姜伟强 刘思奇 吕美群

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

沥青路面反射裂缝成因分析及加固措施

姜伟强 刘思奇 吕美群

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

结合实践经验，总结了沥青路面反射裂缝的成因，通过分析造成基层的不利条件和沥青的铺设问题，提出了相应的改善措施，以尽量降低和减少反射裂缝的出现，从而节省路面的养护费用，延长道路的使用寿命。

沥青路面，反射裂缝，成因分析，加固措施

0 引言

随着我国经济的发展，交通设施越来越完备。在我国的道路发展中以半刚性基层沥青路面为主，这种材料的主要特点是韧性高，耐久性好，所以这种路面得到大范围的推广。但是，随着超重型的车辆，交通量的激增等现象的出现，造成基层开裂，使沥青路面出现反射裂缝，导致这种路面使用周期大大缩短，增加了养护阶段的成本，不符合可持续发展这一战略。反射裂缝就是指基层开裂，新旧沥青接缝处，在温度应力和外部荷载作用下反映到沥青表面出现裂缝，是一种自下而上的破坏形式。下面就沥青路面反射裂缝的成因进行分析，并提出相应的措施。

1 沥青路面反射裂缝的成因

1.1 基层方面

基层的问题主要从地质条件、气候条件、设计与铺装方面进行分析。

1.1.1 地质条件

1)软弱地基。软弱地基在强烈动荷载(如地震)作用下，由于触变或液化，承载力将大大降低或完全消失，基层很容易部分丧失承载力，造成基层混凝土出现拉应力而开裂，这是形成反射裂缝的第一步。

2)潜水。地势低洼的地带是地下潜水和地表水的汇集地带。当雨季时，降雨量骤增再加上地下潜水的渗流汇集，使地势低洼地带地下水位迅速上升，地基土的含水率随之增大，地基随之降低承载能力，基层也会因此造成局部受拉而开裂；采水量巨大的地带会因为地下潜水过度开采，造成地下水位急剧下降，使地基土含水率下降，地基土会产生过多空隙剩余，造成地基沉降，不均匀的地基沉降很容易使基层出现拉应力而开裂。

1.1.2 气候条件

北方气温变化较大，在秋冬季节温度会突然降低，基层与沥青路面存在温度应力梯度，基层随之出现拉应力而导致基层开裂，反射到沥青路面；南方温差不是很大，但湿度相对较高，尤其是在夏季雨后，路基填土的含水率会有所改变，若此时施工的话，地基承载力也会发生显著变化，从而影响到基层混凝土的受力问题，出现拉应力，造成混凝土开裂；在青藏高原地带存在常年冻土，加之人类的活动，环境温度升高，很容易造成冻土层破坏，使地基承载力下降；西北的干旱荒漠地带，气候干燥，再加上长时间日光的曝晒，土料的性质发生较大改变，如果没有控制好其含水率的变化，也会造成地基承载力的改变。

1.1.3 基层材料设计与铺装

1)设计问题。基层可能会因为集料级配不均匀、配合比不合理造成混合料离析，强度降低，很容易在外荷载作用下产生裂缝反射到沥青路面，形成反射裂缝。2)铺装。一般情况下，基层在摊铺均匀的条件下，经压路机碾实等一系列工序才能完成基层的施工。所以，当摊铺不均匀时，经压路机碾压后，会造成基层厚薄不一，局部承载力偏低，在外部荷载作用下，基层就会因为应力集中而出现开裂，从而反射到沥青路面，出现裂缝。

1.2 沥青方面

1)热传导率。沥青是传热效率很低的材料，所以在温度骤降时，下层没有上层收缩得厉害，使下层出现拉应力，导致自下而上的裂缝出现。

2)抗剪强度的设计。沥青混合料的集料的棱角过于明显，压实阶段没有压密，会造成抗剪强度不够高，沥青接缝处由于荷载作用形成剪应力，作用于沥青铺面下层形成裂缝，裂缝随之向上延伸，形成反射裂缝(如图1所示)。

2 沥青反射裂缝的加固措施

沥青路面反射裂缝的成因很是复杂，有些是外部原因，无法避免，但可通过相应措施来降低或消除这些影响。下面就其基层原因和沥青原因两个问题提出加固措施，来减缓反射裂缝的进一步发展。

2.1 基层的加固

基层的加固可分为自身的加固和减弱外部干扰两个方面。

2.1.1 基层自身的加固

基层开裂是出现反射裂缝的第一步，也是起着决定性破坏的一步。对于基层的加固又可从设计与施工两个方面进行加固。

1)设计。基层一般为半刚性混凝土材料，混凝土材料的强度与骨料、水泥和其他添加剂密切相关。在设计混凝土时，选用高强度水泥，合理的骨料级配，适当加入如减水剂等增强强度的添加剂，将有利于混凝土的强度的提高。基层难以形成裂缝开裂，也就从根本上减缓反射裂缝的出现。

2)施工。严格控制施工质量，按设计要求和规范合理施工。注重材料的保存和养生，由于材料不可能及时被使用，经常在日光下曝晒，造成材料因温度疲劳而出现强度降低的现象；经常的雨淋，也会使材料强度有所改变，对于填方材料，偏离最佳干密度

过大，会造成其强度远不够设计要求。所以施工时一定要保存好材料，避免不利因素的干扰。现场浇筑的混凝土的养生要严格符合温度和湿度的要求。现场吊装时，应选择合适的吊装方式避免混凝土出现拉应力而产生裂缝。

2.1.2 减弱外部干扰

1)地基承载力。在地质条件不好的地带，地基受外部干扰影响较大，承载力也随之受到影响而改变，进而使基层出现拉应力而导致基层开裂。选择路线时，应勘测好地基形态，地基土的类型，尽量避免软粘土、湿陷性地基；而对于无法避免的地方则只能加强地基的强度，可通过向地基土钻孔注浆，来提高地基的承载力。在地下水水位幅度变化较大的地带，通过设置应力吸收层，如加入土工织物，来减少地下水渗流的影响，减缓地基因含水率变化而出现承载力过大幅度的变化。同时，加入的土工织物，还会因其整体性和连续性，提高地基的承载能力。

2)气候因素。气候因素是普遍存在的，很难避免。但可通过改变施工的季节，根据不同地的气候条件选择合理的材料等措施，来减缓因气候带来的影响。例如，尽量避免雨季施工，或者增强施工措施，采取合理的排水措施，避免材料受到水的浸泡等。

2.2 沥青路面的加固

1)改性沥青的使用。使用改性沥青，能大大改善普通沥青路面的特性，能有效的防止裂缝的进一步扩展，延长沥青路面的寿命，此措施虽不能根除裂缝，但能延缓裂缝的发展，增长使用周期。

2)增加沥青铺面的厚度。沥青铺层厚度的增加能够减小因温度变化而产生较大的温度应力梯度，而在沥青铺层下表面产生拉应力也随之减小，有利于防止反射裂缝的发生。而且，沥青铺面厚度的增加能够提高路面的弯曲刚度，进而减小因外部荷载引起的剪应力，从而限制反射裂缝的出现。但沥青铺层的厚度也要有一定的限值，过大的增加沥青铺层厚度，会造成路面出现壅包、泛油等路面病害，所以要适当的增加沥青的厚度。

3 结语

通过对沥青路面反射裂缝的成因分析可知，反射裂缝是在基层开裂的前提下，经温度应力和外荷载的作用，使沥青铺层下表面出现拉应力，当此拉应力超过沥青铺层的抗拉强度时，就会出现裂缝，裂缝随之向上延伸反映到沥青表面，就形成了反射裂缝。防治的措施可从基层和沥青两个方面入手：加强基层的设计与施工环节，保证基层的强度的同时，减弱外部因素如地质条件，气候条件对基层的影响，尽量避免基层因各种原因出现拉应力；适当增加沥青铺层的厚度，降低沥青铺层的温干缩系数，延缓反射裂缝的发展。由于沥青路面反射裂缝的普遍性，决定了研究沥青反射裂缝这一问题不会终止，更应该实践总结探索更有效的方法。

[1] 温利阳.城市道路沥青路面的反射裂缝的原因分析及预防措施[J].工业建筑，2013(43)：91-93.

[2] 罗 磊.沥青路面反射裂缝的成因机理分析[J].中国新技术新产品，2014(3)：39.

On analysis of reasons for reflection cracks on asphalt roadbed and consolidation measures

Jiang Weiqiang Liu Siqi Lv Meiqun

(CivilEngineeringCollege,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

Combining with the practice, the paper sums up the reasons for the reflection cracks on asphalt roadbeds, and points out respective improvement measures by analyzing the unfavorable conditions of the foundation and asohalt pavement problems, so as to reduce or lower the appearance of the reflection cracks, save roadbed maintenance cost and prolong the roads’ lifespan.

asphalt roadbed, reflection crack, reasons analysis, consolidation measures

2015-05-25

姜伟强(1992- )，男，在读本科生； 刘思奇(1993- )，男，在读本科生； 吕美群(1993- )，女，在读本科生

1009-6825(2015)22-0154-02

U416.217

A