反射裂縫擴展

傳統(tǒng)的強度理論認為，當瀝青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，瀝青罩面層即達到破壞狀態(tài)。實際上并非如此，瀝青罩面層中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縱向擴展和在其表面的橫向擴展。

反射裂縫的縱向擴展

斷裂力學認為，裂縫的擴展有三種位移模式：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是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，當車輪駛在裂縫之前和之后的位置時，以剪切模式影響反射裂縫。撕開模式在罩面層中不常出現(xiàn)。與張開模式相對應的溫度型反射裂縫通常產生于罩面層的底部，而后向上逐漸擴展到罩面層頂面。Rigo等人應用SAPLI5程序模擬溫度應力作用下反射裂縫的擴展路徑，幾乎是垂直向上擴展的，但當氣溫非常低時，Haas認為，裂縫產生在罩面層的頂面和底面，而后向罩面層中間擴展，裂縫的這種擴展方式在Button的“罩面試驗”中得到驗證。對于正荷載作用下的張拉位移模式所對應的反射裂縫，一般產生于罩面層的底面，在周期性荷載的作用下垂直向上擴展。Brown和Caltabiano在室內試驗都證實了裂縫的這種擴展模式。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45.角的方向向上擴展的。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，裂縫的擴展介于偏荷載和溫度應力單獨作用時裂縫擴展路徑之間，比偏荷載作用時的裂縫擴展途徑更垂直一些

[2] 反射裂縫的橫向擴展

反射裂縫在瞬間是不可能貫穿整個路面寬度，除非在應力作用時，裂縫的長度已經等于或大于相對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?？於沂遣环€(wěn)定的）。較為合理的發(fā)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，反射裂縫多出現(xiàn)在輪跡處，因為溫度對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，尤其在渠化交通的道路上。與罩面層開裂有關的問題是環(huán)境因素的負效應，反射裂縫一經出現(xiàn)，水分的浸入、氧化以及行車的反復作用，常常使得反射裂縫加速向四周擴展，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。同時，如果在罩面層與舊路面板之間加入了防反措施，如土工織物、SAMI等不透水材料，即使反射裂縫出現(xiàn)在罩面層頂面，如果這些不透水材料仍不破列，那么就可以減少環(huán)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(xiàn)惡化。因此，即使罩面層中出現(xiàn)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

配料：

瀝青路面公路按照集料和礦粉混合比例的不同，可以分為多碎石瀝青混凝土面層（SAC)和瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層（SMA)兩種。

多碎石瀝青混合料是采用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%～78%，礦粉6%～10%，油石比5%左右。經幾條高等公路的實踐證明，多碎石瀝青混凝土面層既能提供較深的表面構造，又具有傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土那樣的較小空隙及較小透水性，同時又具有較好的抗形變能力（動穩(wěn)定度較高）。

20世紀80年代中期中國開始修筑高等級公路，從瀝青面層的結構形式來看：Ⅰ型瀝青混凝土，空隙率3%～6%，透水性小，耐久性好，為了解決瀝青面層的抗滑性能，多碎石瀝青混凝土面層被加以研究和使用。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的骨架密實混合料。SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達70%～80%，礦粉的用量達7%～13%。由此形成的間斷級配，很少使用細集料；為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作為穩(wěn)定劑；瀝青用量較多，高達6.5%～7%，粘結性要求高，并希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青。

20世紀60年代的德國交通十分發(fā)達，根據德國的氣候特點，習慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。這種結構中瀝青含量12%左右，礦粉含量高。使用中發(fā)現(xiàn)路面的車轍十分嚴重，另外當時該國家的汽車為了防滑的需要，經常使用帶釘?shù)妮喬?，其結果是路面磨耗十分嚴重（1年可減薄4cm左右）。為了克服日益嚴重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對瀝青混合料的配合比進行調整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結構的初形。90年代初，美國公路界認為其公路路面質量不如歐洲國家的路面質量好。經考察發(fā)現(xiàn)存在兩個方面的差距：①在改性瀝青的運用上；②在路面的結構形式上（即SMA）。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結構形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運會對公路網進行改建和新建，全部采用了SMA這種結構形式做路面。

攤鋪方法

瀝青混合料配比攪拌之后，下一道工序就是進行瀝青混合料的攤鋪工作。在這個環(huán)節(jié)中，要注意以下幾個重要的方面：首先，在進行路面瀝青攤鋪之前，一定要清除路面基層上的雜物，保證路面基層的干燥、干凈。同時，要保證基層路面密實度、厚度的合理性，為瀝青攤鋪工作奠定重要的前提基礎。在基本路面的整理中，要及時休整基層路面存在的坑槽、松散等問題；其次，進行粘層、透層瀝青的澆灑工作。在施工過程中，為了能夠更好地保證基層和面層粘結好，在面層鋪筑工作的5-8個小時之前，要用1.0-1.2kg/m2的瀝青量對基層表面進行澆注，這樣就有利于面層和基層的相互粘合。如果路面的基層是水泥混凝土路面或者是陳舊的瀝青路面，為了保證面層和基層的粘合，要在舊路面上噴灑一層粘度比較大的瀝青；第三個步驟是攤鋪瀝青混合料。在瀝青混合料的攤鋪過程中，瀝青混合料攤鋪機攤鋪的過程是自動傾卸汽車將瀝青混合料卸到攤鋪機料斗后，然后根據瀝青路面的基本情況，通過鏈式傳送器將混合料往后傳到螺旋攤鋪器，隨著攤鋪機不斷往前移動，螺旋攤鋪器即在攤鋪帶寬度上均勻地攤鋪混合料，瀝青混合料攤鋪之后，然后用振搗器進行振動擠壓，最后通過熨平板整平。

路面壓實

瀝青混合料進行攤鋪工序之后，就進入了壓實環(huán)節(jié)。瀝青混合料的壓實是瀝青路面施工的重要方面，是非常重要的一道工序，在路面壓實的過程中，一定要配備充足的大噸位的壓實設備，盡量選用當前最為先進的雙輪振動壓路機。

瀝青路面的壓實環(huán)節(jié)一般包括以下幾個方面：路面的初壓、路面的復壓以及路面的終壓。首先，路面的初壓。初壓是路面壓實的首要環(huán)節(jié)，本環(huán)節(jié)一般是在混合料攤鋪之后直接進行的，此時的溫度較高，一般先采用振搗器進行振動擠壓，振動之后關閉振動裝置，進行慢慢的碾壓2-3遍，初壓環(huán)節(jié)的溫度一般保持在110—140攝氏度之間。所以說，只要噸位比較小的壓實設備就能夠起到很好的效果。一般情況下，采用6—8噸位的雙鋼輪壓路機就可以。在碾壓的過程中，驅動輪要勻速前進，后退的時候要按照前進時候的碾引移動。在瀝青路面進行初壓的時候，初壓后要有相關的技術人員對路面的平整度、路拱進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題要立刻糾正。如果在路面碾壓過程中出現(xiàn)推移現(xiàn)象，這個時候可以等到溫度變低之后再進行碾壓，如出現(xiàn)橫向裂紋，應檢查原因并及時采取糾正措施。其次，路面的復壓。路面的復壓是壓實環(huán)節(jié)的重要階段，通過復壓主要是保證瀝青混料的穩(wěn)定成型，所以說，復壓環(huán)節(jié)一般是在高溫下并緊跟初壓工序之后進行的。通常情況下，路面的復壓環(huán)節(jié)溫度應該保持在120—130攝氏度。一般是通過雙輪振動壓路機進行路面的碾壓，在碾壓方式上可以采用與初壓相同的方法，碾壓的次數(shù)應該在6次以上，只有這樣才能夠保證路面的穩(wěn)固和結實；再次，瀝青路面終壓。終壓是消除輪跡、缺陷和保證面層有較好平整度的最后一步。由于終壓要消除復壓過程中面層遺留的不平整，又要保證路面的平整度，因此，瀝青混合料也需要在較高但又不能過高的碾壓溫度下結束碾壓。終壓結束時的溫度應該大于90攝氏度。在路面終壓的環(huán)節(jié)里，終壓常使用靜力雙輪壓路機并應緊接在復壓后進行，碾壓遍數(shù)為 2 ～3 遍。通過路面初壓、復壓、終壓三個方面的相互結合，進而保證瀝青路面的光滑、穩(wěn)定和厚實，提高了瀝青路面的整體質量。