反射裂缝（沥青路面反射裂缝）

今天给大家分享一下反射裂缝(沥青路面反射裂缝)的问题。以下是这个问题的总结。让我们来看看。

路面反射裂缝？

旧混凝土路面加固时，通常在原路面上铺设沥青加铺层。当混凝土位移引起的拉应力超过沥青加铺层的抗拉强度时，加铺层就会开裂，这种裂缝称为反射裂缝。

一、反射裂缝的类型

对于半刚性基层沥青路面，反射裂缝是指半刚性基层在温度梯度和湿度变化下收缩开裂而产生的裂缝，并且这种基层材料先开裂后沿开裂的基层向上反射到沥青表面，或者在交通荷载作用下裂缝沿开裂的半刚性基层向上扩展。很明显，反射裂缝主要是由刚性基层先开裂，沥青面层后开裂引起的，是行车或温湿度变化引起的。

沥青路面裂缝产生的原因和形式是多种多样的，沥青路面裂缝主要有两类:一类是荷载型裂缝，主要由交通荷载引起；第二种是非荷载裂缝，主要类型是温度裂缝。它包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。根据研究资料，半刚性路面上的反射裂缝主要是温度引起的非荷载裂缝。

二、反射裂缝的形成机理

反射裂缝的形成过程一般分为两个阶段:一是反射裂缝的产生阶段；二是反射裂缝的扩展阶段。

1.反射裂缝的产生。

(1)温度型反射裂缝。温度引起的反射裂缝有两种。一种是开裂的基层(或旧路)铺上厚厚的沥青面层后，在冬季突然降温的过程中，基层(或旧路)的裂缝会因温度收缩而继续张开，给新铺的有温度收缩的沥青面层增加一个附加拉应力；一旦两个拉应力的叠加超过沥青混合料的抗拉强度，新建沥青路面的表面就会在基层(或旧路)裂缝上方开裂，并逐渐向下延伸，直至与旧路裂缝相连。这样形成的裂缝通常称为低温收缩裂缝。另一种裂缝主要发生在昼夜温差比较大的地方。当薄沥青路面铺在有裂缝的基层(或旧路)上时，裂缝将从路面底部开始。一旦路面底面开裂，除了接缝端的拉应力外，在正温差(温升引起的温差)的作用下，接缝端的拉应力会更大。由此产生的裂纹称为温度疲劳裂纹。

(2)荷载型反射裂缝。当交通荷载通过接缝或裂缝时，路面中产生的应力影响线可分为三个阶段:一是当重要官方荷载位于接缝和裂缝一侧时，接缝和裂缝两侧有较大的相对位移，使沥青路面产生较大的剪应力；二是当轴向荷载位于接缝和裂缝顶面时，两侧没有或很小的相对位移，沥青路面主要承受弯曲和拉应力；第三，当轴向载荷离开接缝和裂缝时，表层的剪应力与之一个方向相反。在整个过程中，沥青路面受到两次剪切和一次弯拉，直接结果是反射裂缝的产生和扩展，而荷载因素是引起反射裂缝的重要因素。

2.反射裂缝的扩展。

沥青路面反射裂缝从产生到整个路面破坏经历了一个裂缝扩展阶段，即反射裂缝在加铺层厚度方向的纵向扩展和在表面的横向扩展。

(1)反射裂缝的纵向扩展。根据断裂力学，裂纹扩展有三种位移模式:张开模式、剪切模式和撕裂模式，其中温度应力影响反射裂纹的模式为张开模式；交通荷载对反射裂缝的主要影响模式是张开模式和剪切模式。当车轮从裂纹正上方通过时，反射裂纹是由开口方式引起的；裂缝前后的位置主要影响剪切模式下的反射裂缝。撕裂图案不经常出现在覆盖层中。与张开模式相对应的温度型反射裂缝通常出现在薄加铺层的底部，然后逐渐向上扩展到加铺层的顶部。当沥青加铺层或面层较厚，温度较低时，在加铺层或面层的顶面和底面产生裂缝，然后向加铺层或面层中间扩展，形成所谓的相应裂缝。对于正常荷载下对应于开模式的反射裂缝，一般发生在加铺层底部，在周期荷载下垂直向上扩展。在偏心荷载作用下，反射裂缝以剪切方式在加铺层中向上扩展，其扩展路径在加铺层中以大约45°的角度向上。当车轮荷载(偏心荷载)和温度应力共同作用于复合材料包覆结构时，裂纹扩展介于偏心荷载和温度应力单独作用时的裂纹扩展路径之间，比偏心荷载作用时更加垂直。

(2)反射裂缝的横向扩展。裂缝的发展过程是，它应该首先发生在路面的某些部位，然后向两侧蔓延。一般来说，反射裂缝经常出现在轮迹处。环境因素会加速反射裂缝的扩展。一旦出现裂缝，水的浸泡和氧化以及行车荷载的反复作用往往会加速反射裂缝向四周扩散。即使裂缝贯穿整个路面宽度，也不会影响驾驶舒适性。不同地区的气温条件不同，各路段的交通状况和现有路面的结构状况也不同。因此，反射裂缝可能主要由温度、载荷或温度和载荷的组合引起。至于基层裂缝引起的反射裂缝，主要是温度引起的，行车荷载在其形成后期起促进作用，但较薄的沥青路面和较厚的沥青路面引起反射裂缝的机理不同；旧水泥混凝土接缝上沥青加铺层的反射裂缝主要是由荷载引起的，行车荷载的施加速度远远高于温度变化引起的面板的伸缩位移，特别是偏心荷载。

三、防治对策和处理 ***

目前我国反射裂缝的防治主要包括以下三个部分:一是改善沥青混凝土路面性能，如增加沥青层厚度、加强罩面、使用改性沥青等。二是设置应力/应变吸收膜夹层，如萨米、土工布、土工布网格、粘结断层等。第三，基层材料本身是半刚性材料，抗侵蚀性好，干缩系数和温缩系数小，抗拉强度高。

1.适当增加表层厚度。

根据机理分析，反射裂缝明显受沥青路面厚度的影响，厚度大于15cm的路面能有效阻止反射裂缝的扩展。还可以减少车辆荷载引起的剪应力。当然，面层厚度增加过多会造成浪费，沥青面层厚度要适当增加，才能明显防止裂缝。

2.改善半刚性基层的热缩。

半刚性基层沥青反射裂缝的重要原因之一是半刚性基层本身的开裂。为了减少其自身的开裂，需要降低其温度收缩和干燥收缩系数。

(1)尽量采用骨架结构密实的集料级配。

(2)由于细粒大于表面，半刚性基层材料中的细粒越多，材料中的孔隙就越多，在水的作用下其收缩也越大，因此需要控制粒料中的细粒含量和塑性指数。通过0.075 mm筛孔的细颗粒含量控制在5% ~ 7%左右；细土的塑性指数应尽可能小，不应大于4。

(3)在满足要求的情况下，使用最少的水泥量。因为随着水泥用量的增加，其收缩也随之增加。必要时，在水泥稳定剂中使用减水剂。

3.在表层和基层之间设置应力应变降低夹层(SAMI)。

SAMI可以明显减缓反射裂纹的产生和扩展，大大降低裂纹处相对位移引起的表面应力(有人认为可以降低到15%)，明显削弱裂纹尖端应力的奇异性，降低应力强度因子。萨米分为以下几类:橡胶沥青中间层、预制纤维膜布、土工布中间层、低稠度沥青混凝土中间层、开级配沥青混凝土底层。在选择和设计SAMI时，我们应该注意以下几点:

(1)(1)Sami与面层和基层的粘结性能必须均匀、持久，否则会过早发生脱层。

(2)2)萨米刚度:夹层的刚度与夹层的模量和厚度有关。如果层间刚度很低，将在加铺层底部产生很大的应变，从而导致加铺层开裂。另一方面，如果夹层刚度过高或夹层特别薄，温度应力会100%转移到加铺层，无法达到防止反射裂缝的效果。

(3)萨米韧性:如果萨米韧性太低，裂缝很容易在萨米中蔓延，使萨米没有控制力或作用有限。

4.在面层和基层之间设置级配碎石。

减少反射裂缝的有效措施是在半刚性基层和薄沥青面层之间设置厚度为100 mm ~ 150 mm的级配碎石中间层。级配碎石作为一种颗粒结构，不传递拉应力和拉应变，但能充分吸收其下部裂缝释放的应变能。级配碎石还具有良好的隔离功能，可以大大改善半刚性基层的温湿度，从根本上消除和减少半刚性基层的温度收缩和干燥收缩，减少反射裂缝。