加铺层反射裂缝防治方法

在路面加铺层设计时，必须特别重视对原有路面裂缝的处理，否则即使加铺层本身有足够的结构强度，也无法避免短期内产生反射裂缝。反射裂缝本身不但会减弱路面结构强度，还会导致路面水渗入基底，从而加速路面的破坏。形成反射裂缝的原因多且复杂，过去几十年所采用的防反射裂缝的处理方法形形色色，先后采用的防治措施有：增加沥青层厚度，设置应力-应变吸收薄膜夹层（麻袋布、土工织物）、加筋沥青层（纤维、织物、土工网）、隔离层（石屑、砂）等。

高速公路大修工程中，旧沥青面层的裂缝会对其上新铺沥青加铺层产生影响，极有可能产生反射裂缝，所以在旧沥青路面上加铺沥青层时，应做好反射裂缝的防治与处理。

1.增加沥青混合料的抗裂性

原材料是影响沥青混凝土质量的根本因素，因此，应严格把好进场材料关。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。关键的材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青，其性能、指标必须符合路面施工要求。集料在沥青混合料中起到整体骨架作用以抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的黏附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起到决定性作用。石料应结合当地的材料情况，根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料，用先进的锤式破碎生产。要控制石料中的扁平状颗粒含量，扁平状颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面较多、扁平状颗粒较少的石料，并且必须洁净、无杂质、无风化，具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于25%，与沥青材料黏结力不低于三级。矿粉要洁净、干燥、无杂质，有30%能通过0.074 mm筛孔，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。砂的细度模数为2.3～3.0，含泥量小于1%。华南理工大学的研究表明，旧路面上的沥青加铺层抵抗反射裂缝的能力主要取决于混合料本身。混合料类型相同时，使用改性沥青并适当增加沥青用量可以明显提高混合料抵抗反射裂缝的能力。矿粉用量、纤维用量及纤维品种对反射裂缝的影响也很大。目前，旧路面加铺层常采用沥青碎石作为底面层。但是研究表明，这种类型的混合料抵抗反射裂缝的能力较差。

在沥青正常使用范围内，沥青用量越大，混合料疲劳寿命越长，即抵抗反射裂缝的能力越强。江苏省交通科学研究院的研究认为，同样厚度的沥青加铺层，采用不同的沥青、不同的沥青混合料，设置不同的防裂层，其抗反射裂缝能力明显不同。例如，上面层采用的SMA-16混凝土的抗反射裂缝能力是AC-16型沥青混凝土抗反射裂缝能力的两倍以上，使用改性沥青的混合料抗反射裂缝能力有所增强。

2.原有路面裂缝的处理

对已有较多裂缝的旧路面可以采取多种措施进行处理，以延缓和减轻反射裂缝。

（1）在旧沥青混凝土路面上做封层。

用橡胶沥青做的表面处治（应力吸收膜）是延缓反射裂缝的主要表面封层。近些年，一些国家较多地采用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）橡胶沥青。SBS橡胶沥青能够形成一种弹性膜，在路面温度低时具有需要的低弹性模量和满意的黏结性能。用它做的表面处治的使用寿命是普通沥青的两倍。由于橡胶沥青的延度大大增加了，并且有高的弹性恢复性，在已开裂的旧路面上铺筑SBS橡胶沥青可以明显减少裂缝反射到表面的危险，并大大减少水透入下层的危险。

（2）填缝。

在摊铺加铺层之前，不管是否用橡胶沥青层、土工织物或开级配混合料，对于宽度大于6 mm的裂缝都应进行填缝处理。填缝的目的是限制路表水进入基层和土基，基层和土基的含水率小了，支承能力就大，在荷载作用下的弯沉就小，其结果是不容易产生反射裂缝。填缝的材料可用橡胶沥青或聚氨酯等材料。

3.增加沥青加铺层的厚度

增加沥青加铺层的厚度，裂缝必须穿过更长的距离才会到达路表面。加铺层厚度的增加意味着道路弯曲刚度的增加，交通荷载引发的应力相应减少。较厚的加铺层减少了路面温度的变化，温度荷载诱发的加铺层中的拉应力也随之减少。但增加到一定厚度后，防止反射裂缝的效果不明显，也不经济，且沥青路面容易发生拥包、推移、轮辙等病害。通常，并不单纯地以增加沥青加铺层厚度来防止反射裂缝，而是结合采用其他措施。

4.采用加筋沥青层

把纤维加入沥青混凝土或者加铺层底部，铺设土工织物形成加筋沥青层，可以延缓反射裂缝。目前，我国道路中用得较多的是玻璃纤维格栅。玻璃纤维格栅具有较高的拉伸强度和较低的延伸率，耐高温性能极其优越。为了很好地与沥青混凝土相容，其表面还附着一层沥青涂料。加筋沥青层能显著减少路面裂缝，而且随玻璃纤维格栅厚度的增加，进行表面涂胶处理后，其加筋和防止反射裂缝效果更好。另外，采用格栅夹层可有效消除地基脱空产生的不利影响。

5.应用玻璃纤维格栅

玻璃纤维格栅由高模量的玻璃纤维组成，正面涂有改性沥青聚合物，背面有黏胶，具有高抗拉强度、低延伸性、无长期蠕变性、高温稳定性、耐化学侵蚀、耐物理侵蚀、强抗剪能力等特点，与沥青混合料有较好的相容性，对沥青混合料有嵌锁和限制作用，铺设方便。

（1）确定施工路段。

使用玻璃纤维格栅前，必须对施工路段精心挑选。为了最大限度发挥玻璃纤维格栅的功能，原路面的结构必须稳定，必须没有唧浆过大的变形及强度不足等现象。如果路面结构不稳定，就必须先解决结构问题，然后再解决防治反射裂缝的问题。

（2）进行路况评价。

应对施工路段进行现场路况评价，包括测量弯沉值等。这些数据用来确定原路面的回弹模量值，并得出路面状况指数（PCI）。最后根据路况评价结果和养护技术规范，确定旧路维修方案。

（3）确定最小加铺厚度。

使用玻璃纤维格栅加固沥青混合料进行加铺，加铺层最小厚度一般为3～4 cm，可根据混合料的级配类型确定。(www.xing528.com)

（4）选择玻璃纤维格栅。

目前国内可用于道路工程的玻璃纤维格栅品种很多，在选择时必须要注意产品的技术性能。根据现行的《公路土工合成材料应用技术规范》（JTG/T D32—2012）的规定，用于防治路面裂缝的玻璃纤维格栅，其网孔尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的50%至1倍。玻璃纤维技术要求指标应符合要求。

（5）处理病害、调平路拱。

对旧沥青路面进行加铺，在铺设格栅前，必须对旧沥青路面上所有的坑槽、裂缝等病害处理完毕。若旧沥青路面拱度不合适，必须先调平找拱，为铺设玻璃纤维格栅提供一个良好的平面，使旧路面的平整度满足要求。同时，应清洁旧路面，以保证加铺层与旧路面连接状态良好。

（6）铺设、预先拉紧与固定格栅。

铺设格栅时，先将一端用固定器固定，然后选用合适的方法将格栅预先拉紧，张拉伸长率宜为1%～1.5%，张紧后再将另一端也固定。纵向和横向铺设的格栅都应相互搭接，横向搭接宽度一般为8～10 cm，并根据沥青混合料摊铺方向，将后一端压在前一端的下面。纵向搭接宽度一般为5～8 cm，可采用尼龙绳或铅丝绑扎固定，固定间距不应超过1.5 m。

（7）喷洒黏层油。

铺设玻璃纤维格栅前，不需要喷洒黏层油。铺设后，应喷洒热沥青作为黏层油，以利于新铺上覆层与旧沥青路面的层间连接。热沥青黏层油的喷洒量以保证格栅与旧路面的连接良好为准，一般为0.4～0.6 kg/m2。

（8）摊铺、碾压沥青混合料。

沥青混合料的摊铺与碾压按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求执行即可，但应注意施工车辆不得在格栅上转弯。在摊铺时如出现沥青混合料摊铺机机轮打滑现象，应在黏层油表面撒一部分石屑。

施工注意事项：①严格控制运送混合料的车辆出入，在格栅层上禁止车辆急转向、急制动和倾泻混合料脚料，以防止对玻璃纤维格栅的损坏。②玻璃纤维格栅背胶易溶于水，雨天或路面潮湿时不得施工。③玻璃纤维格栅为玻璃纤维制造，对人体皮肤易产生刺激作用，施工人员须戴防护手套。④当使用的胶轮压路机需注水增加质量时，其注水量不能太满，以防溢流到玻璃纤维格栅上造成其背腹失去黏性。⑤玻璃纤维格栅铺设过程中，若发现原路面有较小的坑塘没有预先填平，可在铺好的格栅上将对应坑塘的部分剪去，以便在铺上层沥青混合料时完全填平坑塘。⑥玻璃纤维格栅铺设时，要求路面温度为5～60℃。

6.合理处置加铺层

对加铺层的处理可以分为两类：一类是采用预切缝工艺对加铺层进行处理；另一类是提高加铺层材料的抗反射裂缝能力。沈大路曾对预切缝工艺进行研究，表明采用预切缝是有效的。其工艺主要是在加铺层上预先进行切缝，切缝缝距30 m左右，位置宜对准原路面的横缝，切缝宽3 mm，深度应透过加铺层并深入下层1.5 cm，切缝完毕后立即用乳化沥青灌缝。影响沥青混凝土加铺层抗反射裂缝能力的因素如下。

（1）沥青的稠度和氧化速度。

沥青的稠度是影响反射裂缝的一个重要因素。沥青的温度敏感性、周围的气候条件、沥青用量及其抵抗硬化的能力都影响裂缝发展。在沥青中加硫可使沥青混合料在高温时有足够的稳定性，同时降低低温劲度，以抵抗冬季的反射裂缝。反射裂缝出现的时间，部分取决于沥青氧化的速度。沥青加铺层混合料采用低稠度（针入度200～300）的优质沥青，在混合料拌和过程中，保证沥青不过多氧化（温度不过高和加温时间不过长），可以增加沥青面层材料的抗拉开裂性能。

（2）沥青混合料的空隙率。

空隙率明显影响沥青混合料的疲劳寿命。压实得好的材料可延缓裂缝的展开，还可以减轻路面使用过程中沥青的硬化。

（3）混合料中沥青的含量。

增加沥青的含量，可以提高沥青混合料抗疲劳开裂能力，同时还可以使混合料更密实，使沥青不容易老化。

提高加铺层材料的抗反射裂缝能力，主要是通过加掺加剂来实现。总结世界各国过去数十年的经验可知，选用抗老化性能好、黏度低的沥青可以增强沥青混凝土面层的抗反射裂缝能力。改良和加强沥青混凝土抗反射裂缝能力的各种方式中，以乳化橡胶沥青和SBS改性沥青的使用较有效果，但也是好坏参半。此外，SMA路面具有沥青含量高、空隙率小、变形能力大等优点，是一种理想的沥青加铺层结构。

根据以上对各种防反射裂缝处理方法的讨论，结合目前高速公路的特性和损坏形态以及国内对沥青路面施工作业的经验，提出可适用于高速公路沥青加铺层防反射裂缝的处理方法建议。

防反射裂缝处理是加铺作业中的重要部分，对防反射裂缝处理和加铺层设计应该作整体规划。一方面，路面加铺的目的、经费的投入等会影响防反射裂缝处理方法的选择；另一方面，防反射裂缝处理方法又会影响到加铺层的设计、经费及使用效益。