸橫縫。這種方法是在瀝青面層上預先留下假縫或稱預切縫，使裂縫沿著設計要求的位置開展。當裂縫通過灌縫材料后，養護單位僅需重新灌縫即可。此方法養護費用低，養護效率高，但是施工較為復雜，尤其是要在攤鋪時標明每條需要預切的縫的位置。適用范圍較小，如果設計中心線與原路面中心線不在一條直線上時，采用此方法就會明顯影響外觀。

3.4破碎原水泥路面法

破碎原水泥路面法就是將原水泥混凝土完全破碎成小塊狀，再用重型壓路機壓實，然后再在上面攤鋪瀝青混凝土。這種努法國外使用廣泛，防反射裂縫效果最好，但是工藝復雜，需專用的破碎設備，理論上破碎后的路面在壓實后不能有任何松動，否則將增加罩面層厚度，施工費用較高，施工噪音大。

4防治對策

為防止瀝青混凝土路面反射裂縫的產生，可以考慮采用如下四種措施。

(1)在水泥混凝土縱、橫縫處貼“SBS防裂貼”；

(2)設不小于3厘米厚的AC－10瀝青混凝土找平層，(其厚度具體根據道路縱斷面設計高與現狀路面之間的高差確定)，該層有吸收應力的作用，能有效緩解瀝青混凝土路面反射裂縫的產生；

(3)設防裂土工材料；

(4)采用SBS改性瀝青。

結合筆者設計與施工經驗，認為需要從以下三個環節對反射裂縫進行控制。

①認真做好老路調查、檢測，是決定老路利用率的前提。

②合理布設沿線管線。

③確定合理的結構層及防裂措施，措施有：

一是防止基層的不均勻沉降在新老銜接且不易壓實處做砼基礎，設格柵、傳力桿；

二是改善瀝青面層性能SBS改性瀝青；

三是設置應力分散防水層AC-10應力吸收防裂土工布SBS防裂貼。

5結語

舊水泥混凝土路面改建是目前我國公路技術領域的一大課題，目前尚無相應的設計規范和方法，因此需要按照一定的施工流程進行施工，才能保證質量。諸多防裂措施中，應首先考慮從功能上起主要防裂作用的應力緩解層，在有條件的情況下。輔以輔助防裂措施。需要對施工的各個環節進行控制，才能做到少出現、甚至不出現反射裂縫。