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瀝青混凝土路面設計范文1

關鍵詞：水泥混凝土路面；加鋪；瀝青混凝土路面；彎沉值；路面設計

Abstract: due to the continuous development of modern city, the original use of cement concrete pavement is damaged, affect the overall image of the city, and there is a traffic road surface and great influence on road traffic noise, pollution to the environment is relatively serious, based on field investigation, the corresponding design measures and other factors, according to the rebound modulus and rebound deflection value calculated, proposed a combination of several kinds of asphalt concrete structure form, the original concrete paving asphalt concrete pavement reconstruction scheme for the design of fully, and achieved good results.

Key words: cement concrete pavement; Paving; Asphalt concrete pavement; Deflection value; Pavement design

中圖分類號：U416.216文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

1、前言

城市道路作為體現城市整體形象的一個重要側面，在很大程度上標志著一個城市的品位和現代化水平的提升。隨著社會的不斷發展，對城市道路的外觀及行車的舒適性等方面的要求越來越高，對舊路的修復改造標準也逐步提高。

對于城市交通，特別注重路面噪音小，維修、養護快且對交通影響小和行車舒適的特性。以上特性進行經濟技術分析，綜合考慮到現有交通的實際情況以及城市發展的需要，對舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面的合理性。

對于道路基層尚好，只是道路面層破壞的水泥路面的改造，采用水泥路面板上設置瀝青加鋪層成為行之有效、經濟合理的好辦法。它能有效地改善舊混凝土路面的使用功能，提高道路標準，同時充分利用舊水泥路面板提供的穩定、堅實的基層，由于造價低，施工方便，且對交通、環境影響小，因此借鑒成功水泥混凝土路面改造設計的經驗，推薦瀝青混凝土加鋪層改造方案為道路路面改造設計首選。

2、現場調查

通過舊水泥混凝土路面的調查，按照里程段作好相應的記錄，并分析舊水泥混凝土路面存在的狀態，

2.1、檢查井調查：由于道路修建后存在著多年運行，道路路面與檢查井相接處大部分的破損，具體要調查其種類、數量、結構形式及破損情況十分必要。

2.2、道路緣石破損情況調查：由于本次工程為大修性質，因此本著節約的原則，對現狀道路緣石分段進行調查，區分使用狀態，以修舊利廢為原則，避免浪費。

2.3、水泥混凝土路面破損情況調查：對于水泥混凝土路面按其破損程度情況，分類匯總。對掉角、龜裂、網裂、板差及局部裂縫以及路板橫縱縫進行標記。

3、測定內容

3.1、道路彎沉值測定：全線彎沉值測量及水泥混凝土路板邊角位的彎沉值測量。

3.2、路面板脫空測定:采用路面板脫空測定雷達對全線進行測定.

3.3、水準測量：現況道路中心高程、路邊線高程測量；現況橫、縱段高程測量；道路寬度測量；水泥混凝土路板板差測量。

4、設計處理措施

在加鋪瀝青混凝土面層之前需對原有的水泥混凝土路面進行調查和評價，依據實測數據和收集的資料，對水泥混凝土路面的狀況進行列表，并逐板塊提出處治。

4.1、病害處理

水泥混凝土板塊出現以下現象的相關處理措施：

⑴、斷板、碎裂、嚴重裂縫

對于有貫穿全板的縱、橫、斜向裂縫的板塊，將舊板破碎運走，掃清基層，用C20貧混凝土修復松散基層（如有松散的素淤泥塊，還要挖坑切槽，直到堅硬基層）,基層面要平整，并具有一定的橫坡坡度，然后重新澆筑C30混凝土。

⑵、角隅斷裂、接縫碎裂

對于該類病害處理時應圍繞接縫按一定面積切割成矩形，并與路中心線平行垂直，邊緣位置應比破碎板寬出30cm。按放樣位置鋸縫，縫深應大于10cm，當鋸縫位置距離縱、橫縫不足1m時可將整塊板全部挖除。破碎并清除碎塊，目測基層，如基層板體性差，則下挖基層，直至板體性好的層面，然后如斷板方法一樣處理，澆筑混凝土，與原混凝土面板平齊。

⑶、傳荷能力差的接縫

對于相鄰兩板彎沉差較大的接縫，在接縫兩邊各一定范圍內進行全深度切割，清除切割的舊板，目測基層，如基層板體性差，則下挖至板體性好的層面，用C15貧混凝土修復基層，然后澆筑C30混凝土與原有混凝土面板平齊。

⑷、錯臺

錯臺現象如由基層過軟引起，則首先處理好基層，防止進一步不均勻沉陷。處理方法通常與板底脫空處理基本相同。

⑸、沉陷

導致沉陷的絕大部分原因是由于局部基層不夠穩定、軟弱，因此應將板破碎運走碎塊，目測基層，若基層板體性差，則下挖基層，觀察路基，若路基的堅實度未達到設計要求，則應對路基進行處理后，再重新澆筑基層及水泥混凝土面板。

⑹、瀝青處置

路面的原混凝土板塊已出現斷板或嚴重裂縫，施工時將板破碎運走碎塊，目測基層，若基層板體性差，則下挖基層，觀察路基，若路基的堅實度未達到設計要求，則應對路基進行處理后，再重新澆筑基層及水泥混凝土面板。

⑺、道路接順處理

在原水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面的縱向順接段，由于混凝土路面要鋪瀝青混凝土從而造成新舊瀝青混凝土路面高程不一致，因此要進行二者順接段施工處理。處理方法是將接頭處約長20m的混凝土板按處理壞板的方法去除，重新按順接高程要求澆注混凝土路面，為保證順接處的施工質量，往往還要在新澆注混凝土路面布設鋼筋網及傳力桿，形成鋼筋混凝土底基層。

橫向順接段因面積小、交通流量較小，可以采取在舊瀝青混凝土路面上襯補中粒式瀝青混凝土的方法使高程一致。

4.2、原路面的接縫處理

4.2.1、用高壓空氣清除接縫內的雜物（如水、土、雜草、或油等廢物），表面的浮土、雜物也需清掃干凈。

4.2.2、接縫采用橡膠瀝青混合料灌縫處理（一般采用4%橡膠瀝青與石粉按照7:3比例混合而成）。

4.3、對原水泥混凝土路面未破壞的處理

4.3.1銑刨

使用路面銑刨機對現狀水泥混凝土路面進行銑刨。為控制原路面高程，確定銑刨厚度為9cm。銑刨包括三方面內容,銑刨是對路面進行刻痕拉毛，其目的為與下層瀝青混凝土能夠更好的進行結合，使得瀝青混凝土攤鋪后穩定性增加；對路板橫縱縫板差進行銑刨，其目的是保證瀝青混凝土攤鋪厚度基本均勻；對原道路橫坡進行調整，其目的是使道路橫坡更為合理，路面排水更加順暢。

4.3.2、噴灑粘層油

在原水泥混凝土面上，設計粘層，粘層油用量在0.7～1.1(L/m2),當氣溫低于10℃時，不得澆灑透層瀝青；澆灑透層瀝青后，嚴禁除瀝青混合料運輸車外的其他車輛、行人通過。

4.3.3、玻璃纖維格柵

在粘層上設計玻纖格柵，玻纖格柵橫向搭接15cm；縱橫向搭接寬度應在10cm之間，搭接部分的瀝青用量以0.4L/m2左右為宜。

4.3.4、鋪設瀝青混凝土面層

瀝青面層施工應控制好溫度，到場溫度應控制在不低于160℃。瀝青混合料的松鋪系數（機械攤鋪）為1.15～1.35。碾壓遍數及成型標準應嚴格按照有關標準控制。

4.3.5、碾壓及開放交通

熱拌瀝青混合料路面應待攤鋪層完全自然冷卻，混合料表面溫度低于50゜C后，方可開放交通。需要提早開放交通時，可灑水冷卻降低混合料溫度。

5、計算各路段的計算彎沉值

5.1、計算舊路面的當量回彈模量。

5.2、擬定幾種可行的結構組合及設計層，并確定各補強層的材料參數。

5.3、根據加鋪層的類型確定設計指標，當以路表回彈彎沉為設計指標時，彎沉綜合修正系數宜按下式計算：

F=1.45(ls/2000δ)0.61（Et/p）0.61

5.4、采用彈性層狀體系理論設計程序計算設計層的厚度或進行結構驗算。對季節性冰凍地區的中、潮濕路段應驗算防凍厚度。

5.5、根據各方案的計算結果，進行技術經濟比較，確定補強設計方案。

6、加鋪路面結構設計

針對不同情況進行分段設計，根據回彈模量以及幾種結構的組合，對于原有舊路面上直接洗刨，洗刨后在原有混凝土路面上加鋪5cm中粒式瀝青混凝土AC-20及4cm改性瀝青混凝土SMA-13。

圖一 加鋪瀝青混凝土結構設計圖

7、結束語

瀝青混凝土路面設計范文2

關鍵詞:瀝青加鋪層；荷載應力；溫度應力；反射裂縫；設計方法；厚度

中圖分類號：U416.216文獻標識碼： A 文章編號：

由于通行時間較長，加上重交通量的影響下，目前許多舊水泥混凝土路面出現了路面平整度降低、行車舒適性下降等情況，為了滿通運輸日益發展的需要，提高路面服務水平，對舊水泥混凝土路面進行加鋪改造成為了我國公路建設面臨的一項迫切任務。舊水泥混凝土路面加鋪改造的形式有加鋪水泥混凝土面層和瀝青面層兩種，其中，加鋪瀝青面層施工更為方便和工期更短，并能充分利用水泥混凝土路面的強度。因此，舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層是非常常見的。下面就舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層的設計方法進行探討。

1 加鋪瀝青層荷載應力分析

1.1 計算模型

舊混凝土板上加鋪AC層路面結構，其接縫處的計算模型既區別于彈性層狀體系，也不同于彈性地基上的板，本研究采用有限元程序ANSYS計算，為便于分析，采用如下假定:

(1)水泥混凝土板與地基間光滑接觸。

(2)水泥混凝土板與瀝青層間完全連續。

(3)接縫考慮一定寬度、無傳荷。

(4)地基為彈性半空間地基(E地基)。

(5)各層材料具有線彈性，以E，μ表征。

1.2 臨界荷位分析

臨界荷位的確定與對象有關。普通混凝土板的臨界荷位是軸載作用于縱縫邊緣中部，這時板底產生最大應力。對于舊混凝土板加鋪瀝青面層，為控制瀝青層出現反射裂縫，就以瀝青層內應力、位移的不利狀態作為選擇臨界荷位的依據。

1.3 應力與位移分析

(1)混凝土板模量Ec對計算結果的影響

取ha=6cm，hc=22cm，Ea=1500MPa，Es=100MPa，Ec=25000MPa和Ec=35000MPa，采用程序進行計算，可以得到:剪應力、彎沉等各個指標隨Ec的增加而減小，這說明板的剛度越大對瀝青層受力越有利。但影響也很小，可以不計。

(2)瀝青混凝土模量Ea對計算結果的影響

研究Ea從1000MPa增至1500MPa時，彎沉差、表面彎沉、剪應力的變化規律和計算結果分析可知，當瀝青混凝土模量Ea增加時，剪應力隨之增加，而彎沉差隨之減小，路面整體抗變形能力增強。盡管瀝青混凝土模量受溫度影響有一定的變化，但在以后的計算中Ea取定值1500MPa。

(3)板厚hc對計算結果的影響

通過計算分析不同AC層厚、不同板厚時剪應力和彎沉差的響應，發現剪應力隨hc的增加而線性減小，彎沉差也隨hc增加線性減小。

(4)瀝青層厚度ha對計算結果的影響

對于舊混凝土板加鋪瀝青面層設計，主要是計算加鋪層的厚度，使各種力學指標控制在允許范圍內，因此，瀝青層厚度ha是主要影響參數之一。計算中ha從4cm到16cm按2cm遞增，并考慮混凝土板厚和板下基礎模量Es的影響。

2 瀝青加鋪層溫度應力分析

計算結構內的溫度應力，首先要進行溫度場的研究。為分析在溫度應力作用下，瀝青層模量Ea、厚度ha、板厚hc、土基模量Es這4個參數對計算結果的影響，取瀝青層表面降溫18℃，溫度梯度為－0.8℃/cm時，考察瀝青層最大拉應力σy和瀝青層與混凝土板間的最大剪應力τyz，研究結果表明:

(1)瀝青層底面彎拉應力與層間剪應力隨瀝青層厚度的增加而減小。

(2)瀝青層底面拉應力σy隨Ea的增加而增加，

這說明反射裂縫易在冬季產生；而剪應力τyz則隨Ea的增加而減小，這說明層間剪應力與兩層的模量比有關，兩者模量相差越大，則變形越不協調，相互約束越緊，從而引起剪應力增加。

(3)瀝青層拉應力隨板厚的增加而減小，剪應力則隨板厚的增加而增加。

3 瀝青加鋪層設計

3.1 板下基礎強度評價公式

板下基礎模量是舊路強度評價中的重要參數之一，現行規范在基礎模量方面有2個參數:Et是基礎頂面當量回彈模量，它是由承載板試驗直接測定結果；Etc是基礎頂面計算彈性模量，是在應力計算中使用的表征基礎剛度的彈性參數。

對舊混凝土路面板下基礎強度進行評價時，由于不便把混凝土板刨開在基礎頂面直接進行承載板試驗，一般按(1)式進行反算，然而，在實際應用中發現該公式有時計算結果往往超出常規，給設計帶來困難，需進行修正。

(1)

基層頂面計算模量Etc值應不小于Et值，但實際中發現當Etc超過某一量值后(以下簡稱分界值)就會出現Et值大于Etc值的反常現象。同時還發現Et值計算結果對Etc值的變化很敏感，Etc值發生較小變化，Et值就有較大改變。

表1 E1/MPa

注: 表中折線右側是Et ＞ Etc的情況。

從表1中可看出，Etc只有在小范圍內變化時，得到的Et值才可以令人接受。從誤差考慮，當hc=20cm，Ec=27500MPa，Etc=175MPa，若Etc測量誤差為14%時，則相應的Et值從119MPa變為233MPa，其相對誤差達96%，絕對誤差達114MPa。Etc的精度可能無法滿足公式的要求，得出的Et值也將難以令人接受，必須進行改進。利用已有的試驗數據，建立以Et為函數值的回歸公式，可表示為:

(2)

3.2 設計指標

舊混凝土路面瀝青加鋪層結構的破壞，可以考慮下面3種現象:板底疲勞開裂；AC層與舊板層間發生分離；AC層產生反射裂縫。而反射裂縫是舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的主要破壞形式，控制這種路面破壞形式的指標與反射裂縫的成因有關。具體的成因通常認為有以下3種:

(1)如圖1，氣溫的升降變化，引起路面內的溫度也隨之升降，AC層自身會熱脹冷縮，混凝土板膨脹與收縮在接縫處引起張開與閉合，使AC層內應力進一步增大，而且這種溫度荷載是日復一日，年復一年的疲勞作用。

圖1 溫度升降形成的反射裂縫

(2)如圖2，當板內有溫度梯度存在時，板會發生翹曲變形，板接縫上AC層會受到很大的拉應力作用，這時裂縫有可能產生在AC層頂部并向下發展，這種裂縫易在晝夜溫差較大的地區發生。

圖2 翹曲變形引起的裂縫

(3)車輛荷載在接縫處會產生剪切破壞，如圖3，當荷載作用于接縫處板的一側時，受荷板與未受荷板會產生垂直相互變形，出現錯臺，導致AC層發生較大的剪切變形，受到較大的剪切應力，引發裂縫。

圖3 荷載引起的剪切破壞

根據上述反射裂縫的成因，可以使用3個指標控制反射裂縫破壞:不利荷載作用下接縫處AC層的剪應力，板接縫處的彎沉差，混凝土板底彎拉應力。前兩個指標主要是防止車輛荷載作用下的剪切破壞，后一個指標是控制降溫時AC層內的拉應力破壞。舊混凝土路面瀝青加鋪層厚度的計算應用上述指標進行控制。

3.3 加鋪層厚度計算

瀝青混凝土路面設計范文3

關鍵詞：舊水泥混凝土路面；瀝青加鋪層；舊路面處治；設計

1 概述

目前，國內大量的水泥混凝土路面由于設計、施工、后期養護及超重載交通等原因，已不同程度地發生了結構性和非結構性的損壞，陸續進入大中維修期。舊水泥混凝土路面行車舒適性差、車速難以提高的狀況是目前急需解決的問題。為節約工程投資，有效地利用舊水泥混凝土路面，在其上加鋪瀝青面層以改善使用性能成為行之有效的方法之一。

本文結合中山市東阜公路阜沙段實際情況，介紹了舊混凝土路面上加鋪瀝青面層的設計、舊路面處治、防裂、防水措施， 以供其它類似項目參考。

2 舊水泥混凝土路面現狀調查及評價

中山市東阜公路為阜沙鎮城區的一條城市主干道，是中山市黃圃、東鳳、三角等鎮進出中山市區的主要交通要道。原舊路采用雙向六車道一級公路標準，現狀路面為水泥混凝土路面，局部板塊因沉降較大做了薄層瀝青罩面。近年來由于交通量的日益增加，路基的不均勻沉降，原有水泥混凝土路面破損嚴重，路面服務質量明顯下降，需進行路面改造以提升其服務水平。

為全面了解現有路基路面結構的破損狀況、承載能力和交通狀況，設計前對舊路面進行了詳細調查，并進行路面檢測及評價，由此提出具體的改造方案。調查內容包括交通量、舊路面結構形式與厚度、混凝土強度、路面破壞類型及破損

2.1 舊水泥混凝土路面現狀調查

1）交通量調查

交通量調查表明， 東阜公路阜沙段總體上交通量不大，該路段2010年折算為小客車的年平均日交通量為23535輛，平均每條車道的日交通量為3923輛，主要交通荷載類型為小貨車和小客車，約占總交通量的85%。

2）舊路面結構調查與檢測

查閱舊路設計及竣工文件，舊路路面結構為23cm水泥混凝土面板+20cm 6%水泥穩定碎石+15cm 4%水泥穩定碎石。路面鉆芯取樣試驗結果表明，路面板厚度大于設計厚度的占27.3%，芯樣強度大于設計強度的占95.5 %。全路段路面強度基本滿足要求，但厚度整體偏小。

3）路面板脫空檢測

采用落錘式彎沉儀（FWD），選擇板角最不利位置，通過測定彎沉值判斷板角是否有脫空情況。按截距法，對截距大于50（0.001mm）的，認為板底脫空。檢測結果表明：全線各路段存在不同程度的脫空現象，且脫空范圍大，全線脫空率達到28.9%。

4）路面病害調查

根據路面病害調查結果，東阜公路阜沙段除局部路段出現不均勻沉降外，大部分路段路基穩固，整體強度較好，但路面情況較差，裂縫、錯臺、斷板、角隅斷裂等病害不同程度存在，且以裂縫、錯臺為主。使用期間，局部路段進行了病害處治，但因病害處治不夠徹底，維修路面又出現了新的病害。

以上破壞形式單個或多種并存于一塊板中，這些病害將影響加鋪路面的結構受力和使用壽命，施工前必須采取適當方法進行加固處理。

2.2 路面破損原因分析

根據現場調查及檢測結果，路面破壞原因分析為以下幾點：

1）加寬改造新舊路銜接不完善

舊路在四車道擴建為六車道時，利用原綠化帶改造為行車道，該處板塊破壞較嚴重，在加寬車道與內側車道銜接處均出現錯臺、裂縫等病害，其他形式的病害也多發生在銜接部位，這些都是由于擴建時新舊路面銜接部位處理不完善造成的。

2）路基路面排水系統不完善

舊路采用管道排水，部分雨水口間距較大，路面水只能通過縱坡流向路面邊緣開口處或者低洼處，當排水路徑較長時，路面水容易通過接縫滲入基層，沖刷基層的細微物質，并從裂縫帶出。多個路段在相鄰車道之間出現嚴重錯臺，下陷的車道降雨時容易形成積水坑，又致使雨水不能及時排走，雨水大量深入路基，路基土飽水后使面板發生松動、唧泥現象，進一步影響到行車道的穩定，使路面破壞加劇。

3）路基不均勻沉降

受早期施工技術和設備條件限制，部分路段路基壓實不足，沉降嚴重，從而導致路面板斷裂破碎。

2.3對舊路面的評價

根據現場調查和舊路檢測結果，舊水泥混凝土路面整體情況良好，加鋪路段水泥砼路面的強度均滿足設計要求，路面結構承載能力按標準軸載可滿足設計年限的使用要求。路面的破壞形式較為單一，主要以斷裂類為主，其中裂縫、角隅斷裂、接縫破壞、錯臺較多，其他形式的破壞（表面類、豎向變形類）相對較少。路面行駛質量指數（RQI）較差，路面狀況指數（PCI）相對較好，通過加鋪瀝青混凝土可有效改善其平整度，提高路面服務水平。

3 路面加鋪層結構設計

東阜公路阜沙段位于城鎮路段，路面改造加鋪厚度必須考慮現有人行道標高、排水和建筑門面的影響，舊混凝土路面處治亦須考慮對交通和周圍居民生活的影響。根據東阜公路現有舊城街道標高和周圍建筑情況，對舊水泥路面病害進行局部修復后，加鋪瀝青路面則可以基本滿足目前街道路面與人行道間的標高限制， 且工期較短， 對居民生活影響較小， 因此決定采用利用舊水泥路面加鋪瀝青混凝土面層的改造方案。

3.1 加鋪前舊水泥路面的病害處治

大量改造實例表明，舊水泥混凝土路面處治的好壞直接影響到加鋪層的效果和使用壽命。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層之前，必須對舊路面病害進行徹底處治，從而為瀝青加鋪層提供堅實的基礎，保證加鋪瀝青混凝土路面的穩定性和耐久性。設計采取了如下病害處理措施：

1）對于縱、橫、斜向裂縫的修補：寬度小于5mm的輕微裂縫，采用擴縫灌漿處理；寬度小于15mm的輕微或中等裂縫，采用條帶加鋪進行處理；寬度大于15mm的嚴重裂縫，按養護規范規定進行全深度補塊。

2）對于中等脫空、唧泥板塊：采用板下封堵的方法進行高壓灌漿處理。

3）對于破碎板塊、出現交叉裂縫的板塊以及嚴重脫空板塊：采用換板處理。挖除舊板塊，采用C20貧混凝土補強基層，然后重新澆筑C40混凝土面板，并在接縫位置植筋和瀝青灌縫。

4）對于高差小于等于1cm的錯臺：采用磨平機磨平；當錯臺大于1cm時，采用聚合物細石混凝土進行填充。

3.2 加鋪層結構設計

加鋪層結構設計應在滿通量和使用性能等技術要求的前提下，按照因地制宜、合理選材、節約投資的原則，選擇技術先進、安全可靠、經濟合理、方便施工的方案。

3.2.1 加鋪層厚度

瀝青混凝土加鋪層的設計厚度由結構強度和防止反射裂縫兩個因素控制。水泥混凝土面板作為基層強度較高，能滿足承載要求；關鍵是如何防止反射裂縫的產生。加鋪瀝青層太薄，容易產生反射裂縫；太厚，造價又會過高。根據國內外的經驗， 加鋪層的合理厚度范圍為9～18 cm。設計根據舊路面的強度和局部修復后的狀況、交通量，同時考慮道路兩側人行道標高、排水和建筑門面的影響，確定瀝青加鋪層最小厚度為10 cm（4+6），并根據路面沉降及病害情況設置調平層。

3.2.2 加鋪層結構材料選擇

1） 表面層瀝青混合料類型的選用

表面層是車輛直接作用的結構層，除了考慮瀝青混凝土的結構穩定外，還要考慮抗滑、降噪、防止眩光等要求，目前在國內中應用較多的面層材料有連續式密級配瀝青混凝土（AC），瀝青瑪蹄脂碎石SMA和高性能瀝青砼SUPERPAVE。SAM-13為骨架密實型瀝青混凝土，有良好的耐久性、抗滑性能和抗車轍能力。但對瀝青、碎石材料、施工機械、施工技術要求較高，造價高；Sup-12.5長期性能好、高溫穩定性好，但該結構的級配設計需要豐富的經驗，并需要專門的試驗設備，且設備昂貴，整套SHARP試驗設備國內不多，其施工和驗收標準也需要通過經驗積累，目前廣東省的經驗較少；AC-13C應用較多，施工經驗豐富，已經有了成熟的配合比設計方法和施工經驗，能較好的控制好目標配合比和現場施工壓實的空隙率，在多條高速公路上已經成功應用。本設計表面層采用細粒式改性瀝青抗滑表層AC- 13C。

2） 中面層瀝青混合料類型的選用

考慮到中面層的一個重要作用是延緩舊水泥混凝土路面的反射裂縫，同時考慮承重、密水及抗車轍的要求，中面層采用中粒式改性瀝青混凝土AC C 20C。

3） 調平層結構類型選擇

由于路基沉降、路面病害和養護等原因，造成現有路線標高改變，根據不同路段縱斷面情況進行調坡設計并確定調平層厚度。為此，根據經濟合理的原則，按照不同路段的平均調平層厚度選取不同的調平層材料。

（1）用瀝青混凝土作為調平層：具有密水性和抗疲勞性能好的優點，并且為防水土工布鋪設提供較好的施工平臺，使土工布具有防水功能的同時起到延緩反射裂縫的作用。適用于調平厚度小于4 cm 的情況。

（2）采用瀝青碎石作為調平層：瀝青碎石用瀝青材料作為膠結料，提高混合料的強度和穩定性，有助于減輕裂縫向上反射穿透瀝青面層。適用于調平厚度小于15cm 的情況。

（3）采用貧混凝土作為調平層：貧混凝土具有良好的整體性、足夠的力學特性、抗水性，而且強度較高，造價較低，但施工時注意防止收縮裂縫的產生。適用于調平厚度大于15cm 的情況。

考慮項目規模較小，為便于備料和施工，本設計采用瀝青混凝土和貧混凝土作為調平層，調平厚度小于15cm時，采用中面層AC-20C作為調平層，調平厚度大于15cm時，采用C20貧混凝土作為調平層。

3.2.3反射裂縫防治措施

舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層后，由于舊水泥混凝土路面的接縫與裂縫處不能承受剪應力和拉應力， 在溫度應力和車輪荷載重復作用下， 加鋪瀝青層容易產生反射裂縫。國內外大量的工程實踐表明，舊水泥混凝土路面上瀝青加鋪層產生的反射裂縫問題正嚴重制約著加鋪層的路用性能和使用壽命，采取有效措施延緩和減少反射裂縫是一個需重點考慮的問題。

目前處理反射裂縫的措施主要有高性能改性瀝青應力吸收膜或應力吸收層、玻璃纖維格柵或土工織物夾層及其用上述兩種或兩種以上方案復合的夾層，這些措施在一定程度上都能延緩裂縫反射時間和數量。從工程造價、施工工藝的方便性和使用效果綜合考慮，本設計采用聚酯土工布。對于直接加鋪層結構并且調平層厚度小于9cm的路段，采用滿鋪聚酯土工布方法；對于調平層厚度在10～30 cm 之間采用貧混凝土調平時，則在貧混凝土和瀝青混凝土面層之間增設滿鋪聚酯土工布。

另外，接縫是水泥砼路面的薄弱環節，更是水泥混凝土路面加鋪瀝青層防止反射裂縫的重要位置。設計對一般路基段縱橫向接縫采用清縫機清縫， 填充改性熱瀝青，并跨縫鋪設1m寬玻纖格柵，以延緩和減少接縫處反射裂縫。

3.2.4 水損害預防措施

瀝青路面的水損害也是瀝青路面破壞的主要原因之一。對于防水問題必須要堅持“以防為主、層層設防”，對路面結構每個環節都應做好防水工作。

本工程所在區域年均降雨量1645～2013mm，屬于多雨地區，設計采用多項措施預防水損害：瀝青加鋪層采用密級配瀝青砼，加強瀝青砼密實度、空隙率的控制要求；采用摻加劑提高集料與瀝青的粘結性，要求提高到5級；完善原有路基路面排水系統，恢復路面橫坡，在路面邊緣設置碎石盲溝，及時排除路表及路面結構內部水；采用的聚酯土工布防反射裂縫層亦具有較好的防水密閉性和良好的封縫防水效果。

3.2.5 瀝青混凝土加鋪層結構設計方案

根據東阜公路阜沙段的舊路面現狀和交通量，同時考慮施工進度、交通組織等方面的要求，通過分析與計算，各路段路面加鋪層結構設計方案如下 。

1）對于原路面平整度較好、無不均勻沉降或存在不均勻沉降但沉降較小、錯臺不嚴重、路面狀況指標優良的路段，采用直接加鋪瀝青面層的方式：

上面層：4cm厚細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）

下面層：6～15cm厚中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）（兼調平層）

防反射裂縫層：浸漬瀝青聚脂土工布

處治后舊混凝土面板（接縫處跨縫鋪設1m玻纖格柵）

2）對于沉降較大且病害較多路段，需挖除原有水泥砼板，如發現基層破壞，先采用添加早強劑的C20素砼對基層進行補強，然后重做水泥砼板后，再加鋪瀝青面層，加鋪路面結構如下：

上面層：4cm厚細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）

下面層：6cm厚中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）

防反射裂縫層：浸漬瀝青聚脂土工布

基 層：平均30cm C35水泥混凝土

處治后舊混凝土面板（接縫處跨縫鋪設1m玻纖格柵）

3）對于橋頭等沉降較大路段，設置C20素混凝土作為調平補強層，用于沉降路段調平，然后再加鋪瀝青面層。加鋪路面結構如下：

上面層：4cm厚細粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）

下面層：6cm厚中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）

防反射裂縫層：浸漬瀝青聚脂土工布

基 層：10～30cm C20貧混凝土（兼調平層）

處治后舊混凝土面板（接縫處跨縫鋪設1m玻纖格柵）

4 結論

該項目部分路段于2012年底完成瀝青層加鋪并投入運營，從兩年多時間的跟蹤調查情況來看，路面尚未發現反射裂縫，其使用效果良好。

在舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層，是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法之一。本文結合實踐總結以下幾點供參考：1）加強對舊路的檢測與評價，在加鋪罩面前對舊水泥混凝土路面結構強度和破損狀況進行正確評價是解決反射裂縫和保證加鋪罩面成功的重要前提；2）根據舊路面狀況合理分段，路面改造結構形式要有利于施工；3）在舊水泥混凝土路面頂面鋪設土工格柵或土工布，可有效延緩反射裂縫；4）防水問題必須要堅持“以防為主、層層設防”的原則，對每個環節都應做好防水工作；5）舊路改造比較復雜，路面狀況變異性大，加鋪層設計和施工需考慮的因素較多，建議做到動態設計與動態施工有機結合。

參考文獻

1、《公路水泥混凝土路面設計規范》JTG D40-2011.

2、《公路瀝青路面設計規范》JTJ D50-2006.

3、《公路水泥混凝土路面養護技術規范》JTJ073.1-2001.

4、楊錫武，舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的實踐[J]，重慶交通學院院報，2007，26（3）.

瀝青混凝土路面設計范文4

關鍵詞：瀝青混凝土；優化設計；路面結構

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

由于瀝青混凝土路結構具有便于養護維修、平整度高、行車噪音小等多種優勢和特點，因此，其被廣泛應用到高速公路中。然而，現階段，我國的高速公路在使用過程中還存在有許多的不足之處，比如坑槽、車轍、開裂等現象，這也就大大的降低了公路的使用壽命。此外，隨著社會的不斷發展，我國的公路交通流量逐漸的增高，其行車速度也逐漸的有所提高，并且還存在有嚴重的貨車超載問題，導致高速公路瀝青混凝土路面結構在投入使用一到兩年的時間內就發生路面結構嚴重損壞的現象，因此，及時的發現問題并采取有效的措施對其設計施工進行優化就顯得至關重要。

路面結構層設計的要求

滿足高速公路行車要求及路面的使用性能是路面結構層設計的重要目標之一，其實際設計必須要滿足以下幾點要求。一是滿足高度和強度要求，瀝青混凝土路面結構只有滿足相應的強度及剛度要求才能確保公路不會在行車荷載的影響下出現較為嚴重的位移、變形現象，從而避免公路在短時間內出現路面開裂、沉陷、坑槽等問題。二是滿足耐久性及穩定性要求，瀝青混凝土路面結構只有滿足相應的耐久性及穩定性要求，才能保證公路能在凍融循環、溫度變化、水分變化等環境因素的作用下正常的使用；三是路面平整性要求，行車速度及舒適度在很大程度上是由路面平整度決定的，同時路面平整度也會在一定程度上影響路面結構的耐久性，因此，在實際的設計施工中加強對路面平整度的重視就顯得非常的重要。路面的平整度則受到施工材料、路基填料強度和穩定性及施工質量、養護狀況等多種因素的影響，此外，為了確保車輛行駛的安全，還要確保路面具有相應的粗糙度。

二．路基路面排水設計問題及優化設計

高速公路瀝青混凝土路面早期損壞的一項重要原因就是水損害。水損害即為路面在受到水浸泡及汽車行駛動荷載的影響，導致路面結構空隙中含有的水分產生相應的動水壓力及反復循環內的負壓抽吸作用，長此以往水分就會慢慢的進入到瀝青和集料的接觸面上，從而大大的降低瀝青材料的粘附性，最終導致瀝青材料失去其原有的粘結強度，瀝青膜隨之脫落，造成路面瀝青混合料出現松散、裂紋等現象，從而導致路面出現坑洞、坑槽等現象。因此，加強對路基路面排水設計的重視就顯得至關重要。

高路公路路基路面的排水設計包括路基表面的排水設計及結構內部的排水設計兩部分。對于路基路表面排水設計的優化措施主要為:首先，利用邊坡漫流方式對路基路面進行排水，其次，將縱向排水槽設置在局部超高路段的中央分隔帶位置，最后，以當地年降水量為依據，設計相應的橫向排水管進行導流，從而將水分排至邊坡處，并將急流槽設置在出口位置，從而將水分排至路基排水溝；這樣就能及時有效的將水分排出路面，防止路面由于長期受到雨水的浸泡。對于路基結構內部排水設計的優化措施則主要有為，首先，設置縱向盲溝，其設置位置為中央分隔帶、填方路基邊緣，同時為了達到匯集路基結構內部水分的目的，將縱向滲溝設置在挖方路基外側邊緣的縱向排水溝下方，其次，以當地年降水量為依據，利用相應的塑料排水管將水分由滲溝縱向開口位置排出，最后，使用強度為C20的混凝土對硬化盲溝進行硬化，從而及時的將水分排出，避免水分大量的滲入路基土體。

三．瀝青混合料配合比問題及優化

瀝青混凝土路面是通過對瀝青集料的周密配置混合而建成的路面，混合料配合比的合理性直接影響著瀝青混凝土路面的質量，然而現階段我國的公路瀝青混凝土路面在實際的設計過程中往往存在有瀝青混合料配合比不均勻及瀝青集料設計孔隙率范圍較小的現象，從而嚴重影響著公路的質量，因此，在實際的瀝青混合料配合比設計中一定要加強對其穩定性的重視，包括其高溫穩定性、水穩定性及抗滑性。嚴格按照相關規范要求進行設計，將礦料級配曲線設置成“S”形，同時要嚴格的對篩孔的孔徑進行控制，從而保證混合集料配比的合理性，防止由于混合料配比不合理而導致施工離析現象的發生。在實際的瀝青集料設計時一定要根據原材料的不同特點，并根據相關的試驗來確定配給曲線的關鍵點通過率，利用體積法對瀝青混合料進行設計，在施工期間還要嚴格的對瀝青集料的體積指標進行控制。對于由于瀝青集料設計孔隙率范圍較小而導致有效瀝青用量范圍、最佳瀝青用量敏感范圍變小的情況，可以在確保設計技術的基礎上合理的增加瀝青集料間隙率，同時合理的對瀝青施工波動規模進行壓榨，有效的對其精度進行控制，通常要將其控制在 0.2%的范圍內，此外，還要加強對其施工質量的重視。同時由于瀝青集料孔隙率范圍的減小，想要確保瀝青結構層壓實充分就要在施工期間相應的增加壓實功，壓實度指標的提高也相應的增加了對壓實工藝的要求，這就需要在優化混合料配合比設計的同時也要合理的對壓實施工進行優化。

四．施工工藝優化組合

公路瀝青混凝土路面施工環節主要包含四個方面，一是混合集料拌和，二是運輸，三是攤鋪、四是碾壓，而瀝青混合集料離析超限及路面沒有進行充分的碾壓是到導致路面結構層發生車轍、坑槽、開裂的主要原因。因此，碾壓施工期間，要加強對現場孔隙率及壓實度控制的重視，在孔隙率小于7%時，要確保下部面層的壓實度大于或者等于97%，而在現場孔隙率不到6%時，則要確保上部面層的壓實度大于或者等于98%。同時在具體的工程路面結構層中可選用AK、AC等改進型結構，這種路面結構中的混合集料的擠壓密實度更高，且具有更好的水穩定性及高溫穩定性，在使用此種結構時，確保路面結構層壓實度就能有效的避免滲水現象的發生，且能有效的對其滲水系數進行控制，往往能將其控制在每分鐘五十毫升的范圍內。

五．總結

加強對路基路面排水設計優化的重視是防止公路路面結構層發生車轍、坑槽、開裂現象的有效手段，同時，選取最為合理的路面結構并嚴格的對瀝青集料所使用的材料的質量及類型進行控制，并加強對路面結構施工質量的重視也是避免瀝青混凝土早期損害發生的有效方式，通過對這些措施的重視和運用能有效的增強瀝青混凝土路面結構的耐久性。

參考文獻：

[1]樊銳；劉振清.設ATPB的半剛性基層瀝青混凝土路面結構分析及設計[J].公路，2009，9

（02）：124-126.

[2]申魁梅.高速公路瀝青混凝土路面結構變異過程分析及控制措施探討[J].中外建筑，2010，7（02）：167-169.

瀝青混凝土路面設計范文5

關鍵詞：舊水泥混凝土路面 瀝青加鋪層 結構設計

中圖分類號： U416.216 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

由于路面結構特殊以及涉及到的不確定因素眾多,國內外舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的設計方法尚未完善,至今仍未有公認的合理可行的設計方法。目前我國公路及市政道路設計規范尚無關于水泥混凝土路面破裂板瀝青加鋪層的設計方法,國外的氣候、水文、建筑材料及交通組成、設計軸載等又與我國不同,且國外的路面設計理論與我國路面設計傳統的理論相差較大,無法照搬套用.因此,本文在試驗路測試研究的基礎上,探討符合我國實際情況的舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量的確定方法及瀝青加鋪層的設計方法。

1 舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量的確定方法

從舊水泥混凝土路面破裂板的性質來說,當板塊平面尺寸較小時(一般小于1 m),其性質可視為半剛性或柔性路面一類.水泥混凝土路面破裂板的承載力主要來源于兩個方面:一是地基對破裂板的支承力,它在路面使用過程中變化不大;二是破裂板裂縫間的嵌鎖力,作用在一塊破裂板上的荷載應力可通過破裂板裂縫間凹凸不平的接觸面形成的嵌鎖力向周圍板塊傳遞,起到擴散荷載的作用.

(1)舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量測試分析.在進行破裂板加鋪層路面結構厚度計算時要先確定破裂板頂面的剩余剛度,而常用的承載板試驗確定結構層回彈模量的方法比較復雜、速度慢,不便進行大量檢測,若測點太少,檢測結果又很難具有代表性,而彎沉測定舊水泥混凝土破裂板頂面當量回彈模量的方法比承載板簡便而快速,因此,推薦采用彎沉測定結果反算舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量的方法.當量回彈模量計算公式可根據承載板下豎向變形與彈性模量的理論公式推導出來.

①破裂板頂面彎沉值的測定與計算.檢測設備為標準車(BZZ-100),輪胎壓力為0.70±0.05MPa,標準貝克曼梁、百分表。

彎沉代表值為彎沉測定值的上波動界限,用下式計算

ɭ r為彎沉代表值(0.01 mm); ɽ為彎沉測定平均值(0.01mm);S為標準差(0.01 mm);Zα為與要求保證率有關的系數,一級公路Zα=2.0,二、三級公路Zα=1.645;K1為季節影響系數;K2為濕度影響系數.

②破裂板頂面當量回彈模量的換算.根據彈性半空間理論,承載板下的豎向變形ɭ與彈性模量E、泊松比μ、平均觸地壓力p及承載板直徑D之間有如下關系:

如承載板的傳壓面積與雙輪荷載的傳壓面積相等,則有：

因此有：

將各參數單位變化后,舊水泥混凝土路面破裂板頂面回彈模量可根據代表性彎沉ɭ r按下式計算:

式中:Eɭ為舊水泥混凝土破裂板頂面當量回彈模量(MPa); ɭ r為破裂板頂面代表性彎沉值(0.01mm);p為標準軸載車型輪胎接地壓強;δ為標準軸載單輪傳壓面當量圓半徑(cm);m為用標準軸載(BZZ-100)在舊水泥混凝土破裂板頂面上測得的彎沉值與用承載板在相同壓強條件下所測得的回彈變形值之比,即輪板對比值m=ɭ/L.

③某試驗路m值確定案例.對某試驗路舊水泥混凝土路面破裂穩固路段進行了17個點的承載板試驗及彎沉值測定,舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量與板頂彎沉值關系如圖1所示。

圖1 回彈模量與彎沉值關系曲線

由圖1可得出舊水泥混凝土路面破裂板頂面回彈模量與板頂彎沉值關系的回歸公式為:

通過上式即可方便快捷地確定出計算路面結構厚度所需的重要參數E ɭ。

2 舊水泥混凝土路面破裂板瀝青加鋪層結構設計方法

(1)設計參數.調查測定內容包括:①交通量、交通組成、氣候和自然區劃等資料調查;②瀝青混合料或半剛性材料抗拉強度的試驗測定;③舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量的測試.

(2)設計標準.對于板塊破裂平面尺寸小于1m的水泥混凝土路面而言,其結構層主要表現為柔性性質,因此,可以按半無限地基上的彈性層狀體系為理論基礎進行加鋪層厚度的計算.瀝青加鋪層或半剛性補強層層底拉應力應不大于該層材料的容許拉應力σR,即:σm≤σR。容許拉應力σR按下式計算：

式中:σR為路面結構層材料的容許拉應力(MPa);σSP為瀝青混合料或半剛性材料的劈裂強度(MPa);KS為抗拉結構系數。對瀝青混凝土面層:

Aa為瀝青混凝土級配類型系數,細、中粒式瀝青混凝土為1.0,粗粒式瀝青混凝土為1.1。

對無機結合料穩定集料類：

對無機結合料穩定細粒土類:

(3)結構計算方法.測定舊水泥混凝土路面破裂板頂面的彎沉值并計算當量回彈模量,根據道路等級、面層、補強層類型及累計軸載作用次數Ne計算設計彎沉值,由設計彎沉值計算加鋪層的厚度.驗算瀝青加鋪層及半剛性補強層層底的彎拉應力σm是否滿足小于或等于容許拉應力σR的要求,如不滿足要求,則增加加鋪層或半剛性補強層的厚度,或調整材料的配合比,提高極限抗拉強度,再重新計算。

3 水泥混凝土路面上瀝青混凝土加鋪層的設計要點

⑴對舊水泥混凝土路面的分析和整治處理

瀝青加鋪層對加鋪前的路面修復效果較敏感,舊路面的修復程度,直接決定了加鋪層設計的成功與否。加鋪層結構設計之前,應對舊水泥混凝土路面的結構性能進行全面調查和確切評價:依據斷板率和平均錯臺兩項指標,將路面損壞狀況劃分為優、中、次、差四個等級;根據實測資料,將路面的接縫傳荷能力也分為優、中、次、差四個等級。當路面損壞狀況和接縫傳荷能力同時被評為優級或中級時,可采用直接在舊水泥混凝土面層上加鋪瀝青混凝土層(即瀝青加鋪層“白+黑”)的方法,以改善路面的使用性能。此方法可以充分利用舊水泥混凝土路面,造價降低,施工方便,且對交通、環境影響小。

舊水泥混凝土路面利用與處理的技術方法包括常規維修、改善路基、板下脫空封堵、破碎和翻挖。應根據彎沉數據對板塊進行處治,更換破碎板,修補和填補裂縫,磨平錯臺,壓漿填封板底脫空,清除舊面層表面的松散碎屑、油跡,剔除接縫中失效的填封料和雜物,進行重新封縫等。

⑵瀝青加鋪層厚度確定

根據JTGD40—2002《公路水泥混凝土路面設計規范》,瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級公路的最小厚度宜為100 mm,其他等級公路的最小厚度宜為70 mm。加鋪層的厚度直接影響到道路面層的質量,適當加厚可以延緩路面反射裂縫。根據國內外的一些資料,加鋪層的最小厚度為10~15 cm,一般為二層式,也有三層式。

⑶瀝青加鋪層混合料設計

為了加強加鋪層減緩反射裂縫的能力,加鋪層通常采用改性瀝青或加入纖維。瀝青瑪蹄脂碎石SMA混合料是一種間斷級配材料,用于表面層,具有優良的抗車轍性能和抗滑性能。它與傳統瀝青路面相比較,具有優良的高溫穩定性;良好的耐久性;良好的表面特性;良好的低溫抗裂性。實踐證明,SMA具有良好的延緩反射裂縫的效果,目前,已在“白+黑”路面改建中大量應用。

參考文獻

[1]楊斌,楊建領,陳拴發,王秉綱.舊水泥混凝土路面破裂板瀝青加鋪層設計方法研究[J].廣西大學學報(自然科學版). 2007(03)

瀝青混凝土路面設計范文6

關鍵詞：瀝青混凝土路面；反射裂縫；機理；防治對策

中圖分類號：U416文獻標識碼：A

路面結構完全暴露在自然環境中，受外界各種條件變化的影響，因而，路面的常見病害多而復雜。我國經過長期的實踐、探索和研究，隨著施工技術和機械化程度的提高，許多病害逐年減少，開裂導致路面迅速損壞的現象雖有所改善，但瀝青混凝土路面裂縫這一病害至今未能根除。國外針對這一問題運用多種方法也進行了大量的研究，探討其產生機理，提出了多種防治對策。

1反射裂縫的分類及其研究重要性

1.1反射裂縫的分類

瀝青混凝土路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的。影響裂縫輕重程度的主要原因有瀝青和瀝青混合料的性質、基層材料的性質和狀況、氣候條件（特別是冬季氣溫及其變化）、交通量和車輛類型及施工因素等。但就瀝青混凝土路面開裂的主要原因而論，可以分兩大類，就即荷載型裂縫。瀝青混凝土面層上的非荷載型裂縫主要是由溫度引起的。

在已開裂的老瀝青混凝土路面上或有接縫的水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土罩面層，以及有裂縫的基層上鋪瀝青混凝土面層后，原先的裂縫或接縫在新鋪的瀝青混凝土面層的相同位置處重新出現。以往在研究這一問題時，主要考慮了行車荷載作用，下層裂縫引起裂縫上方面層底面先開裂并逐漸向上穿透到表面，所以習慣將其稱為“反射裂縫”在很多文獻中仍統一稱為反射裂縫，以下仍稱為反射裂縫。

沙慶林院士根據研究結果，提出所謂“對應裂縫”的概念，即瀝青混凝土路面結構由于基層（或老路面層）開裂促成較厚的瀝青混凝土面層（或罩面層）由頂到底產生的裂縫。

同濟大學周富杰博士研究舊水泥混凝土路面接縫在瀝青混凝土罩面內的反射情況時，提出了所謂的“雙裂縫反射”現象，并得到野外試驗路觀測結果的驗證。它是反射裂縫的一種特殊情況。

總結上述各種情況，廣義的反射裂縫從其裂縫擴展路徑上可分反射裂縫和對應裂縫兩種，從其形成的主要原因可分為溫度型反射裂縫和荷載型反射裂縫。

1.2反射裂縫研究的必要性

目前我國的高等級公路普通采用半剛性基層，半剛性材料的干縮性和溫縮性相對較大，故在其施工碾壓、養生過程甚至加鋪瀝青混凝土面層后，半剛性基層會不可避免地產生裂縫；因而，在開放交通后，在氣候因素、交通因素的作用下，便會產生反射裂縫。在老路特別是舊水泥混凝土路面上進行瀝青混凝土罩面被公認為是一種可行、有效的恢復老路面使用性能的措施，加罩面瀝青混凝土后的復合結構涉及剛性、柔性兩種路面結構形式，不僅材料性能差異大，舊水泥混凝土面板受溫度變化影響大，而且舊路面板上存在接縫和裂縫，并常常拌有錯臺、脫空等損壞現象，使得復合結構中奇異部位尤為突出，這些都促使罩面層在對應舊路面板接縫或裂縫的位置上極易產生反射裂縫。

反射裂縫本身對于瀝青混凝土面層或罩面層性能影響不大，其危害在于水分從裂縫中不斷進入道路結構使基層甚至路基軟化，導致路面承載力下降，產生唧漿、錯臺、網裂、加速路面破壞，進而增加面層或罩面層的養護費用，大大縮短其壽命。相比而言，反射裂縫問題在舊水泥混凝土路面上加瀝青混凝土罩面結構中更為突出，也是其罩面設計中所面臨的一大難題。在有大量半剛性路面修建和水泥混凝土路面需要修復的今天，對反射裂縫問題進行深入研究不僅是必要的而且有重要的實用價值。

2反射裂縫的產生機理

對反射裂縫的產生及其擴展機理認識直接關系到反射裂縫的防治問題，雖然各國的研究人員對反射裂縫的產生機理進行了不懈的調查研究，但至今仍有許多問題存在爭議。通常情況下，把反射裂縫產生的過程分為兩個階段：①反射裂縫的產生階段；②反射裂縫的擴展過程。不同的階段對應于瀝青混合料的疲勞規律，裂縫的擴展階段對應于斷裂力學裂縫的疲勞擴展規律。

2.1反射裂縫的產生

一般認為，反射裂縫的產生和發展是由于老路面或開裂基層在接縫或裂縫處不能很好地傳遞拉應力和剪應力，當接縫或裂縫兩側的老路面或基層發生移動（水平向、豎向）時，在接縫或裂縫頂面的瀝青混凝土層中產生應力集中，其結果是造成反射裂縫。而老路面或基層的移動是溫度變化、行駛車輛以及兩者的綜合作用的結果。為方便起見，常常把溫度變化引起的反射裂縫稱為溫度型反射裂縫；相應地，把行車荷載引起的反射裂縫稱為荷載型反射裂縫。

2.1.1溫度型反射裂縫

在開裂基層（或老路）上鋪厚瀝青混凝土面層后，在冬季突然降溫過程中，基層（或老路）的裂縫會由于溫度收縮而繼續拉開，它將給也在產生溫度收縮的新鋪瀝青混凝土面層一個附加拉應力；兩個拉應力疊加一旦超過瀝青混和料的抗拉強度，新瀝青混凝土表面在基層（或老路）裂縫的上方開裂，并逐漸向下延伸，直到與老路的裂縫相連，即形成對應裂縫。相反，在開裂基層（或老路）上鋪薄瀝青混凝土面層情況下，裂縫將從面層底面開始，面層底面一旦開裂，除在負溫度下拉應力外，在正溫差（升溫造成的溫差）下縫端產生的拉應力更大。因此，面層底部的裂縫既可由于負溫差也可由于正溫差而向上擴展形成反射裂縫。

2.1.2荷載型反射裂縫

行車荷載行駛經接縫或裂縫過程可分為3個階段：①軸載位于接、裂縫一側時，接、裂縫兩側產生較大的相對位移，在瀝青混凝土面層中造成較大的剪切應力；②軸載位于接、裂縫頂面時，兩側無相對位移或相對位移較小，瀝青混凝土面層主要承受彎拉應力作用；③軸載駛離接、裂縫時，在整個過程中瀝青混凝土面層受到兩次剪切一次拉應力作用，其作用的直接結果是引起反射裂縫的產生和擴展，荷載因素是引起反射裂縫的一個重要因素。

當行車荷載駛經接縫且瀝青混凝土罩面層與水泥混凝土板之間首先因豎向接應力不足而產生豎向接開，使得罩面層中的最大應力點出現在距接縫一定距離處的瀝青混凝土罩面層底面，并引發反射裂縫的產生和發展，由此造成接縫的“雙裂縫反射”現象。

2.2反射裂縫的擴展

傳統的強度理論認為，當瀝青混凝土罩面層中某點的臨界應力超過瀝青混凝土本身的極限強度時，瀝青混凝土罩面層即達到破壞狀態。實際上并非如此，瀝青混凝土罩面層的反射裂縫從其產生到整個路面破壞，中間要經歷一個裂縫擴展階段，即反射裂縫在罩面層厚度方向上的擴展和其在表面的橫向擴展。

2.2.1反射裂縫的縱向擴展

斷裂力學認為，裂縫的擴展有3種位移模式：張開模式、剪切模式和撕開模式。其中，溫度應力對反射裂縫影響的模式為張開模式，行車荷載對反射裂縫影響的主要模式為張開模式和剪切模式。當車輪駛經裂縫的正上方時，以張開模式來引起反射裂縫；在裂縫之前和在；之后的位置，主要以剪切模式影響反射裂縫。撕開模式在罩面層中不常出現。

與張開模式相對應的溫度型反射裂縫通常產生于薄層罩面層底部，而后向上逐漸擴展到罩面層頂面。當瀝青混凝土罩面層或面層較厚且氣溫較低時，裂縫產生在罩面層或面層的頂面和底面，而后向罩面層或面層中間擴展，形成所謂對應裂縫。

對于正荷載作用下的張開模式所對應的反射裂縫，一般產生于罩面層底面，在周期性荷載的作用下垂直向上擴展。在偏荷載作用時，反射裂縫以剪切模式在罩面層中向上擴展，Rigo等人對其擴展路徑進行了分析，認為裂縫在罩面層中是沿450角的方向向上擴展。同濟大學周富杰博士提出在荷載作用下，在接縫上的薄罩面層中出現“雙裂縫反射”現象。

當車輪荷載（偏荷載）和溫度應力共同作用于復合罩面結構時，Rigo等人的分析結果顯示，裂縫擴展路徑之間，比偏荷載作用時的裂縫擴展路徑更垂直一些。

2.2.2反射裂縫的橫向擴展

眾所周知，反射裂縫在瞬間是不可能貫穿整個路面寬度的，除非在應力作用時，裂縫的長度已經等于或大于相對于整個路面寬度的臨界長度（這里的臨界長度是指當裂縫的長度接近或大于該長度時，裂縫的擴展非常快而且是不穩定的）。較為合理的發展過程是裂縫首先在路表面某些位置產生，然后再向兩側擴展。一般情況下，反射裂縫的影響在整個路面寬度內都是相同的，而行車荷載則是以一定的頻率分布在車道上的。

與罩面開裂有關的問題是環境因素的負效應，反射裂縫一經出現，水份的浸入、氧化以及行車荷載的反復作用，常常加速反射裂縫向四周擴展，但即使裂縫貫穿整個路面寬度，也不會立即影響到行車的舒適性。如果在罩面層與老路之間加入了防反措施，如加入了土工織物等不透水材料，即使反射裂縫出現在罩面層頂面，如果這些不透水材料仍不破裂，那么就可以減少環境因素的影響，使罩面層保持在一定的使用水平，直到反射裂縫處的材料出現惡化。因此，即使罩面層中出現了裂縫，路面并不就因此而“破壞”了，如何定義路面的損壞將直接關系到罩面層的設計壽命。

2.3幾種產生機理的總結

各地區的溫度狀況不同，各路段的交通條件和現有路面的結構狀況也不相同，因而，反射裂縫的產生有可能主要是溫度原因引起的，也有可能主要是荷載作用引起的，或者是溫度和荷載共同作用所造成的。

一種觀點是國內外通過反射裂縫（對應裂縫）的大量調查研究得出：①反射裂縫和對應裂縫由溫度引起的（個別情況下是溫度和荷載共同作用引起的），行車荷載型反射裂縫或對應裂縫需要相當多的荷載反復作用次數，實際中可能并不存在；②在較薄的瀝青混凝土面層的情況下，基層（或老路）的裂縫會由于溫度應力而使面層底面先開裂，并較快形成反射裂縫；在較厚瀝青混凝土面層的情況下，由于溫度應力，基層的裂縫將促使面層表面先開裂，然后逐漸向下傳播形成對應裂縫。

另一種觀點是許多研究工作者以及先前的許多道路工作者通過調查、試驗和研究后得出：舊面層接縫（或裂縫）處的彎沉量和彎沉差是引起瀝青混凝土罩面層產生反射裂縫的主要原因，因為行車荷載的施加速度遠高于溫度變化產生的面板伸縮位移的速度，也就是說行車荷載作用特別是偏荷載作用造成的剪切效應是形成反射裂縫的直接原因。他們認為應將研究重點放在荷載作用效應上。

研究表明，反射裂縫產生的主要原因除了取決于當地的溫度狀況、路段的交通條件和現有路面的結構狀況等因素以外，還有一點，也是特別重要的一點許多道路研究工作者忽略了—舊路面或基層原有接縫或裂縫的傳荷能力（彎拉應力和剪切應力）。若其傳荷能力很強，則在反射裂縫的形成過程中，行車荷載的作用就很難發揮出來，這時，溫度因素起主導作用；相反，其傳荷能力較弱，則行車荷載的作用可充分發揮作用，則荷載因素也是反射裂縫產生的一個主要因素。裂縫的寬度及斷裂面的程度來反映。一般而言，縫寬大、程度小的。按照這種說法，前面兩種觀點都可以解釋，只是他們針對的情況不同而已：前者的結論主要針對基層裂縫引起的反射裂縫而言；后者主要針對舊水泥混凝土接縫上的瀝青混凝土罩面中出現的反射裂縫而言。基層裂縫寬度小、程度大的，傳荷能力大；舊水泥混凝土接縫寬大、程度小的，傳荷能力小。因而，在分析反射裂縫的形成原因時，應將前述兩種情況分開考慮。

3反射裂縫的常用防冶對策

反射裂縫的產生是多種原因造成的，故其防冶應是一個綜合治理的過程。應從修建瀝青混凝土路面或罩面前的防裂設計和反射裂縫出現后的維修兩方面來綜合治理。僅依靠維修的常規做法，進行表層處理，薄層封層等，只能治表不治本。因此，需要對瀝青混凝土路面（或罩面）反射裂縫進行綜合防治，在設計、施工、選用材料等方面充分考慮反射裂縫問題。

在幾十年的防治反射裂縫的實踐中，國內外的研究人員進行了大量試驗，先后嘗試了多種防治措施。這些措施涉及瀝青混凝土路面結構的各個層次，根據其結構層次的不同，大致可分為3類：改正瀝青混凝土路面（或罩面）層性能、設置中間夾層和處治老路面層。

3.1新建瀝青混凝土路面

對于新建瀝青混凝土路面，為了防治反射裂縫，主要應從結構和材料兩方面進行考慮。根據反射裂縫產生機理，可采用如下措施：

面層厚度應保證超過15cm，可有效防止受拉疲勞產生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應力；

材料設計中適當增加瀝青用量，減小混合料空隙率，可延緩裂縫的擴展，增加瀝青混凝土路面（或罩面）的使用壽命；

設計采用應力吸收層，就目前的常用材料而言，可采用土工織物與瀝青橡膠薄膜效果較好；

面層可考慮采用碎石瑪蹄脂瀝青混合料（SMA）；

使用改性瀝青，改性劑可采用橡膠、SBS、PE等的一種或幾種同時采用，是一種經濟有效的方法。

3.2瀝青混凝土罩面

老瀝青混凝土路面上鋪瀝青混凝土罩面憤怒時，在一定環境條件下采用下列措施可延緩反射裂縫：

用低稠度（針入度200~300）優質瀝青做瀝青混凝土罩面層；

加熱翻松重新拌和老路面，并加一新瀝青混合料層；

聚合物改性瀝青混凝土中間層（應彎消減/應力吸收膜中間層），同時用聚合物瀝青或其它優質瀝青做瀝青混凝土罩面；

級配碎石中間層；

某些土工織物中間層，能延緩反射縫而不能延緩溫度裂縫；

增加罩面層厚度；

在老瀝青混凝土路面的強度或彎沉值基本符合要求的情況下，用聚合物改性瀝青混凝土做單層或雙層表面處治（即封層）。

在舊水泥混凝土路面上加瀝青混凝土罩面時，在一定環境條件下采用下列措施可延緩反射裂縫：

厚層優質瀝青混凝土罩面層（150mm以上）；

預制織物膜帶；

90mm厚開級配瀝青混凝土土底層混合料；

用金屬網或玻璃絲網等加強瀝青混凝土的抵抗差動位移（剪切強度）的能力，同時用優質瀝青（包括聚合物改性瀝青）做瀝青混凝土罩面層。

此外，加強施工控制，保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青過分老化（控制瀝青的加熱溫度和加熱時間）和加強碾壓使瀝青混合料達到高的密實度（如98%以上）都有助于減少反射縫。在瀝青混凝土路面裂縫產生后，應及時進行維修控制裂縫的進一步發展，防止瀝青混凝土路面早期破壞。

4結語

瀝青混凝土路面反射裂縫問題，國內外進行了廣泛而深入的研究，但由于問題的復雜性仍未很好地解決，對反射裂縫機理還應進行系統的分析，對防治對策應進行相應的實體工程實驗驗證，這些方面的課題值得深入系統地探討。

參考文獻：

[1]《公路路面基層施工技術規范》JTJ034—2000

[2]《公路瀝青路面設計規范》JTG D50—2006