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沥青混凝土路面设计范文1
关键词：水泥混凝土路面；加铺；沥青混凝土路面；弯沉值；路面设计
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
中图分类号：U416.216文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1、前言
城市道路作为体现城市整体形象的一个重要侧面，在很大程度上标志着一个城市的品位和现代化水平的提升。随着社会的不断发展，对城市道路的外观及行车的舒适性等方面的要求越来越高，对旧路的修复改造标准也逐步提高。
对于城市交通，特别注重路面噪音小，维修、养护快且对交通影响小和行车舒适的特性。以上特性进行经济技术分析，综合考虑到现有交通的实际情况以及城市发展的需要，对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面的合理性。
对于道路基层尚好，只是道路面层破坏的水泥路面的改造，采用水泥路面板上设置沥青加铺层成为行之有效、经济合理的好办法。它能有效地改善旧混凝土路面的使用功能，提高道路标准，同时充分利用旧水泥路面板提供的稳定、坚实的基层，由于造价低，施工方便，且对交通、环境影响小，因此借鉴成功水泥混凝土路面改造设计的经验，推荐沥青混凝土加铺层改造方案为道路路面改造设计首选。
2、现场调查
通过旧水泥混凝土路面的调查，按照里程段作好相应的记录，并分析旧水泥混凝土路面存在的状态，
2.1、检查井调查：由于道路修建后存在着多年运行，道路路面与检查井相接处大部分的破损，具体要调查其种类、数量、结构形式及破损情况十分必要。
2.2、道路缘石破损情况调查：由于本次工程为大修性质，因此本着节约的原则，对现状道路缘石分段进行调查，区分使用状态，以修旧利废为原则，避免浪费。
2.3、水泥混凝土路面破损情况调查：对于水泥混凝土路面按其破损程度情况，分类汇总。对掉角、龟裂、网裂、板差及局部裂缝以及路板横纵缝进行标记。
3、测定内容
3.1、道路弯沉值测定：全线弯沉值测量及水泥混凝土路板边角位的弯沉值测量。
3.2、路面板脱空测定:采用路面板脱空测定雷达对全线进行测定.
3.3、水准测量：现况道路中心高程、路边线高程测量；现况横、纵段高程测量；道路宽度测量；水泥混凝土路板板差测量。
4、设计处理措施
在加铺沥青混凝土面层之前需对原有的水泥混凝土路面进行调查和评价，依据实测数据和收集的资料，对水泥混凝土路面的状况进行列表，并逐板块提出处治。
4.1、病害处理
水泥混凝土板块出现以下现象的相关处理措施：
⑴、断板、碎裂、严重裂缝
对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块，将旧板破碎运走，扫清基层，用C20贫混凝土修复松散基层（如有松散的素淤泥块，还要挖坑切槽，直到坚硬基层）,基层面要平整，并具有一定的横坡坡度，然后重新浇筑C30混凝土。
⑵、角隅断裂、接缝碎裂
对于该类病害处理时应围绕接缝按一定面积切割成矩形，并与路中心线平行垂直，边缘位置应比破碎板宽出30cm。按放样位置锯缝，缝深应大于10cm，当锯缝位置距离纵、横缝不足1m时可将整块板全部挖除。破碎并清除碎块，目测基层，如基层板体性差，则下挖基层，直至板体性好的层面，然后如断板方法一样处理，浇筑混凝土，与原混凝土面板平齐。
⑶、传荷能力差的接缝
对于相邻两板弯沉差较大的接缝，在接缝两边各一定范围内进行全深度切割，清除切割的旧板，目测基层，如基层板体性差，则下挖至板体性好的层面，用C15贫混凝土修复基层，然后浇筑C30混凝土与原有混凝土面板平齐。
⑷、错台
错台现象如由基层过软引起，则首先处理好基层，防止进一步不均匀沉陷。处理方法通常与板底脱空处理基本相同。
⑸、沉陷
导致沉陷的绝大部分原因是由于局部基层不够稳定、软弱，因此应将板破碎运走碎块，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，观察路基，若路基的坚实度未达到设计要求，则应对路基进行处理后，再重新浇筑基层及水泥混凝土面板。
⑹、沥青处置
路面的原混凝土板块已出现断板或严重裂缝，施工时将板破碎运走碎块，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，观察路基，若路基的坚实度未达到设计要求，则应对路基进行处理后，再重新浇筑基层及水泥混凝土面板。
⑺、道路接顺处理
在原水泥混凝土路面与沥青混凝土路面的纵向顺接段，由于混凝土路面要铺沥青混凝土从而造成新旧沥青混凝土路面高程不一致，因此要进行二者顺接段施工处理。处理方法是将接头处约长20m的混凝土板按处理坏板的方法去除，重新按顺接高程要求浇注混凝土路面，为保证顺接处的施工质量，往往还要在新浇注混凝土路面布设钢筋网及传力杆，形成钢筋混凝土底基层。
横向顺接段因面积小、交通流量较小，可以采取在旧沥青混凝土路面上衬补中粒式沥青混凝土的方法使高程一致。
4.2、原路面的接缝处理
4.2.1、用高压空气清除接缝内的杂物（如水、土、杂草、或油等废物），表面的浮土、杂物也需清扫干净。
4.2.2、接缝采用橡胶沥青混合料灌缝处理（一般采用4%橡胶沥青与石粉按照7:3比例混合而成）。
4.3、对原水泥混凝土路面未破坏的处理
4.3.1铣刨
使用路面铣刨机对现状水泥混凝土路面进行铣刨。为控制原路面高程，确定铣刨厚度为9cm。铣刨包括三方面内容,铣刨是对路面进行刻痕拉毛，其目的为与下层沥青混凝土能够更好的进行结合，使得沥青混凝土摊铺后稳定性增加；对路板横纵缝板差进行铣刨，其目的是保证沥青混凝土摊铺厚度基本均匀；对原道路横坡进行调整，其目的是使道路横坡更为合理，路面排水更加顺畅。
4.3.2、喷洒粘层油
在原水泥混凝土面上，设计粘层，粘层油用量在0.7～1.1(L/m2),当气温低于10℃时，不得浇洒透层沥青；浇洒透层沥青后，严禁除沥青混合料运输车外的其他车辆、行人通过。
4.3.3、玻璃纤维格栅
在粘层上设计玻纤格栅，玻纤格栅横向搭接15cm；纵横向搭接宽度应在10cm之间，搭接部分的沥青用量以0.4L/m2左右为宜。
4.3.4、铺设沥青混凝土面层
沥青面层施工应控制好温度，到场温度应控制在不低于160℃。沥青混合料的松铺系数（机械摊铺）为1.15～1.35。碾压遍数及成型标准应严格按照有关标准控制。
4.3.5、碾压及开放交通
热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50゜C后，方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降低混合料温度。
5、计算各路段的计算弯沉值
5.1、计算旧路面的当量回弹模量。
5.2、拟定几种可行的结构组合及设计层，并确定各补强层的材料参数。
5.3、根据加铺层的类型确定设计指标，当以路表回弹弯沉为设计指标时，弯沉综合修正系数宜按下式计算：
F=1.45(ls/2000δ)0.61（Et/p）0.61
5.4、采用弹性层状体系理论设计程序计算设计层的厚度或进行结构验算。对季节性冰冻地区的中、潮湿路段应验算防冻厚度。
5.5、根据各方案的计算结果，进行技术经济比较，确定补强设计方案。
6、加铺路面结构设计
针对不同情况进行分段设计，根据回弹模量以及几种结构的组合，对于原有旧路面上直接洗刨，洗刨后在原有混凝土路面上加铺5cm中粒式沥青混凝土AC-20及4cm改性沥青混凝土SMA-13。
图一 加铺沥青混凝土结构设计图
7、结束语
沥青混凝土路面设计范文2
关键词:沥青加铺层；荷载应力；温度应力；反射裂缝；设计方法；厚度
中图分类号：U416.216文献标识码： A 文章编号：
由于通行时间较长，加上重交通量的影响下，目前许多旧水泥混凝土路面出现了路面平整度降低、行车舒适性下降等情况，为了满通运输日益发展的需要，提高路面服务水平，对旧水泥混凝土路面进行加铺改造成为了我国公路建设面临的一项迫切任务。旧水泥混凝土路面加铺改造的形式有加铺水泥混凝土面层和沥青面层两种，其中，加铺沥青面层施工更为方便和工期更短，并能充分利用水泥混凝土路面的强度。因此，旧水泥混凝土路面加铺沥青层是非常常见的。下面就旧水泥混凝土路面加铺沥青层的设计方法进行探讨。
1 加铺沥青层荷载应力分析
1.1 计算模型
旧混凝土板上加铺AC层路面结构，其接缝处的计算模型既区别于弹性层状体系，也不同于弹性地基上的板，本研究采用有限元程序ANSYS计算，为便于分析，采用如下假定:
(1)水泥混凝土板与地基间光滑接触。
(2)水泥混凝土板与沥青层间完全连续。
(3)接缝考虑一定宽度、无传荷。
(4)地基为弹性半空间地基(E地基)。
(5)各层材料具有线弹性，以E，μ表征。
1.2 临界荷位分析
临界荷位的确定与对象有关。普通混凝土板的临界荷位是轴载作用于纵缝边缘中部，这时板底产生最大应力。对于旧混凝土板加铺沥青面层，为控制沥青层出现反射裂缝，就以沥青层内应力、位移的不利状态作为选择临界荷位的依据。
1.3 应力与位移分析
(1)混凝土板模量Ec对计算结果的影响
取ha=6cm，hc=22cm，Ea=1500MPa，Es=100MPa，Ec=25000MPa和Ec=35000MPa，采用程序进行计算，可以得到:剪应力、弯沉等各个指标随Ec的增加而减小，这说明板的刚度越大对沥青层受力越有利。但影响也很小，可以不计。
(2)沥青混凝土模量Ea对计算结果的影响
研究Ea从1000MPa增至1500MPa时，弯沉差、表面弯沉、剪应力的变化规律和计算结果分析可知，当沥青混凝土模量Ea增加时，剪应力随之增加，而弯沉差随之减小，路面整体抗变形能力增强。尽管沥青混凝土模量受温度影响有一定的变化，但在以后的计算中Ea取定值1500MPa。
(3)板厚hc对计算结果的影响
通过计算分析不同AC层厚、不同板厚时剪应力和弯沉差的响应，发现剪应力随hc的增加而线性减小，弯沉差也随hc增加线性减小。
(4)沥青层厚度ha对计算结果的影响
对于旧混凝土板加铺沥青面层设计，主要是计算加铺层的厚度，使各种力学指标控制在允许范围内，因此，沥青层厚度ha是主要影响参数之一。计算中ha从4cm到16cm按2cm递增，并考虑混凝土板厚和板下基础模量Es的影响。
2 沥青加铺层温度应力分析
计算结构内的温度应力，首先要进行温度场的研究。为分析在温度应力作用下，沥青层模量Ea、厚度ha、板厚hc、土基模量Es这4个参数对计算结果的影响，取沥青层表面降温18℃，温度梯度为－0.8℃/cm时，考察沥青层最大拉应力σy和沥青层与混凝土板间的最大剪应力τyz，研究结果表明:
(1)沥青层底面弯拉应力与层间剪应力随沥青层厚度的增加而减小。
(2)沥青层底面拉应力σy随Ea的增加而增加，
这说明反射裂缝易在冬季产生；而剪应力τyz则随Ea的增加而减小，这说明层间剪应力与两层的模量比有关，两者模量相差越大，则变形越不协调，相互约束越紧，从而引起剪应力增加。
(3)沥青层拉应力随板厚的增加而减小，剪应力则随板厚的增加而增加。
3 沥青加铺层设计
3.1 板下基础强度评价公式
板下基础模量是旧路强度评价中的重要参数之一，现行规范在基础模量方面有2个参数:Et是基础顶面当量回弹模量，它是由承载板试验直接测定结果；Etc是基础顶面计算弹性模量，是在应力计算中使用的表征基础刚度的弹性参数。
对旧混凝土路面板下基础强度进行评价时，由于不便把混凝土板刨开在基础顶面直接进行承载板试验，一般按(1)式进行反算，然而，在实际应用中发现该公式有时计算结果往往超出常规，给设计带来困难，需进行修正。
(1)
基层顶面计算模量Etc值应不小于Et值，但实际中发现当Etc超过某一量值后(以下简称分界值)就会出现Et值大于Etc值的反常现象。同时还发现Et值计算结果对Etc值的变化很敏感，Etc值发生较小变化，Et值就有较大改变。
表1 E1/MPa
注: 表中折线右侧是Et ＞ Etc的情况。
从表1中可看出，Etc只有在小范围内变化时，得到的Et值才可以令人接受。从误差考虑，当hc=20cm，Ec=27500MPa，Etc=175MPa，若Etc测量误差为14%时，则相应的Et值从119MPa变为233MPa，其相对误差达96%，绝对误差达114MPa。Etc的精度可能无法满足公式的要求，得出的Et值也将难以令人接受，必须进行改进。利用已有的试验数据，建立以Et为函数值的回归公式，可表示为:
(2)
3.2 设计指标
旧混凝土路面沥青加铺层结构的破坏，可以考虑下面3种现象:板底疲劳开裂；AC层与旧板层间发生分离；AC层产生反射裂缝。而反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺层的主要破坏形式，控制这种路面破坏形式的指标与反射裂缝的成因有关。具体的成因通常认为有以下3种:
(1)如图1，气温的升降变化，引起路面内的温度也随之升降，AC层自身会热胀冷缩，混凝土板膨胀与收缩在接缝处引起张开与闭合，使AC层内应力进一步增大，而且这种温度荷载是日复一日，年复一年的疲劳作用。
图1 温度升降形成的反射裂缝
(2)如图2，当板内有温度梯度存在时，板会发生翘曲变形，板接缝上AC层会受到很大的拉应力作用，这时裂缝有可能产生在AC层顶部并向下发展，这种裂缝易在昼夜温差较大的地区发生。
图2 翘曲变形引起的裂缝
(3)车辆荷载在接缝处会产生剪切破坏，如图3，当荷载作用于接缝处板的一侧时，受荷板与未受荷板会产生垂直相互变形，出现错台，导致AC层发生较大的剪切变形，受到较大的剪切应力，引发裂缝。
图3 荷载引起的剪切破坏
根据上述反射裂缝的成因，可以使用3个指标控制反射裂缝破坏:不利荷载作用下接缝处AC层的剪应力，板接缝处的弯沉差，混凝土板底弯拉应力。前两个指标主要是防止车辆荷载作用下的剪切破坏，后一个指标是控制降温时AC层内的拉应力破坏。旧混凝土路面沥青加铺层厚度的计算应用上述指标进行控制。
3.3 加铺层厚度计算
沥青混凝土路面设计范文3
关键词：旧水泥混凝土路面；沥青加铺层；旧路面处治；设计
1 概述
目前，国内大量的水泥混凝土路面由于设计、施工、后期养护及超重载交通等原因，已不同程度地发生了结构性和非结构性的损坏，陆续进入大中维修期。旧水泥混凝土路面行车舒适性差、车速难以提高的状况是目前急需解决的问题。为节约工程投资，有效地利用旧水泥混凝土路面，在其上加铺沥青面层以改善使用性能成为行之有效的方法之一。
本文结合中山市东阜公路阜沙段实际情况，介绍了旧混凝土路面上加铺沥青面层的设计、旧路面处治、防裂、防水措施， 以供其它类似项目参考。
2 旧水泥混凝土路面现状调查及评价
中山市东阜公路为阜沙镇城区的一条城市主干道，是中山市黄圃、东凤、三角等镇进出中山市区的主要交通要道。原旧路采用双向六车道一级公路标准，现状路面为水泥混凝土路面，局部板块因沉降较大做了薄层沥青罩面。近年来由于交通量的日益增加，路基的不均匀沉降，原有水泥混凝土路面破损严重，路面服务质量明显下降，需进行路面改造以提升其服务水平。
为全面了解现有路基路面结构的破损状况、承载能力和交通状况，设计前对旧路面进行了详细调查，并进行路面检测及评价，由此提出具体的改造方案。调查内容包括交通量、旧路面结构形式与厚度、混凝土强度、路面破坏类型及破损
2.1 旧水泥混凝土路面现状调查
1）交通量调查
交通量调查表明， 东阜公路阜沙段总体上交通量不大，该路段2010年折算为小客车的年平均日交通量为23535辆，平均每条车道的日交通量为3923辆，主要交通荷载类型为小货车和小客车，约占总交通量的85%。
2）旧路面结构调查与检测
查阅旧路设计及竣工文件，旧路路面结构为23cm水泥混凝土面板+20cm 6%水泥稳定碎石+15cm 4%水泥稳定碎石。路面钻芯取样试验结果表明，路面板厚度大于设计厚度的占27.3%，芯样强度大于设计强度的占95.5 %。全路段路面强度基本满足要求，但厚度整体偏小。
3）路面板脱空检测
采用落锤式弯沉仪（FWD），选择板角最不利位置，通过测定弯沉值判断板角是否有脱空情况。按截距法，对截距大于50（0.001mm）的，认为板底脱空。检测结果表明：全线各路段存在不同程度的脱空现象，且脱空范围大，全线脱空率达到28.9%。
4）路面病害调查
根据路面病害调查结果，东阜公路阜沙段除局部路段出现不均匀沉降外，大部分路段路基稳固，整体强度较好，但路面情况较差，裂缝、错台、断板、角隅断裂等病害不同程度存在，且以裂缝、错台为主。使用期间，局部路段进行了病害处治，但因病害处治不够彻底，维修路面又出现了新的病害。
以上破坏形式单个或多种并存于一块板中，这些病害将影响加铺路面的结构受力和使用寿命，施工前必须采取适当方法进行加固处理。
2.2 路面破损原因分析
根据现场调查及检测结果，路面破坏原因分析为以下几点：
1）加宽改造新旧路衔接不完善
旧路在四车道扩建为六车道时，利用原绿化带改造为行车道，该处板块破坏较严重，在加宽车道与内侧车道衔接处均出现错台、裂缝等病害，其他形式的病害也多发生在衔接部位，这些都是由于扩建时新旧路面衔接部位处理不完善造成的。
2）路基路面排水系统不完善
旧路采用管道排水，部分雨水口间距较大，路面水只能通过纵坡流向路面边缘开口处或者低洼处，当排水路径较长时，路面水容易通过接缝渗入基层，冲刷基层的细微物质，并从裂缝带出。多个路段在相邻车道之间出现严重错台，下陷的车道降雨时容易形成积水坑，又致使雨水不能及时排走，雨水大量深入路基，路基土饱水后使面板发生松动、唧泥现象，进一步影响到行车道的稳定，使路面破坏加剧。
3）路基不均匀沉降
受早期施工技术和设备条件限制，部分路段路基压实不足，沉降严重，从而导致路面板断裂破碎。
2.3对旧路面的评价
根据现场调查和旧路检测结果，旧水泥混凝土路面整体情况良好，加铺路段水泥砼路面的强度均满足设计要求，路面结构承载能力按标准轴载可满足设计年限的使用要求。路面的破坏形式较为单一，主要以断裂类为主，其中裂缝、角隅断裂、接缝破坏、错台较多，其他形式的破坏（表面类、竖向变形类）相对较少。路面行驶质量指数（RQI）较差，路面状况指数（PCI）相对较好，通过加铺沥青混凝土可有效改善其平整度，提高路面服务水平。
3 路面加铺层结构设计
东阜公路阜沙段位于城镇路段，路面改造加铺厚度必须考虑现有人行道标高、排水和建筑门面的影响，旧混凝土路面处治亦须考虑对交通和周围居民生活的影响。根据东阜公路现有旧城街道标高和周围建筑情况，对旧水泥路面病害进行局部修复后，加铺沥青路面则可以基本满足目前街道路面与人行道间的标高限制， 且工期较短， 对居民生活影响较小， 因此决定采用利用旧水泥路面加铺沥青混凝土面层的改造方案。
3.1 加铺前旧水泥路面的病害处治
大量改造实例表明，旧水泥混凝土路面处治的好坏直接影响到加铺层的效果和使用寿命。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层之前，必须对旧路面病害进行彻底处治，从而为沥青加铺层提供坚实的基础，保证加铺沥青混凝土路面的稳定性和耐久性。设计采取了如下病害处理措施：
1）对于纵、横、斜向裂缝的修补：宽度小于5mm的轻微裂缝，采用扩缝灌浆处理；宽度小于15mm的轻微或中等裂缝，采用条带加铺进行处理；宽度大于15mm的严重裂缝，按养护规范规定进行全深度补块。
2）对于中等脱空、唧泥板块：采用板下封堵的方法进行高压灌浆处理。
3）对于破碎板块、出现交叉裂缝的板块以及严重脱空板块：采用换板处理。挖除旧板块，采用C20贫混凝土补强基层，然后重新浇筑C40混凝土面板，并在接缝位置植筋和沥青灌缝。
4）对于高差小于等于1cm的错台：采用磨平机磨平；当错台大于1cm时，采用聚合物细石混凝土进行填充。
3.2 加铺层结构设计
加铺层结构设计应在满通量和使用性能等技术要求的前提下，按照因地制宜、合理选材、节约投资的原则，选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的方案。
3.2.1 加铺层厚度
沥青混凝土加铺层的设计厚度由结构强度和防止反射裂缝两个因素控制。水泥混凝土面板作为基层强度较高，能满足承载要求；关键是如何防止反射裂缝的产生。加铺沥青层太薄，容易产生反射裂缝；太厚，造价又会过高。根据国内外的经验， 加铺层的合理厚度范围为9～18 cm。设计根据旧路面的强度和局部修复后的状况、交通量，同时考虑道路两侧人行道标高、排水和建筑门面的影响，确定沥青加铺层最小厚度为10 cm（4+6），并根据路面沉降及病害情况设置调平层。
3.2.2 加铺层结构材料选择
1） 表面层沥青混合料类型的选用
表面层是车辆直接作用的结构层，除了考虑沥青混凝土的结构稳定外，还要考虑抗滑、降噪、防止眩光等要求，目前在国内中应用较多的面层材料有连续式密级配沥青混凝土（AC），沥青玛蹄脂碎石SMA和高性能沥青砼SUPERPAVE。SAM-13为骨架密实型沥青混凝土，有良好的耐久性、抗滑性能和抗车辙能力。但对沥青、碎石材料、施工机械、施工技术要求较高，造价高；Sup-12.5长期性能好、高温稳定性好，但该结构的级配设计需要丰富的经验，并需要专门的试验设备，且设备昂贵，整套SHARP试验设备国内不多，其施工和验收标准也需要通过经验积累，目前广东省的经验较少；AC-13C应用较多，施工经验丰富，已经有了成熟的配合比设计方法和施工经验，能较好的控制好目标配合比和现场施工压实的空隙率，在多条高速公路上已经成功应用。本设计表面层采用细粒式改性沥青抗滑表层AC- 13C。
2） 中面层沥青混合料类型的选用
考虑到中面层的一个重要作用是延缓旧水泥混凝土路面的反射裂缝，同时考虑承重、密水及抗车辙的要求，中面层采用中粒式改性沥青混凝土AC C 20C。
3） 调平层结构类型选择
由于路基沉降、路面病害和养护等原因，造成现有路线标高改变，根据不同路段纵断面情况进行调坡设计并确定调平层厚度。为此，根据经济合理的原则，按照不同路段的平均调平层厚度选取不同的调平层材料。
（1）用沥青混凝土作为调平层：具有密水性和抗疲劳性能好的优点，并且为防水土工布铺设提供较好的施工平台，使土工布具有防水功能的同时起到延缓反射裂缝的作用。适用于调平厚度小于4 cm 的情况。
（2）采用沥青碎石作为调平层：沥青碎石用沥青材料作为胶结料，提高混合料的强度和稳定性，有助于减轻裂缝向上反射穿透沥青面层。适用于调平厚度小于15cm 的情况。
（3）采用贫混凝土作为调平层：贫混凝土具有良好的整体性、足够的力学特性、抗水性，而且强度较高，造价较低，但施工时注意防止收缩裂缝的产生。适用于调平厚度大于15cm 的情况。
考虑项目规模较小，为便于备料和施工，本设计采用沥青混凝土和贫混凝土作为调平层，调平厚度小于15cm时，采用中面层AC-20C作为调平层，调平厚度大于15cm时，采用C20贫混凝土作为调平层。
3.2.3反射裂缝防治措施
旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后，由于旧水泥混凝土路面的接缝与裂缝处不能承受剪应力和拉应力， 在温度应力和车轮荷载重复作用下， 加铺沥青层容易产生反射裂缝。国内外大量的工程实践表明，旧水泥混凝土路面上沥青加铺层产生的反射裂缝问题正严重制约着加铺层的路用性能和使用寿命，采取有效措施延缓和减少反射裂缝是一个需重点考虑的问题。
目前处理反射裂缝的措施主要有高性能改性沥青应力吸收膜或应力吸收层、玻璃纤维格栅或土工织物夹层及其用上述两种或两种以上方案复合的夹层，这些措施在一定程度上都能延缓裂缝反射时间和数量。从工程造价、施工工艺的方便性和使用效果综合考虑，本设计采用聚酯土工布。对于直接加铺层结构并且调平层厚度小于9cm的路段，采用满铺聚酯土工布方法；对于调平层厚度在10～30 cm 之间采用贫混凝土调平时，则在贫混凝土和沥青混凝土面层之间增设满铺聚酯土工布。
另外，接缝是水泥砼路面的薄弱环节，更是水泥混凝土路面加铺沥青层防止反射裂缝的重要位置。设计对一般路基段纵横向接缝采用清缝机清缝， 填充改性热沥青，并跨缝铺设1m宽玻纤格栅，以延缓和减少接缝处反射裂缝。
3.2.4 水损害预防措施
沥青路面的水损害也是沥青路面破坏的主要原因之一。对于防水问题必须要坚持“以防为主、层层设防”，对路面结构每个环节都应做好防水工作。
本工程所在区域年均降雨量1645～2013mm，属于多雨地区，设计采用多项措施预防水损害：沥青加铺层采用密级配沥青砼，加强沥青砼密实度、空隙率的控制要求；采用掺加剂提高集料与沥青的粘结性，要求提高到5级；完善原有路基路面排水系统，恢复路面横坡，在路面边缘设置碎石盲沟，及时排除路表及路面结构内部水；采用的聚酯土工布防反射裂缝层亦具有较好的防水密闭性和良好的封缝防水效果。
3.2.5 沥青混凝土加铺层结构设计方案
根据东阜公路阜沙段的旧路面现状和交通量，同时考虑施工进度、交通组织等方面的要求，通过分析与计算，各路段路面加铺层结构设计方案如下 。
1）对于原路面平整度较好、无不均匀沉降或存在不均匀沉降但沉降较小、错台不严重、路面状况指标优良的路段，采用直接加铺沥青面层的方式：
上面层：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）
下面层：6～15cm厚中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）（兼调平层）
防反射裂缝层：浸渍沥青聚脂土工布
处治后旧混凝土面板（接缝处跨缝铺设1m玻纤格栅）
2）对于沉降较大且病害较多路段，需挖除原有水泥砼板，如发现基层破坏，先采用添加早强剂的C20素砼对基层进行补强，然后重做水泥砼板后，再加铺沥青面层，加铺路面结构如下：
上面层：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）
下面层：6cm厚中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）
防反射裂缝层：浸渍沥青聚脂土工布
基 层：平均30cm C35水泥混凝土
处治后旧混凝土面板（接缝处跨缝铺设1m玻纤格栅）
3）对于桥头等沉降较大路段，设置C20素混凝土作为调平补强层，用于沉降路段调平，然后再加铺沥青面层。加铺路面结构如下：
上面层：4cm厚细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）
下面层：6cm厚中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）
防反射裂缝层：浸渍沥青聚脂土工布
基 层：10～30cm C20贫混凝土（兼调平层）
处治后旧混凝土面板（接缝处跨缝铺设1m玻纤格栅）
4 结论
该项目部分路段于2012年底完成沥青层加铺并投入运营，从两年多时间的跟踪调查情况来看，路面尚未发现反射裂缝，其使用效果良好。
在旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一。本文结合实践总结以下几点供参考：1）加强对旧路的检测与评价，在加铺罩面前对旧水泥混凝土路面结构强度和破损状况进行正确评价是解决反射裂缝和保证加铺罩面成功的重要前提；2）根据旧路面状况合理分段，路面改造结构形式要有利于施工；3）在旧水泥混凝土路面顶面铺设土工格栅或土工布，可有效延缓反射裂缝；4）防水问题必须要坚持“以防为主、层层设防”的原则，对每个环节都应做好防水工作；5）旧路改造比较复杂，路面状况变异性大，加铺层设计和施工需考虑的因素较多，建议做到动态设计与动态施工有机结合。
参考文献
1、《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2011.
2、《公路沥青路面设计规范》JTJ D50-2006.
3、《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001.
4、杨锡武，旧水泥砼路面加铺沥青面层的实践[J]，重庆交通学院院报，2007，26（3）.
沥青混凝土路面设计范文4
关键词：沥青混凝土；优化设计；路面结构
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
由于沥青混凝土路结构具有便于养护维修、平整度高、行车噪音小等多种优势和特点，因此，其被广泛应用到高速公路中。然而，现阶段，我国的高速公路在使用过程中还存在有许多的不足之处，比如坑槽、车辙、开裂等现象，这也就大大的降低了公路的使用寿命。此外，随着社会的不断发展，我国的公路交通流量逐渐的增高，其行车速度也逐渐的有所提高，并且还存在有严重的货车超载问题，导致高速公路沥青混凝土路面结构在投入使用一到两年的时间内就发生路面结构严重损坏的现象，因此，及时的发现问题并采取有效的措施对其设计施工进行优化就显得至关重要。
路面结构层设计的要求
满足高速公路行车要求及路面的使用性能是路面结构层设计的重要目标之一，其实际设计必须要满足以下几点要求。一是满足高度和强度要求，沥青混凝土路面结构只有满足相应的强度及刚度要求才能确保公路不会在行车荷载的影响下出现较为严重的位移、变形现象，从而避免公路在短时间内出现路面开裂、沉陷、坑槽等问题。二是满足耐久性及稳定性要求，沥青混凝土路面结构只有满足相应的耐久性及稳定性要求，才能保证公路能在冻融循环、温度变化、水分变化等环境因素的作用下正常的使用；三是路面平整性要求，行车速度及舒适度在很大程度上是由路面平整度决定的，同时路面平整度也会在一定程度上影响路面结构的耐久性，因此，在实际的设计施工中加强对路面平整度的重视就显得非常的重要。路面的平整度则受到施工材料、路基填料强度和稳定性及施工质量、养护状况等多种因素的影响，此外，为了确保车辆行驶的安全，还要确保路面具有相应的粗糙度。
二．路基路面排水设计问题及优化设计
高速公路沥青混凝土路面早期损坏的一项重要原因就是水损害。水损害即为路面在受到水浸泡及汽车行驶动荷载的影响，导致路面结构空隙中含有的水分产生相应的动水压力及反复循环内的负压抽吸作用，长此以往水分就会慢慢的进入到沥青和集料的接触面上，从而大大的降低沥青材料的粘附性，最终导致沥青材料失去其原有的粘结强度，沥青膜随之脱落，造成路面沥青混合料出现松散、裂纹等现象，从而导致路面出现坑洞、坑槽等现象。因此，加强对路基路面排水设计的重视就显得至关重要。
高路公路路基路面的排水设计包括路基表面的排水设计及结构内部的排水设计两部分。对于路基路表面排水设计的优化措施主要为:首先，利用边坡漫流方式对路基路面进行排水，其次，将纵向排水槽设置在局部超高路段的中央分隔带位置，最后，以当地年降水量为依据，设计相应的横向排水管进行导流，从而将水分排至边坡处，并将急流槽设置在出口位置，从而将水分排至路基排水沟；这样就能及时有效的将水分排出路面，防止路面由于长期受到雨水的浸泡。对于路基结构内部排水设计的优化措施则主要有为，首先，设置纵向盲沟，其设置位置为中央分隔带、填方路基边缘，同时为了达到汇集路基结构内部水分的目的，将纵向渗沟设置在挖方路基外侧边缘的纵向排水沟下方，其次，以当地年降水量为依据，利用相应的塑料排水管将水分由渗沟纵向开口位置排出，最后，使用强度为C20的混凝土对硬化盲沟进行硬化，从而及时的将水分排出，避免水分大量的渗入路基土体。
三．沥青混合料配合比问题及优化
沥青混凝土路面是通过对沥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响着沥青混凝土路面的质量，然而现阶段我国的公路沥青混凝土路面在实际的设计过程中往往存在有沥青混合料配合比不均匀及沥青集料设计孔隙率范围较小的现象，从而严重影响着公路的质量，因此，在实际的沥青混合料配合比设计中一定要加强对其稳定性的重视，包括其高温稳定性、水稳定性及抗滑性。严格按照相关规范要求进行设计，将矿料级配曲线设置成“S”形，同时要严格的对筛孔的孔径进行控制，从而保证混合集料配比的合理性，防止由于混合料配比不合理而导致施工离析现象的发生。在实际的沥青集料设计时一定要根据原材料的不同特点，并根据相关的试验来确定配给曲线的关键点通过率，利用体积法对沥青混合料进行设计，在施工期间还要严格的对沥青集料的体积指标进行控制。对于由于沥青集料设计孔隙率范围较小而导致有效沥青用量范围、最佳沥青用量敏感范围变小的情况，可以在确保设计技术的基础上合理的增加沥青集料间隙率，同时合理的对沥青施工波动规模进行压榨，有效的对其精度进行控制，通常要将其控制在 0.2%的范围内，此外，还要加强对其施工质量的重视。同时由于沥青集料孔隙率范围的减小，想要确保沥青结构层压实充分就要在施工期间相应的增加压实功，压实度指标的提高也相应的增加了对压实工艺的要求，这就需要在优化混合料配合比设计的同时也要合理的对压实施工进行优化。
四．施工工艺优化组合
公路沥青混凝土路面施工环节主要包含四个方面，一是混合集料拌和，二是运输，三是摊铺、四是碾压，而沥青混合集料离析超限及路面没有进行充分的碾压是到导致路面结构层发生车辙、坑槽、开裂的主要原因。因此，碾压施工期间，要加强对现场孔隙率及压实度控制的重视，在孔隙率小于7%时，要确保下部面层的压实度大于或者等于97%，而在现场孔隙率不到6%时，则要确保上部面层的压实度大于或者等于98%。同时在具体的工程路面结构层中可选用AK、AC等改进型结构，这种路面结构中的混合集料的挤压密实度更高，且具有更好的水稳定性及高温稳定性，在使用此种结构时，确保路面结构层压实度就能有效的避免渗水现象的发生，且能有效的对其渗水系数进行控制，往往能将其控制在每分钟五十毫升的范围内。
五．总结
加强对路基路面排水设计优化的重视是防止公路路面结构层发生车辙、坑槽、开裂现象的有效手段，同时，选取最为合理的路面结构并严格的对沥青集料所使用的材料的质量及类型进行控制，并加强对路面结构施工质量的重视也是避免沥青混凝土早期损害发生的有效方式，通过对这些措施的重视和运用能有效的增强沥青混凝土路面结构的耐久性。
参考文献：
[1]樊锐；刘振清.设ATPB的半刚性基层沥青混凝土路面结构分析及设计[J].公路，2009，9
（02）：124-126.
[2]申魁梅.高速公路沥青混凝土路面结构变异过程分析及控制措施探讨[J].中外建筑，2010，7（02）：167-169.
沥青混凝土路面设计范文5
关键词：旧水泥混凝土路面 沥青加铺层 结构设计
中图分类号： U416.216 文献标识码： A 文章编号：
引言
由于路面结构特殊以及涉及到的不确定因素众多,国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。目前我国公路及市政道路设计规范尚无关于水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层的设计方法,国外的气候、水文、建筑材料及交通组成、设计轴载等又与我国不同,且国外的路面设计理论与我国路面设计传统的理论相差较大,无法照搬套用.因此,本文在试验路测试研究的基础上,探讨符合我国实际情况的旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的确定方法及沥青加铺层的设计方法。
1 旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的确定方法
从旧水泥混凝土路面破裂板的性质来说,当板块平面尺寸较小时(一般小于1 m),其性质可视为半刚性或柔性路面一类.水泥混凝土路面破裂板的承载力主要来源于两个方面:一是地基对破裂板的支承力,它在路面使用过程中变化不大;二是破裂板裂缝间的嵌锁力,作用在一块破裂板上的荷载应力可通过破裂板裂缝间凹凸不平的接触面形成的嵌锁力向周围板块传递,起到扩散荷载的作用.
(1)旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量测试分析.在进行破裂板加铺层路面结构厚度计算时要先确定破裂板顶面的剩余刚度,而常用的承载板试验确定结构层回弹模量的方法比较复杂、速度慢,不便进行大量检测,若测点太少,检测结果又很难具有代表性,而弯沉测定旧水泥混凝土破裂板顶面当量回弹模量的方法比承载板简便而快速,因此,推荐采用弯沉测定结果反算旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的方法.当量回弹模量计算公式可根据承载板下竖向变形与弹性模量的理论公式推导出来.
①破裂板顶面弯沉值的测定与计算.检测设备为标准车(BZZ-100),轮胎压力为0.70±0.05MPa,标准贝克曼梁、百分表。
弯沉代表值为弯沉测定值的上波动界限,用下式计算
ɭ r为弯沉代表值(0.01 mm); ɽ为弯沉测定平均值(0.01mm);S为标准差(0.01 mm);Zα为与要求保证率有关的系数,一级公路Zα=2.0,二、三级公路Zα=1.645;K1为季节影响系数;K2为湿度影响系数.
②破裂板顶面当量回弹模量的换算.根据弹性半空间理论,承载板下的竖向变形ɭ与弹性模量E、泊松比μ、平均触地压力p及承载板直径D之间有如下关系:
如承载板的传压面积与双轮荷载的传压面积相等,则有：
因此有：
将各参数单位变化后,旧水泥混凝土路面破裂板顶面回弹模量可根据代表性弯沉ɭ r按下式计算:
式中:Eɭ为旧水泥混凝土破裂板顶面当量回弹模量(MPa); ɭ r为破裂板顶面代表性弯沉值(0.01mm);p为标准轴载车型轮胎接地压强;δ为标准轴载单轮传压面当量圆半径(cm);m为用标准轴载(BZZ-100)在旧水泥混凝土破裂板顶面上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比,即轮板对比值m=ɭ/L.
③某试验路m值确定案例.对某试验路旧水泥混凝土路面破裂稳固路段进行了17个点的承载板试验及弯沉值测定,旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量与板顶弯沉值关系如图1所示。
图1 回弹模量与弯沉值关系曲线
由图1可得出旧水泥混凝土路面破裂板顶面回弹模量与板顶弯沉值关系的回归公式为:
通过上式即可方便快捷地确定出计算路面结构厚度所需的重要参数E ɭ。
2 旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层结构设计方法
(1)设计参数.调查测定内容包括:①交通量、交通组成、气候和自然区划等资料调查;②沥青混合料或半刚性材料抗拉强度的试验测定;③旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的测试.
(2)设计标准.对于板块破裂平面尺寸小于1m的水泥混凝土路面而言,其结构层主要表现为柔性性质,因此,可以按半无限地基上的弹性层状体系为理论基础进行加铺层厚度的计算.沥青加铺层或半刚性补强层层底拉应力应不大于该层材料的容许拉应力σR,即:σm≤σR。容许拉应力σR按下式计算：
式中:σR为路面结构层材料的容许拉应力(MPa);σSP为沥青混合料或半刚性材料的劈裂强度(MPa);KS为抗拉结构系数。对沥青混凝土面层:
Aa为沥青混凝土级配类型系数,细、中粒式沥青混凝土为1.0,粗粒式沥青混凝土为1.1。
对无机结合料稳定集料类：
对无机结合料稳定细粒土类:
(3)结构计算方法.测定旧水泥混凝土路面破裂板顶面的弯沉值并计算当量回弹模量,根据道路等级、面层、补强层类型及累计轴载作用次数Ne计算设计弯沉值,由设计弯沉值计算加铺层的厚度.验算沥青加铺层及半刚性补强层层底的弯拉应力σm是否满足小于或等于容许拉应力σR的要求,如不满足要求,则增加加铺层或半刚性补强层的厚度,或调整材料的配合比,提高极限抗拉强度,再重新计算。
3 水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的设计要点
⑴对旧水泥混凝土路面的分析和整治处理
沥青加铺层对加铺前的路面修复效果较敏感,旧路面的修复程度,直接决定了加铺层设计的成功与否。加铺层结构设计之前,应对旧水泥混凝土路面的结构性能进行全面调查和确切评价:依据断板率和平均错台两项指标,将路面损坏状况划分为优、中、次、差四个等级;根据实测资料,将路面的接缝传荷能力也分为优、中、次、差四个等级。当路面损坏状况和接缝传荷能力同时被评为优级或中级时,可采用直接在旧水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土层(即沥青加铺层“白+黑”)的方法,以改善路面的使用性能。此方法可以充分利用旧水泥混凝土路面,造价降低,施工方便,且对交通、环境影响小。
旧水泥混凝土路面利用与处理的技术方法包括常规维修、改善路基、板下脱空封堵、破碎和翻挖。应根据弯沉数据对板块进行处治,更换破碎板,修补和填补裂缝,磨平错台,压浆填封板底脱空,清除旧面层表面的松散碎屑、油迹,剔除接缝中失效的填封料和杂物,进行重新封缝等。
⑵沥青加铺层厚度确定
根据JTGD40—2002《公路水泥混凝土路面设计规范》,沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100 mm,其他等级公路的最小厚度宜为70 mm。加铺层的厚度直接影响到道路面层的质量,适当加厚可以延缓路面反射裂缝。根据国内外的一些资料,加铺层的最小厚度为10~15 cm,一般为二层式,也有三层式。
⑶沥青加铺层混合料设计
为了加强加铺层减缓反射裂缝的能力,加铺层通常采用改性沥青或加入纤维。沥青玛蹄脂碎石SMA混合料是一种间断级配材料,用于表面层,具有优良的抗车辙性能和抗滑性能。它与传统沥青路面相比较,具有优良的高温稳定性;良好的耐久性;良好的表面特性;良好的低温抗裂性。实践证明,SMA具有良好的延缓反射裂缝的效果,目前,已在“白+黑”路面改建中大量应用。
参考文献
[1]杨斌,杨建领,陈拴发,王秉纲.旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层设计方法研究[J].广西大学学报(自然科学版). 2007(03)
沥青混凝土路面设计范文6
关键词：沥青混凝土路面；反射裂缝；机理；防治对策
中图分类号：U416文献标识码：A
路面结构完全暴露在自然环境中，受外界各种条件变化的影响，因而，路面的常见病害多而复杂。我国经过长期的实践、探索和研究，随着施工技术和机械化程度的提高，许多病害逐年减少，开裂导致路面迅速损坏的现象虽有所改善，但沥青混凝土路面裂缝这一病害至今未能根除。国外针对这一问题运用多种方法也进行了大量的研究，探讨其产生机理，提出了多种防治对策。
1反射裂缝的分类及其研究重要性
1.1反射裂缝的分类
沥青混凝土路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的。影响裂缝轻重程度的主要原因有沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质和状况、气候条件（特别是冬季气温及其变化）、交通量和车辆类型及施工因素等。但就沥青混凝土路面开裂的主要原因而论，可以分两大类，就即荷载型裂缝。沥青混凝土面层上的非荷载型裂缝主要是由温度引起的。
在已开裂的老沥青混凝土路面上或有接缝的水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土罩面层，以及有裂缝的基层上铺沥青混凝土面层后，原先的裂缝或接缝在新铺的沥青混凝土面层的相同位置处重新出现。以往在研究这一问题时，主要考虑了行车荷载作用，下层裂缝引起裂缝上方面层底面先开裂并逐渐向上穿透到表面，所以习惯将其称为“反射裂缝”在很多文献中仍统一称为反射裂缝，以下仍称为反射裂缝。
沙庆林院士根据研究结果，提出所谓“对应裂缝”的概念，即沥青混凝土路面结构由于基层（或老路面层）开裂促成较厚的沥青混凝土面层（或罩面层）由顶到底产生的裂缝。
同济大学周富杰博士研究旧水泥混凝土路面接缝在沥青混凝土罩面内的反射情况时，提出了所谓的“双裂缝反射”现象，并得到野外试验路观测结果的验证。它是反射裂缝的一种特殊情况。
总结上述各种情况，广义的反射裂缝从其裂缝扩展路径上可分反射裂缝和对应裂缝两种，从其形成的主要原因可分为温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝。
1.2反射裂缝研究的必要性
目前我国的高等级公路普通采用半刚性基层，半刚性材料的干缩性和温缩性相对较大，故在其施工碾压、养生过程甚至加铺沥青混凝土面层后，半刚性基层会不可避免地产生裂缝；因而，在开放交通后，在气候因素、交通因素的作用下，便会产生反射裂缝。在老路特别是旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土罩面被公认为是一种可行、有效的恢复老路面使用性能的措施，加罩面沥青混凝土后的复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料性能差异大，旧水泥混凝土面板受温度变化影响大，而且旧路面板上存在接缝和裂缝，并常常拌有错台、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出，这些都促使罩面层在对应旧路面板接缝或裂缝的位置上极易产生反射裂缝。
反射裂缝本身对于沥青混凝土面层或罩面层性能影响不大，其危害在于水分从裂缝中不断进入道路结构使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、错台、网裂、加速路面破坏，进而增加面层或罩面层的养护费用，大大缩短其寿命。相比而言，反射裂缝问题在旧水泥混凝土路面上加沥青混凝土罩面结构中更为突出，也是其罩面设计中所面临的一大难题。在有大量半刚性路面修建和水泥混凝土路面需要修复的今天，对反射裂缝问题进行深入研究不仅是必要的而且有重要的实用价值。
2反射裂缝的产生机理
对反射裂缝的产生及其扩展机理认识直接关系到反射裂缝的防治问题，虽然各国的研究人员对反射裂缝的产生机理进行了不懈的调查研究，但至今仍有许多问题存在争议。通常情况下，把反射裂缝产生的过程分为两个阶段：①反射裂缝的产生阶段；②反射裂缝的扩展过程。不同的阶段对应于沥青混合料的疲劳规律，裂缝的扩展阶段对应于断裂力学裂缝的疲劳扩展规律。
2.1反射裂缝的产生
一般认为，反射裂缝的产生和发展是由于老路面或开裂基层在接缝或裂缝处不能很好地传递拉应力和剪应力，当接缝或裂缝两侧的老路面或基层发生移动（水平向、竖向）时，在接缝或裂缝顶面的沥青混凝土层中产生应力集中，其结果是造成反射裂缝。而老路面或基层的移动是温度变化、行驶车辆以及两者的综合作用的结果。为方便起见，常常把温度变化引起的反射裂缝称为温度型反射裂缝；相应地，把行车荷载引起的反射裂缝称为荷载型反射裂缝。
2.1.1温度型反射裂缝
在开裂基层（或老路）上铺厚沥青混凝土面层后，在冬季突然降温过程中，基层（或老路）的裂缝会由于温度收缩而继续拉开，它将给也在产生温度收缩的新铺沥青混凝土面层一个附加拉应力；两个拉应力叠加一旦超过沥青混和料的抗拉强度，新沥青混凝土表面在基层（或老路）裂缝的上方开裂，并逐渐向下延伸，直到与老路的裂缝相连，即形成对应裂缝。相反，在开裂基层（或老路）上铺薄沥青混凝土面层情况下，裂缝将从面层底面开始，面层底面一旦开裂，除在负温度下拉应力外，在正温差（升温造成的温差）下缝端产生的拉应力更大。因此，面层底部的裂缝既可由于负温差也可由于正温差而向上扩展形成反射裂缝。
2.1.2荷载型反射裂缝
行车荷载行驶经接缝或裂缝过程可分为3个阶段：①轴载位于接、裂缝一侧时，接、裂缝两侧产生较大的相对位移，在沥青混凝土面层中造成较大的剪切应力；②轴载位于接、裂缝顶面时，两侧无相对位移或相对位移较小，沥青混凝土面层主要承受弯拉应力作用；③轴载驶离接、裂缝时，在整个过程中沥青混凝土面层受到两次剪切一次拉应力作用，其作用的直接结果是引起反射裂缝的产生和扩展，荷载因素是引起反射裂缝的一个重要因素。
当行车荷载驶经接缝且沥青混凝土罩面层与水泥混凝土板之间首先因竖向接应力不足而产生竖向接开，使得罩面层中的最大应力点出现在距接缝一定距离处的沥青混凝土罩面层底面，并引发反射裂缝的产生和发展，由此造成接缝的“双裂缝反射”现象。
2.2反射裂缝的扩展
传统的强度理论认为，当沥青混凝土罩面层中某点的临界应力超过沥青混凝土本身的极限强度时，沥青混凝土罩面层即达到破坏状态。实际上并非如此，沥青混凝土罩面层的反射裂缝从其产生到整个路面破坏，中间要经历一个裂缝扩展阶段，即反射裂缝在罩面层厚度方向上的扩展和其在表面的横向扩展。
2.2.1反射裂缝的纵向扩展
断裂力学认为，裂缝的扩展有3种位移模式：张开模式、剪切模式和撕开模式。其中，温度应力对反射裂缝影响的模式为张开模式，行车荷载对反射裂缝影响的主要模式为张开模式和剪切模式。当车轮驶经裂缝的正上方时，以张开模式来引起反射裂缝；在裂缝之前和在；之后的位置，主要以剪切模式影响反射裂缝。撕开模式在罩面层中不常出现。
与张开模式相对应的温度型反射裂缝通常产生于薄层罩面层底部，而后向上逐渐扩展到罩面层顶面。当沥青混凝土罩面层或面层较厚且气温较低时，裂缝产生在罩面层或面层的顶面和底面，而后向罩面层或面层中间扩展，形成所谓对应裂缝。
对于正荷载作用下的张开模式所对应的反射裂缝，一般产生于罩面层底面，在周期性荷载的作用下垂直向上扩展。在偏荷载作用时，反射裂缝以剪切模式在罩面层中向上扩展，Rigo等人对其扩展路径进行了分析，认为裂缝在罩面层中是沿450角的方向向上扩展。同济大学周富杰博士提出在荷载作用下，在接缝上的薄罩面层中出现“双裂缝反射”现象。
当车轮荷载（偏荷载）和温度应力共同作用于复合罩面结构时，Rigo等人的分析结果显示，裂缝扩展路径之间，比偏荷载作用时的裂缝扩展路径更垂直一些。
2.2.2反射裂缝的横向扩展
众所周知，反射裂缝在瞬间是不可能贯穿整个路面宽度的，除非在应力作用时，裂缝的长度已经等于或大于相对于整个路面宽度的临界长度（这里的临界长度是指当裂缝的长度接近或大于该长度时，裂缝的扩展非常快而且是不稳定的）。较为合理的发展过程是裂缝首先在路表面某些位置产生，然后再向两侧扩展。一般情况下，反射裂缝的影响在整个路面宽度内都是相同的，而行车荷载则是以一定的频率分布在车道上的。
与罩面开裂有关的问题是环境因素的负效应，反射裂缝一经出现，水份的浸入、氧化以及行车荷载的反复作用，常常加速反射裂缝向四周扩展，但即使裂缝贯穿整个路面宽度，也不会立即影响到行车的舒适性。如果在罩面层与老路之间加入了防反措施，如加入了土工织物等不透水材料，即使反射裂缝出现在罩面层顶面，如果这些不透水材料仍不破裂，那么就可以减少环境因素的影响，使罩面层保持在一定的使用水平，直到反射裂缝处的材料出现恶化。因此，即使罩面层中出现了裂缝，路面并不就因此而“破坏”了，如何定义路面的损坏将直接关系到罩面层的设计寿命。
2.3几种产生机理的总结
各地区的温度状况不同，各路段的交通条件和现有路面的结构状况也不相同，因而，反射裂缝的产生有可能主要是温度原因引起的，也有可能主要是荷载作用引起的，或者是温度和荷载共同作用所造成的。
一种观点是国内外通过反射裂缝（对应裂缝）的大量调查研究得出：①反射裂缝和对应裂缝由温度引起的（个别情况下是温度和荷载共同作用引起的），行车荷载型反射裂缝或对应裂缝需要相当多的荷载反复作用次数，实际中可能并不存在；②在较薄的沥青混凝土面层的情况下，基层（或老路）的裂缝会由于温度应力而使面层底面先开裂，并较快形成反射裂缝；在较厚沥青混凝土面层的情况下，由于温度应力，基层的裂缝将促使面层表面先开裂，然后逐渐向下传播形成对应裂缝。
另一种观点是许多研究工作者以及先前的许多道路工作者通过调查、试验和研究后得出：旧面层接缝（或裂缝）处的弯沉量和弯沉差是引起沥青混凝土罩面层产生反射裂缝的主要原因，因为行车荷载的施加速度远高于温度变化产生的面板伸缩位移的速度，也就是说行车荷载作用特别是偏荷载作用造成的剪切效应是形成反射裂缝的直接原因。他们认为应将研究重点放在荷载作用效应上。
研究表明，反射裂缝产生的主要原因除了取决于当地的温度状况、路段的交通条件和现有路面的结构状况等因素以外，还有一点，也是特别重要的一点许多道路研究工作者忽略了—旧路面或基层原有接缝或裂缝的传荷能力（弯拉应力和剪切应力）。若其传荷能力很强，则在反射裂缝的形成过程中，行车荷载的作用就很难发挥出来，这时，温度因素起主导作用；相反，其传荷能力较弱，则行车荷载的作用可充分发挥作用，则荷载因素也是反射裂缝产生的一个主要因素。裂缝的宽度及断裂面的程度来反映。一般而言，缝宽大、程度小的。按照这种说法，前面两种观点都可以解释，只是他们针对的情况不同而已：前者的结论主要针对基层裂缝引起的反射裂缝而言；后者主要针对旧水泥混凝土接缝上的沥青混凝土罩面中出现的反射裂缝而言。基层裂缝宽度小、程度大的，传荷能力大；旧水泥混凝土接缝宽大、程度小的，传荷能力小。因而，在分析反射裂缝的形成原因时，应将前述两种情况分开考虑。
3反射裂缝的常用防冶对策
反射裂缝的产生是多种原因造成的，故其防冶应是一个综合治理的过程。应从修建沥青混凝土路面或罩面前的防裂设计和反射裂缝出现后的维修两方面来综合治理。仅依靠维修的常规做法，进行表层处理，薄层封层等，只能治表不治本。因此，需要对沥青混凝土路面（或罩面）反射裂缝进行综合防治，在设计、施工、选用材料等方面充分考虑反射裂缝问题。
在几十年的防治反射裂缝的实践中，国内外的研究人员进行了大量试验，先后尝试了多种防治措施。这些措施涉及沥青混凝土路面结构的各个层次，根据其结构层次的不同，大致可分为3类：改正沥青混凝土路面（或罩面）层性能、设置中间夹层和处治老路面层。
3.1新建沥青混凝土路面
对于新建沥青混凝土路面，为了防治反射裂缝，主要应从结构和材料两方面进行考虑。根据反射裂缝产生机理，可采用如下措施：
面层厚度应保证超过15cm，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力；
材料设计中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展，增加沥青混凝土路面（或罩面）的使用寿命；
设计采用应力吸收层，就目前的常用材料而言，可采用土工织物与沥青橡胶薄膜效果较好；
面层可考虑采用碎石玛蹄脂沥青混合料（SMA）；
使用改性沥青，改性剂可采用橡胶、SBS、PE等的一种或几种同时采用，是一种经济有效的方法。
3.2沥青混凝土罩面
老沥青混凝土路面上铺沥青混凝土罩面愤怒时，在一定环境条件下采用下列措施可延缓反射裂缝：
用低稠度（针入度200~300）优质沥青做沥青混凝土罩面层；
加热翻松重新拌和老路面，并加一新沥青混合料层；
聚合物改性沥青混凝土中间层（应弯消减/应力吸收膜中间层），同时用聚合物沥青或其它优质沥青做沥青混凝土罩面；
级配碎石中间层；
某些土工织物中间层，能延缓反射缝而不能延缓温度裂缝；
增加罩面层厚度；
在老沥青混凝土路面的强度或弯沉值基本符合要求的情况下，用聚合物改性沥青混凝土做单层或双层表面处治（即封层）。
在旧水泥混凝土路面上加沥青混凝土罩面时，在一定环境条件下采用下列措施可延缓反射裂缝：
厚层优质沥青混凝土罩面层（150mm以上）；
预制织物膜带；
90mm厚开级配沥青混凝土土底层混合料；
用金属网或玻璃丝网等加强沥青混凝土的抵抗差动位移（剪切强度）的能力，同时用优质沥青（包括聚合物改性沥青）做沥青混凝土罩面层。
此外，加强施工控制，保证在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化（控制沥青的加热温度和加热时间）和加强碾压使沥青混合料达到高的密实度（如98%以上）都有助于减少反射缝。在沥青混凝土路面裂缝产生后，应及时进行维修控制裂缝的进一步发展，防止沥青混凝土路面早期破坏。
4结语
沥青混凝土路面反射裂缝问题，国内外进行了广泛而深入的研究，但由于问题的复杂性仍未很好地解决，对反射裂缝机理还应进行系统的分析，对防治对策应进行相应的实体工程实验验证，这些方面的课题值得深入系统地探讨。
参考文献：
[1]《公路路面基层施工技术规范》JTJ034—2000
[2]《公路沥青路面设计规范》JTG D50—2006
