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[摘 要]本文针对半刚性基层沥青路面的反射裂缝进行分析，探究其施工预防措施，利于提高路面安全性能。
[关键词]半刚性基层沥青路面；反射裂缝；成因；防治
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0115-01
近年来，随着交通运输业的快速发展，公路等级越来越高，半刚性路面在高等级公路中的应用也日益广泛，随之而来的是裂缝问题。调查表明，裂缝中有50%以上为半刚性基层先开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。
道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。基层反射裂缝是指半刚基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部在上方大体对应的位置开裂，然后逐渐向上或向下扩展而使裂缝贯穿。反射裂缝的产生，往往是沥青路面损坏加剧的开始，导致雨水沿裂缝下渗软化半刚性基层造成基层刚度不足而形成唧浆、沉陷等病害。
1 路面开裂的类型
沥青路面按裂缝成因可将其分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两类。
荷载型裂缝主要指剪切型裂缝，由于行车荷载作用下沥青面层产生较大的剪切应力，当产生剪切强度超过路面材料的极限抗剪强度就会发生剪切开裂，这种裂缝在初始阶段一般是路表纵向开裂，随着荷载的反复作用逐渐发展为网状裂缝。
非荷载型裂缝主要是指温度裂缝，沥青混凝土与其它材料一样也具有热胀冷缩的性质，这种裂缝不仅与荷载作用下产生，而且与环境因素也有很大关系。一般认为沥青混凝土的低温开裂有两种形式：一种是由于气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂。此类裂缝多从路表面产生，向下发展。温度开裂的另一种形式是温度疲劳裂缝，这是由于沥青混凝土经过长时间的温度循环，是沥青混凝土的极限拉伸应力变小，应力松弛性能降低，将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。这种裂缝主要发生于温度变化频繁的温和地区，无论是低温荷载裂缝、冻胀裂缝还是反射裂缝都是在外因作用下由于沥青混合料老化所致，而低温缩裂则是温度下降时内部应力所致，属于材料问题。
另外，由于半刚性基层材料本身固有的收缩特性使沥青路面存在着严重的反射裂缝问题，半刚性基层开裂之后，沥青面层与半刚性基层之间存在受力薄弱点，在温度、荷载、外界环境作用下，沥青面层底部出现应力集中现象，面层底部开裂，在荷载反复作用下裂缝向上扩展，直至路表面。
2 半剛性基层的裂缝成因分析
2.1 半刚性基层材料的力学特征
2.1.1干燥收缩特征： 半刚性材料经过拌合压实后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间水的作用和碳化收缩作用等会引起半刚性材料体积收缩。半刚性材料的干缩特性大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料类别、粒料含量、小于0.5mm的细颗粒的含量和龄期有关。
2.1.2温度收缩特征：半刚性材料是由固相、液相和气相组成，会随着外部环境温度的升降而产生体积的胀缩。半刚性材料的外观胀缩性是三相不同的温度收缩性的综合效应结果。原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
2.1.3疲劳特征：半刚性基层材料具有明显的疲劳特性。在一定的应力条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度，强度越大刚度越小，其疲劳寿命就越长。
2.2 半刚性基层由于温度收缩和干燥收缩产生裂缝
半刚性基层的温度收缩与干燥收缩一般同时发生，所以其胀缩率是温度与湿度相互作用的综合效应。半刚性基层一般在高温季节期间施工，成型初期内部含水量大，且未被沥青面层封闭。此时基层内部的水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩。同时，环境温度存在昼夜温差，所以，修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和由昼夜温差引起的温度胀缩疲劳的综合作用，这个阶段是以干燥收缩为主、温度收缩为辅的综合过程。经过一定龄期的养生，半刚性基层铺筑沥青面层后，由于基层内相对湿度增大，使材料的含水量有所回升且趋于平衡，这个时期半刚性基层的收缩主要是温度收缩作用。含粉料较多的半刚性基层材料以干缩为主，含集料半刚性基层较多的材料以温缩为主。在温度收缩和干燥收缩的综合作用下，半刚性基层内部产生的应力大于其本身的抗拉强度时就会产生收缩裂缝。
2.3 重交通荷载作用下产生裂缝
半刚性基层作为道路的承重层，重交通对基层的影响非常大。在重载作用下，半刚性基层会因为其本身强度不足以承受过大的弯拉应力而产生裂缝。
2.4 应力疲劳作用产生裂缝
在正常使用情况下，由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度，在车辆荷载收缩应力的重复作用下，结构层底部的弯拉应力（应变）超过其疲劳强度（它较一次荷载作用的极限小得多）时，基层底便产生裂缝，并逐渐向表面发展。这种裂缝开始大都是细而短的横向开裂。结构层达到临界疲劳状态时所承受的荷载重复作用次数为疲劳寿命。其大小主要取决于所受到的重复应力（应变）的大小，同时与结构层的环境因素有关。
3.半刚性基层路面反射裂缝的防治措施
3.1 优化路面基层结构设计
由于半刚性基层沥青路面通常具有较好的行车服务效能，因此应用较广泛，路面基层施工时应在加强工程地质水文构造勘测基础上进一步优化施工方案的设计，根据工程现场的实际地址环境条件及自然气候变化规律，针对路基结构模式组合进行科学合理的分析，严格计算和预测相关技术施工参数，根据施工材料的力学性能合理设计混合料及配比，确定半刚性基层最佳厚度，
3.2 严格路面基层施工材料
半刚性基层沥青路面施工需要无机混合料、集料以及沥青材料等进行基层路面装铺，相关无机结合料与沥青材料的质量性能对于路面承载强度整体性能有着重大影响。施工前应针对相关级配集料的耐压，粒径等物化性能进行科学的分析与检验，严格控制施工材料的质量，沥青面层应选用模量大、温度敏感性低的改性沥青，必要时可加入适量早强剂，增强对基层可能形成反射裂缝的预防。
3.3 严格施工程序质量控制
施工工艺及施工程序对于预防半刚性基层沥青路面反射裂缝具有关键性的作用。基层强度对延缓反射裂缝形成扩展具有较好的效果。降低半刚性基层的温干缩系数，在基层和面层之间添加级配碎石是消除和减少反射裂缝的有效措施。施工过程中要严格控制基层混合料拌制、摊铺、碾压环节的均匀度、平整度、压实度质量，加强对沥青面层材料的拌和温度、装铺厚度、碾压次数及压实密度控制，充分保障基层结构的承载强度、抗弯拉力及水稳性，保障半刚性基层性能。
3.4 加强路面基层防护保养
半刚性基层施工中通常留设预留缝预防温缩缝隙或干缩缝隙发生，施工完毕后，应及时进行基层表面的养生和封层处理，防止基层结构发生初期破坏和干缩裂缝，对于已经发生的严重性初期基层裂缝，应根据裂缝程度采取切割、开挖方式重新铺设基层材料；对于相对轻微的基层李峰应采用在基层顶面全幅铺设土工织物或沥青橡胶应力吸收薄膜的措施进行防治，
3.5 及时修补路面反射裂缝
周期性采用热沥青灌缝处理早期面层裂缝，在一段时间内能很好的防止裂缝继续恶化，保护路面结构层不被破坏；对于基层冒浆严重的路面裂缝，应采取开挖封堵技术选用大粒径沥青碎石做填补料进行处理，？对半刚性地基出现不均匀沉降所造成的路面龟裂、碎裂问题应采用修复加固技术特殊处理后再行灌缝或裂缝开挖技术处理。
结束语
随着国内半刚性基层仍然使用广泛，对于半刚性基层引起的裂缝势必存在，不可避免。但只要从设计到施工的每道工序都严格把关，对可能影响半刚性基层路面裂缝的因素及时采取相应措施，就能最大限度地减少路面反射裂缝。
[关键词]半刚性基层沥青路面；反射裂缝；成因；防治
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0115-01
近年来，随着交通运输业的快速发展，公路等级越来越高，半刚性路面在高等级公路中的应用也日益广泛，随之而来的是裂缝问题。调查表明，裂缝中有50%以上为半刚性基层先开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。
道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。基层反射裂缝是指半刚基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部在上方大体对应的位置开裂，然后逐渐向上或向下扩展而使裂缝贯穿。反射裂缝的产生，往往是沥青路面损坏加剧的开始，导致雨水沿裂缝下渗软化半刚性基层造成基层刚度不足而形成唧浆、沉陷等病害。
1 路面开裂的类型
沥青路面按裂缝成因可将其分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两类。
荷载型裂缝主要指剪切型裂缝，由于行车荷载作用下沥青面层产生较大的剪切应力，当产生剪切强度超过路面材料的极限抗剪强度就会发生剪切开裂，这种裂缝在初始阶段一般是路表纵向开裂，随着荷载的反复作用逐渐发展为网状裂缝。
非荷载型裂缝主要是指温度裂缝，沥青混凝土与其它材料一样也具有热胀冷缩的性质，这种裂缝不仅与荷载作用下产生，而且与环境因素也有很大关系。一般认为沥青混凝土的低温开裂有两种形式：一种是由于气温骤降造成面层温度收缩，在有约束的沥青层内产生温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂。此类裂缝多从路表面产生，向下发展。温度开裂的另一种形式是温度疲劳裂缝，这是由于沥青混凝土经过长时间的温度循环，是沥青混凝土的极限拉伸应力变小，应力松弛性能降低，将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。这种裂缝主要发生于温度变化频繁的温和地区，无论是低温荷载裂缝、冻胀裂缝还是反射裂缝都是在外因作用下由于沥青混合料老化所致，而低温缩裂则是温度下降时内部应力所致，属于材料问题。
另外，由于半刚性基层材料本身固有的收缩特性使沥青路面存在着严重的反射裂缝问题，半刚性基层开裂之后，沥青面层与半刚性基层之间存在受力薄弱点，在温度、荷载、外界环境作用下，沥青面层底部出现应力集中现象，面层底部开裂，在荷载反复作用下裂缝向上扩展，直至路表面。
2 半剛性基层的裂缝成因分析
2.1 半刚性基层材料的力学特征
2.1.1干燥收缩特征： 半刚性材料经过拌合压实后，由于水分挥发和混合料内部的水化作用，混合料的水分会不断减少。由此发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间水的作用和碳化收缩作用等会引起半刚性材料体积收缩。半刚性材料的干缩特性大小与结合料的类型、剂量、被稳定材料类别、粒料含量、小于0.5mm的细颗粒的含量和龄期有关。
2.1.2温度收缩特征：半刚性材料是由固相、液相和气相组成，会随着外部环境温度的升降而产生体积的胀缩。半刚性材料的外观胀缩性是三相不同的温度收缩性的综合效应结果。原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩系数较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
2.1.3疲劳特征：半刚性基层材料具有明显的疲劳特性。在一定的应力条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度，强度越大刚度越小，其疲劳寿命就越长。
2.2 半刚性基层由于温度收缩和干燥收缩产生裂缝
半刚性基层的温度收缩与干燥收缩一般同时发生，所以其胀缩率是温度与湿度相互作用的综合效应。半刚性基层一般在高温季节期间施工，成型初期内部含水量大，且未被沥青面层封闭。此时基层内部的水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩。同时，环境温度存在昼夜温差，所以，修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和由昼夜温差引起的温度胀缩疲劳的综合作用，这个阶段是以干燥收缩为主、温度收缩为辅的综合过程。经过一定龄期的养生，半刚性基层铺筑沥青面层后，由于基层内相对湿度增大，使材料的含水量有所回升且趋于平衡，这个时期半刚性基层的收缩主要是温度收缩作用。含粉料较多的半刚性基层材料以干缩为主，含集料半刚性基层较多的材料以温缩为主。在温度收缩和干燥收缩的综合作用下，半刚性基层内部产生的应力大于其本身的抗拉强度时就会产生收缩裂缝。
2.3 重交通荷载作用下产生裂缝
半刚性基层作为道路的承重层，重交通对基层的影响非常大。在重载作用下，半刚性基层会因为其本身强度不足以承受过大的弯拉应力而产生裂缝。
2.4 应力疲劳作用产生裂缝
在正常使用情况下，由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度，在车辆荷载收缩应力的重复作用下，结构层底部的弯拉应力（应变）超过其疲劳强度（它较一次荷载作用的极限小得多）时，基层底便产生裂缝，并逐渐向表面发展。这种裂缝开始大都是细而短的横向开裂。结构层达到临界疲劳状态时所承受的荷载重复作用次数为疲劳寿命。其大小主要取决于所受到的重复应力（应变）的大小，同时与结构层的环境因素有关。
3.半刚性基层路面反射裂缝的防治措施
3.1 优化路面基层结构设计
由于半刚性基层沥青路面通常具有较好的行车服务效能，因此应用较广泛，路面基层施工时应在加强工程地质水文构造勘测基础上进一步优化施工方案的设计，根据工程现场的实际地址环境条件及自然气候变化规律，针对路基结构模式组合进行科学合理的分析，严格计算和预测相关技术施工参数，根据施工材料的力学性能合理设计混合料及配比，确定半刚性基层最佳厚度，
3.2 严格路面基层施工材料
半刚性基层沥青路面施工需要无机混合料、集料以及沥青材料等进行基层路面装铺，相关无机结合料与沥青材料的质量性能对于路面承载强度整体性能有着重大影响。施工前应针对相关级配集料的耐压，粒径等物化性能进行科学的分析与检验，严格控制施工材料的质量，沥青面层应选用模量大、温度敏感性低的改性沥青，必要时可加入适量早强剂，增强对基层可能形成反射裂缝的预防。
3.3 严格施工程序质量控制
施工工艺及施工程序对于预防半刚性基层沥青路面反射裂缝具有关键性的作用。基层强度对延缓反射裂缝形成扩展具有较好的效果。降低半刚性基层的温干缩系数，在基层和面层之间添加级配碎石是消除和减少反射裂缝的有效措施。施工过程中要严格控制基层混合料拌制、摊铺、碾压环节的均匀度、平整度、压实度质量，加强对沥青面层材料的拌和温度、装铺厚度、碾压次数及压实密度控制，充分保障基层结构的承载强度、抗弯拉力及水稳性，保障半刚性基层性能。
3.4 加强路面基层防护保养
半刚性基层施工中通常留设预留缝预防温缩缝隙或干缩缝隙发生，施工完毕后，应及时进行基层表面的养生和封层处理，防止基层结构发生初期破坏和干缩裂缝，对于已经发生的严重性初期基层裂缝，应根据裂缝程度采取切割、开挖方式重新铺设基层材料；对于相对轻微的基层李峰应采用在基层顶面全幅铺设土工织物或沥青橡胶应力吸收薄膜的措施进行防治，
3.5 及时修补路面反射裂缝
周期性采用热沥青灌缝处理早期面层裂缝，在一段时间内能很好的防止裂缝继续恶化，保护路面结构层不被破坏；对于基层冒浆严重的路面裂缝，应采取开挖封堵技术选用大粒径沥青碎石做填补料进行处理，？对半刚性地基出现不均匀沉降所造成的路面龟裂、碎裂问题应采用修复加固技术特殊处理后再行灌缝或裂缝开挖技术处理。
结束语
随着国内半刚性基层仍然使用广泛，对于半刚性基层引起的裂缝势必存在，不可避免。但只要从设计到施工的每道工序都严格把关，对可能影响半刚性基层路面裂缝的因素及时采取相应措施，就能最大限度地减少路面反射裂缝。