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　　1、裂縫形成機理

　　1.1裂縫產(chǎn)生原因

　　半剛性基層瀝青路面的裂縫形式多種多樣，但形成的主要原因可以分為2大類(lèi)，即荷載型結構性破壞裂縫和非荷載型裂縫，包括反射裂縫和對應裂縫。荷載型結構性破壞裂縫是由汽車(chē)動(dòng)態(tài)荷載產(chǎn)生的垂直或水平應力，在基層內部產(chǎn)生超過(guò)材料的容許抗拉極限應力的拉應力所造成；非荷載型裂縫則是環(huán)境作用的結果，主要是濕度和溫度的影響，由干縮、溫縮和疲勞作用導致，個(gè)別情況下也可能是由于路基不均勻沉陷造成。此外，在冰凍地區的瀝青路面上，還可能發(fā)現由路基凍脹引起的裂縫。

　　我國已建高速公路的半剛性路面、剛性路面和剛性組合式路面的承載能力從設計角度看是足夠的，然而調查表明，裂縫在我國各個(gè)地區的瀝青路面上十分普遍，不論南方還是北方，通車(chē)后1年最遲第2年均出現大量裂縫。因此，單純由荷載作用不足以引起面層破壞，瀝青路面的開(kāi)裂應當是多種因素共同作用的結果。

　　半剛性基層瀝青路面裂縫出現的原因有3種可能：一是面層本身性能不良，二是由于基層干縮和溫縮開(kāi)裂而反射到面層產(chǎn)生裂縫，三是由于面層、基層相互作用所引起。國外通常認為半剛性基層瀝青路面裂縫是由半剛性基層引起的反射裂縫，且這種反射裂縫主要由半剛性基層材料的干縮裂縫引起的。國內則認為半剛性路面的裂縫有荷載型裂縫，有瀝青面層的溫度收縮裂縫，還有由半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生的反射裂縫或對應裂縫。

　　雖然國內外的研究人員對反射裂縫問(wèn)題已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但至今仍存在不同的認識，包括反射裂縫的產(chǎn)生機理。根本原因在于路面使用性能受環(huán)境因素、交通因素、材料組成與結構等多種因素影響，甚至還包括經(jīng)濟因素、采用的研究手段等。

　　我國地域遼闊，又是多山國家，自然因素千差萬(wàn)別，并且各地區經(jīng)濟水平參差不齊，因此半剛性路面產(chǎn)生反射裂縫的主要原因不可能一致。水泥穩定基層的干縮主要發(fā)生在竣工后初期階段。當基層上鋪筑瀝青或水泥混凝土面層后，基層的含水量一般變化不大，此時(shí)，收縮轉化為以溫縮為主。而對于溫縮，低溫收縮在－1℃以上時(shí)，其溫縮變化不大；當在－10℃以下時(shí)，溫縮系數才劇增，是－1℃時(shí)的幾倍甚至幾十倍。因此溫縮裂縫大多發(fā)生在東北等容易形成某一負溫度的地區，而就我國南方大部分地區來(lái)說(shuō)，收縮裂縫的產(chǎn)生則主要是由于干縮引起的，可以忽略低溫收縮的影響。

　　1.2裂縫形成過(guò)程

　　對于半剛性基層，裂縫往往不是由交通荷載作用引起的。水泥穩定碎石基層由于水分蒸發(fā)及溫度變化的影響，很容易產(chǎn)生裂紋，在承受荷載之前，就已經(jīng)存在大量的微細裂紋和孔洞。因此，實(shí)際上它是在帶有裂紋的狀態(tài)下承受交通荷載作用的，基層的溫縮和干縮是引起裂縫的內因。

　　對于反射裂縫的形成，是由于面層底部的拉應力超過(guò)瀝青混凝土極限強度所致。在基層開(kāi)裂后，由于基層失去抵抗拉應力的作用，就在開(kāi)裂位置將應力傳遞給面層，造成面層在裂縫處的應力集中。如果此時(shí)再加上偏荷載主拉應力（或剪應力）的作用，其應力值就有可能超過(guò)材料的極限強度，面層隨之開(kāi)裂。偏荷載作用的主拉應力（或剪應力）是促成反射裂縫形成的原因。因此，路面反射裂縫主要是由于基層開(kāi)裂后的水平與垂直位移引起的。

　　2、影響路面裂縫的主要因素及其對應措施

　　影響瀝青路面裂縫輕重程度的主要因素包括：瀝青和瀝青混合料的性質(zhì)，基層材料的性質(zhì)，結構類(lèi)型與組成情況，氣候條件（特別是冬季氣溫及其變化），交通量和車(chē)輛類(lèi)型以及施工因素等。就水泥穩定碎石瀝青路面而言，基層材料組成以及施工水平尤為重要。設計合理、施工良好的水泥穩定碎石基層不易在早期出現荷載型裂縫。

　　自20世紀30年代以來(lái)，國內外在防止半剛性基層路面的裂縫方面先后采取了很多措施�？沽研阅芎头懒汛胧┑难芯靠煞譃�3大類(lèi)：第一類(lèi)為面層本身抗裂性能和防裂措施的研究，第二類(lèi)是半剛性基層防裂性能和防裂措施的研究，第三類(lèi)是面、基層之間作用原理及抗裂性能的研究。目前我國在防治反射裂縫方面主要也分為3大部分：一是改善瀝青混凝土面層性能，如增加瀝青層厚度、加筋罩面層、使用改性瀝青等；二是設置應力／應變消減中間層，如采用SAMI、土工織物、土工格柵、粘接間斷層、級配碎石中間層等；三是針對基層材料本身，選擇抗沖刷性好、干縮系數和溫縮系數小和抗拉強度高的半剛性材料。

　　盡管已嘗試了許多預防措施，但是迄今為止還沒(méi)有找到能防止瀝青混凝土面層產(chǎn)生對應裂縫或反射裂縫的有效措施。雖然以上各種措施都在實(shí)踐中得到了應用，但目前各類(lèi)措施的防裂效果在定性、定量上很不一致，這一方面表明對各種措施還缺乏進(jìn)行系統評價(jià)的方法，另一方面也表明目前各種措施的防裂效果都還十分有限。原因可能在于各類(lèi)措施的防裂效果都與其自身的性能有一定關(guān)系，只有滿(mǎn)足一定的要求才能有效地防治反射裂縫。

　　概括說(shuō)來(lái)，各種措施的防反射裂縫機理不外乎是增強材料自身的性能和減少外界因素的影響。具體就是增強材料的變化能力，提高其強度特性，消除應力集中（荷載應力集中和溫度應力集中）以及防水。而一項優(yōu)異的技術(shù)措施則不僅應該是在理論上和實(shí)驗室內有效，同時(shí)也應該考慮到施工方便、經(jīng)濟合理等因素。