(山西省临汾市交通建设质量监督站，山西 临汾 041000)

引言

在道路建设中，普通混凝土路面的应用是比较广泛的，但随着交通量的快速增加和道路使用时间的增加，水泥混凝土路面极易发生破坏，直接影响行车的舒适性。与水泥混凝土路面相比，沥青混凝土路面的行车舒适度更高、噪声更小，同时能有效控制扬尘[1]。因此，在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土是极为常见的施工方案，不仅可有效延长道路使用寿命，还可改善道路的使用效果。同时，还具有工期较短、施工难度低、对道路标高的影响小且便于后期养护等特点。但水泥混凝土路面如果本身存在裂缝，或者在后期因环境影响极易发生沥青混凝土反射裂缝或是温度裂缝，这不仅降低了道路行车的舒适度，还缩短了道路的使用寿命[2-4]。因此，在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土时，进行裂缝处理是目前道路施工技术研究的重点。

1 混凝土裂缝产生原因分析

当在混凝土路面上进行沥青加铺后，会在接缝处出现裂缝，这种裂缝通常有温度型和荷载型两种反射裂缝。借助有限元理论与方法对加铺沥青过程进行力学分析和结果比较。根据道路的交通荷载、公路所在地区的气候环境和材料参数等来分析沥青加铺层的影响规律[5]。以某路段高速公路为例，其各层材料的参数见表1。

通过三维有限元法对加铺层是否设置防反射裂缝层进行对比。首先假定路面结构为层状体系，混凝土路面为半刚性，不同层之间是连续接触的。接着计算加铺层的临界荷位，即最不利的荷载位置，此时的剪切应力、拉应力和弯沉最大，计算结果见表2。从分析结果可以看出，接缝处的剪应力最大，此时容易出现反射裂缝。

表1 路面各层材料的参数表

表2 沥青层在不同荷载位置下的应力值

2 混凝土裂缝的影响

一旦沥青路面有反射性裂缝出现，水便可以从裂缝进入，进而不断下渗至粘层与混凝土相接处的界面上，然后在荷载的作用下，动水压力不断变化并作用于沥青与混凝土板的界面处，最终造成沥青与路面的粘合力下降直至完全剥离。更为严重的是，沥青面层作为一个独立的层次，一旦发生剥离，在水平应力和弯拉应力的双重作用下，很快便会出现大面积的沥青层破坏问题。同时，由于水逐渐增多并停留在路面基层上，时间一长，在道路荷载下，将逐渐形成灰浆，并伴随着渗水量的逐步增加，道路将发生严重的疲劳损坏和水损坏。此时将出现坑槽、网裂，如果得不到及时修补，将发展为大面积的道路损坏，后果不堪设想。

3 混凝土裂缝处理方法的比较

3.1 土工格栅处理法

土工格栅处理法是目前施工过程中应用相对较多的方法。其工艺要求严格遵循施工方法进行施工，只有这样土工格栅才能发挥出最佳的抗拉效果。以玻璃纤维土工格栅为例介绍，其施工工艺如下：

(1)先对混凝土路面做铣刨拉毛处理，处理后铺设土工格栅(一般为玻璃纤维材质)。

(2)进行粘层沥青撒铺，油量要控制在0.4～0.6 kg/m2。

(3)前面两道工序结束后，等待沥青凝结后，立即进行土工格栅铺设，铺设玻纤格栅时，要求平整铺设并且不能起皱，保证其张力有效。

(4)均匀铺洒5 mm左右的碎石屑，用胶轮压路机(要求为轻型)碾压，注意碾压应适量，不能过度且不能出现急刹车和急转弯。

(5)沥青混凝土的摊铺，这一过程要紧接土工格栅的铺设。

土工格栅处理方法铺设效果很好，然而工艺要求较难达到。由于土工格栅铺设后要求碾压不能过度，但沥青摊铺时极易出现料车破坏土工格栅的问题，一定程度上限制了该方法的应用。

3.2 抗裂卷材处理法

抗裂卷材处理法在工程中也有应用，其工艺是在处理裂缝、断板之后，清扫路面，在出现胀缝和缩缝的部位及工作缝中铺设抗裂卷材，铺设宽度一般为1 m，再进行沥青混凝土加铺。抗裂卷材施工需要注意事项如下：

(1)卷材铺贴要求平整顺直，对其搭接尺寸应严格控制，不能出现误差和扭曲。

(2)不能在雨天、雪天、大风(5级以上)等不良天气施工，当施工过程中遇到了不良天气，应对铺设完成的部位进行有效防护。

(3)因为后续的沥青混凝土铺设过程中，料车和摊铺机很容易造成抗裂卷材损坏，所以抗裂卷材应有一面是砂面的，且砂面要朝上。

总的来说，抗裂卷材处理工艺相对简单，后期施工时也不容易对土工织物造成损坏。另外，对水泥混凝土路面而言，能延缓其裂缝反射时间，因此，在目前该方法的应用还是比较多的。

3.3 加铺应力吸收层

造成水泥混凝土层产生反射裂缝的原因较多，一般可分为内、外因两种。内因有：堆聚结构产生水化反应、分层现象以及水泥混凝土发生干燥收缩等。外因有：混凝土配比不合理、切缝较浅或切缝不及时、温度变化等。再加上公路超负荷运行时间较长，行车荷载呈现反复的周期性变化，在这一过程中，混凝土的拉应力逐渐转移到沥青面层，当拉应力较大时，混凝土将会出现反射裂缝。所以路面铺设时，在水泥路面之上加铺应力吸收层，然后加铺粒径相似的碎石，再用压路机碾压出界面结构，以防止反射裂缝出现。

一般来说，应力吸收层应具有高温条件下稳定强、低温条件下抗裂性强的特点，同时应具有抗水损害能力强和抗疲劳能力好的特性，还应具有一定的粘结力。橡胶沥青常被作为应力吸收层，因为橡胶沥青具备应力吸收层的特点和特性。橡胶沥青是在生产过程中将废橡胶粉以一定的比例加入到石油沥青中，其中使用的橡胶粉不是固定的，其粗细级配比例不同，同时可加入其他高聚合物对橡胶粉进行改性，从而使得橡胶沥青的优点为：抗疲劳特性优良、粘度高、软化点高、低温变形小，还能有效改善沥青混凝土的抗氧化性和抗老化性，且其自身的稳定性较高。橡胶沥青是目前应用比较多的材质。另有一种是聚酯玻纤布材质的，该材质的应力吸收层具有最强的抗疲劳能力，且实用性较好。

通过增加应力吸收层，不仅能够增加界面之间的粘结力，还能增大摩擦力。另外，在施工时应预先对水泥混凝土进行表面处理，包括铣刨、拉毛、抛丸等，可得到良好的施工效果。

4 结语

加铺沥青混凝土时，常需进行裂缝处理。经对反射裂缝的处理可知：

(1)控制裂缝两侧的弯沉差对因荷载产生的裂缝效果明显。

(2)土工格栅和抗裂卷材在抑制温度型反射裂缝方面效果明显，因其能够与沥青良好粘结，并且本身具有较高的弹性模量，有效地减小了不同的混凝土板块之间的相对位移。

(3)应力吸收层可以降低裂缝的最高应力值，能有效防止水渗入到路面，大大降低了裂缝的产生和扩散。