浅淡半刚性基层反射裂缝成因及玻纤格栅在防治中应用

1、浅淡半刚性基层反射裂缝成因及玻纤格栅在防治中应用【摘要】以半刚性材料做为基层的路面结构，因其板体 性强，承载能力高的特点而得到广泛的应用。但由于半刚 性材料温缩和干缩特性，在受温度及荷载的双重作用下极易 产生反射裂缝，破坏路面平整性，影响通行能力。本文从分 析反射裂缝成因入手，列举裂缝常用防治措施，简述玻纤格 栅在防治中的主要优势及日常施工工艺，对减少路面的早期 损坏，降低养护维修成本，延长路面使用寿命具有重要意 义。【关键词】半刚性基层反射裂缝玻纤1、半刚性基层反射裂缝的形成机理半刚性基层材料属于水硬性材料，基层的强度和刚度随 内部长时间持续的水化反应而增强，对温度和湿度的变化较 为敏感，干

2、缩、温缩特性明显。随着基层干缩、温缩的产生, 其下卧层与该层之间的磨阻作用抑制其收缩，从而在该层内 部产生拉应力，当应力超过基层抗拉强度时基层发生断裂。半刚性基层开裂后，由于裂缝不能很好的传递拉应力和 剪应力，使基层失去了抵抗应力作用。当基层长期受温度影 响和重复的交通荷载作用发生水平移动或竖向移动时，在沥 青面层中会引起裂缝尖端应力集中，超出沥青混凝土的劈裂 强度，从而由下层基层向上层沥青面层产生反射裂缝。根据 现场取芯的调查结果可知，在半刚性基层沥青路面裂缝中， 有约50%的裂缝属于半刚性基层开裂而导致沥青面层开裂的 反射裂缝。2、半刚性基层反射裂缝日常防治方法的优缺点分析在实际应用及工程

3、实践方面，防治半刚性基层沥青路面 反射裂缝，国内外采用的工程技术措施，概括起来有如下几 种：2. 1优化半刚性材料配合比通过调整结合料用量与比例，增加粗骨料含量并严格设 计级配，尽可能的减小其温缩和干缩系数，增加半刚性基层 材料的抗裂性能。实验证明，仅靠改善配合比无法从根本上消除因半刚性 材料的开裂而导致的路面反射裂缝。2.2增加沥青面层的厚度为了减少反射裂缝，国际上在采用半刚性材料基层时， 通常将沥青面层增加至1525cm。增加面层厚度，可以减少 基层的温度变化、降低面层拉应力、提高路面结构弯拉强度、 降低接缝处弯沉差、减少面层的剪切应力、提高沥青混凝土 抗疲劳性。但单纯增加面层厚度必然会大

4、幅度增加工程造价且在 北方地区夏季高温时极易产生沥青混合料高温蠕，引发车 辙，故而这一方法存在局限性。2.3增加级配碎石层在面层与基层之间采用具有一定厚度的优质级配碎石 作为上基层，将半刚性材料作为下卧层，这种上柔下刚式的 “组合基层”能够把交通荷载与环境温度作用下的应力部 分消散。级配碎石层通常采用空隙率大于10%的半开级配或 开级配的沥青碎石混合料（asphalt macadam,我国规范简 称am）,这种混合料的特点是空隙率大、模量低、具有一定 的吸收应力和、应变的能力，可延缓裂缝发生时间。除防止 和减少反射裂缝，“组合基层”还兼具排水功能。但因级配碎石层裂缝率高，且裂缝增加速度有随通车

5、时 间增长的趋势，局部还出现了面层疲劳产生的网裂。通过试 验路观测发现，初期反射裂缝较少，但后期出现了一定程度 的网裂。此外，增加级配碎石层的经济性较差工程造价较高。2.4加铺土工类材料夹层金属网格、土工织物、土工格栅等都曾被作为夹层材料, 目前应用较多的是土工织物和格栅，原材料主要是聚丙稀、 玻璃纤维、聚乙烯等，由于原材料的差异，力学性能相差较 大。在国内外的大量试验表明，从减少反射裂缝和车辙的角 度看，加铺土工格栅可以使路面结构的使用寿命平均提高3 倍以上。由于土工格栅具有较高抗拉强度、低延伸率、高弹 性模量、无长期蠕变、热稳定性好、与沥青相容性好、物理 化学性质稳定、对沥青混合料集料有嵌

6、锁作用等特点，所以 在沥青面层和半刚性基层之间加铺一层土工格栅作为应力 吸收层，可以吸收半刚性基层开裂时所产生的应力，减少反 射裂缝。众多种类的土工织物和格栅中，玻璃纤维土工格栅是近 年来发展很快的新型土工合成材料，在交通部颁发的公路 合成材料应用技术规程中明确指出，在抑制、延缓裂纹反 射的数量，减少沥青路面的车辙，高半刚性基层耐疲劳方面, 首选玻纤格栅。其适用范围广泛，能价格比优良，减少维 修费用较低，具有较好的推广应用价值，以下将对玻纤格 栅的材料性质及注意事项进行介绍。3、玻纤格栅的材料特性及施工注意事项3. 1材料特性作为增强材料，玻纤格栅具有抗蠕变性、热稳定性、高 抗拉强度、低延伸率

7、、物理化学稳定性及沥青混合的相容性。3.2格栅铺设的注意事项3. 2. 1施工条件。格栅铺设施工要求路面温度在5060。c之间。由于玻 纤格栅背胶易溶于水，雨天或路面潮湿时不得施工。79月 份一般是全年平均气温最高的月份，上午气温偏低格栅铺设 效果较好。当地面温度超过4ctc时，铺设或已铺设在洒过粘 层油的格栅，粘结效果明显减小，尤其经往来运料车在洒有 粘层油的路段行驶，减小格栅粘结效果。3. 2.2格栅铺设位置。特殊构造物如通道、桥梁结构物搭板处及下承层存在裂 缝的地方均需铺设格栅。3. 2.3格栅铺设控制。玻纤格栅在铺设前必将路面污物清除干净并保证干燥， 铺设格栅之前需洒粘层油，若采用乳化

8、沥青，待完全破乳后 才可铺设。粘层油的撒布量不能太大。在满铺格栅或行车道通铺路段，应设置专职人员指挥车 辆，根据现场铺设情况协助格栅铺设人员限定铺设范围。施 工时应将背腹水溶性物质面向下，保持格栅平整、拉紧并具 备有效的张力，待格栅铺完之后需静碾一遍。3. 2.4沥青混合料摊铺及碾压控制。混合料摊铺时应严格控制设备出入，格栅层上禁止车辆 紧急制动、倾泻脚料。应在铺设格栅完毕当天，完成面层沥 青混凝土的摊铺工作，沥青混凝土配合比及压实度要求严格 按设计及施工规范要求达标，这样才能实现格栅铺设效果。 当使用胶轮压路机碾压沥青混合料面层时，避免因注水量过 多而溢流到玻纤格栅上，造成背腹失去粘性。3.2.5安全防护。玻纤格栅为玻璃纤维制造，对人体皮肤易产生刺激作用，施工时须配备防护用具。4、结束语半刚性基层反射裂缝的产生，导致裂缝处弯沉增大，使 基层丧失支撑力而导致路面产生卿浆、裂缝扩展、变形等病 害，削弱路面强度，影响道路的使用性能。在大量防治反射 裂缝的措施中，玻纤格栅由于其独特的复合性能，较低的 维修成本已成为减少沥青路面的反射裂缝的有效措施，具有 广阔的发展空间。参考文献1 张肖宁，邹桂莲，贺志勇.沥青混合料抵抗反射 裂缝能力的评价方法研究j.华