随着我国国民经济的迅速发展，我国的公路建设进入了一个以高速公路为代表的发展阶段。沥青砼路面已成为高速公路采用的主要路面形式。与此同时，水泥砼路面以其特有的使用性能和良好的耐久性仍然在公路发展中占有重要的地位。水泥砼路面的建设在我国已有几十年的历史，迄今为止，我国水泥砼路面通车总里程已达6.9万公里左右。然而，随着使用时间的推移，早期修建的水泥砼路面已接近甚至超过其使用年限。而有些水泥砼路面由于设计不合理或施工控制不严格，出现了较多的破坏现象。特别是近几年，随着交通的日益重型化及交通量的大幅度增长，更加速了水泥砼路面的损坏，使加强对水泥砼路面的养护和维修成为交通部门的一个刻不容缓的课题。

采用沥青砼面层作为旧水泥砼路面的加铺层是一种典型的补强方法，这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点，“刚柔相济”，好旧水泥砼面层提供了稳定，坚实的基层，沥青砼路面提供了一个摩阻系数较高，平整度好的面层，大大改善了路面的使用性能。另外，沥青砼加铺层还具有造价适中，行车舒适，施工周期短，开放交通时间较早，对行车的干扰小等优点，越来越多的旧水泥砼路面采用了沥青砼进行加铺改造。但是，旧水泥砼路面上的沥青加铺层是一种特殊的路面结构，其应力应变特性是一般的弹性层状体系有较大的差别。由于按缝（裂缝）的存在及气温周期性变化的影响，极易产生反射裂缝。因此，在沥青砼加铺层厚度设计的两个控制因素（结构强度和防止反射裂缝）中，水泥砼面板作为基层强度较高，结构强度方面一般能满足设计要求，而关键是防止反射裂缝的产生。

1、反射裂缝及其成因

在旧水泥砼路面上加铺沥青砼面层后，原先的裂缝或接缝会在新铺的沥青砼面层的相同位置重新出现，由下层裂缝引起裂缝上方面层底面先开裂，并逐渐向上穿透直到沥青砼面层表面的裂缝称为反射裂缝。对于反射裂缝的产生与发展，目前一般认为是由于旧水泥砼面层在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青砼加铺层内出现应力集中所造成的。其扩展模式根据断裂力学可分为两种：张开模式和剪切模式。温度应力对应着张开模式，荷载应力对应着剪切模式，温度应力引起反射裂缝的产生，并参与其最初的扩展，而荷载应力加速了裂缝的进一步扩展。

旧水泥砼面层在接缝或裂缝附近的位移，包括由于荷载作用而引起的接缝或裂缝处的竖向位移和由于环境温度的变化而引起的水平向伸缩。当车轮荷载驶过接缝或裂缝时接缝或裂缝两侧相邻板端便会产生弯沉差，使接缝或裂缝上方的沥青砼材料内产生应力集中使加铺层经受较大的剪应力。此剪应力超过沥青混合料的抗弯强度时，在接缝或裂缝处便会出现反射裂缝。旧面层越薄，其传荷能力就越弱，在荷载作用下的弯沉差就越大，沥青加铺层就越可能出现反射裂缝。同时，车轮荷载及作用次数的增大，也会加剧反射裂缝的出现。另外，由于沥青加铺层粘附在旧水泥砼面层上。当旧面层因温度下降而收缩时，由于旧面层与沥青加铺层的粘结作用，从而带动了沥青加铺层出现相应的收缩变形，导致了接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力。当拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时，沥青加铺层便开裂。拉应力的大小随旧水泥砼面层的收缩变形量和层间的粘接力而变化。旧水泥砼路面的接缝或裂缝间距越长，与基层的摩阻力越大；旧水泥砼路面的平均温度下降越大，与沥青加铺层的粘结力也越大，从而使加铺层内出现的拉应力也越大。

2、反射裂缝的防止措施

实践表明，反射裂缝是旧水泥砼路面上的沥青加铺层的主要病害，是沥青砼加铺层早期破坏的根源。在沥青加铺层有了裂缝后要及时加以维修，保证路面的有效使用寿命。反射裂缝损坏的形式表现为裂缝处面层剥落和碎裂。由此引起的另一个问题是外界的水分从裂缝处渗入，从而使沥青加铺层与基层的粘结丧失，并发生唧泥现象，使基层的承载能力降低。对于反射裂缝的研究，国外从1932年就已开始，并尝试了许多预防措施，虽然目前还没有找到能防止沥青砼加铺层产生反射裂缝的有效措施。但是，在一定环境条件下采取的一些措施可以减少或延缓反射裂缝的产生。

由于地区的温度状况，路段的交通条件和实际的路面结构状况不相同，导致反射裂缝的产生原因也不同。有的主要是温度变化原因引起的，也有的主要是荷载作用原因引起的，或者是温度变化和荷载共同作用造成的，因此，在考虑防止反射裂缝的对策时，要对旧路面的损坏原因进行正确的分析，对其使用善和承载能力要有确切的评估，从而根据各路段的具体情况和条件，分析出现反射裂缝的可能原因，有针对性的提出相应的预防或减缓措施。对于主要因温度变化原因而引起反射裂缝的情况，可以采取增加加铺层与旧面层间的变形能力等措施进行处理；对于主要因荷载作用而产生反射裂缝的情况，则可采用降低接缝处板边的弯沉差，增加沥青加铺层抗弯拉强度和剪切强度的措施来进行处理。

总的来说，由于水泥砼路面本身强度较高，作为基层，其上再加铺沥青砼这种路面结构，关键是要防止反射裂缝的产生。防止反射裂缝可以旧水泥砼路面处理，设置应变消减夹层及提高沥青加铺层的抗裂性三个方面着手。

2.1 旧水泥砼路面处理

众多的工程经验，教训表明旧水泥砼路面的处理是影响工作成败的关键。因此在旧水泥砼路面的处理前，必须对旧水泥砼路面板块进行逐板测量调查，以旧水泥砼板块的单点实测弯沉值和板间实测弯沉差为控制因素，逐板把关控制进行修补，采取多种措施进行处理，以延缓和减轻反射裂缝的产生。

（1）板块脱空的处理，采取将旧水泥砼面板破碎，清运，用C15砼修复松散基层，重新浇筑砼，强度要求不低于原砼强度；对于有贯穿全板的纵，横，斜向裂缝的板块，也按脱空板处理方法处理；角隅断裂，按缝碎裂的处理，围绕裂缝一定长度和宽度用切割机切割成矩形，破碎清除，检查确认基层板体性，若板体性较差，则逐层下挖，直到板体性较好的层面，然后按脱空板处理方法处理；错台的处理，对于无二灰碎石的路段，错台小于或等于10mm的可以不处理，错台大于10mm时，将高出一侧的板块边缘30－55cm范围内，用人工削平至下沉板块边缘平齐，对铺设二灰碎石的路段，错台可以不处理。

（2）水泥砼面板下压浆。对单点实测弯沉值在20－40之间的水泥砼板进行钻孔压浆，可以有效地减小接缝或裂缝处板的位移，有助于减少反射裂缝。

（3）破碎水泥砼板。用冲击锤将旧水泥砼面板破碎成小于30*30cm的砼块，并用振动压路机碾压，使其与下面的基层充接触，再用水泥浆进行稳固。由于板块尺寸减小，温度下降时的砼块的收缩位移大大减小，从而可以明显延缓反射裂缝。

（4）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6mm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，基层的含水量小了，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胺脂等材料。

（5）改性沥青油毡贴缝。在旧水泥砼路面修补完成，弯沉及弯沉差达到要求后，采用APP改性沥青油毡对旧水泥砼面板的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。应用改性沥青油毡贴缝可以减少地表水通过旧水泥砼面板接缝渗透入下层的危险。同时，改性沥青油毡铺设在旧水泥砼面板与沥青加铺层之间，还能起到应力吸收夹层的作用，减少接缝区板块竖直与水平相对位移而产生的应力，减缓反射裂缝的产生与发展。

2.2 设置应力消减夹层

设置应变消减夹层的目的是将恢复路面表面性能所需的加铺层厚度减到最小，同时延缓或防止路面产生反射裂缝。

（1）设置橡胶沥青夹层，在沥青加铺层铺筑之前，在已开裂的旧路面上或整下层上，将模量为10－100Mpa的橡胶沥青做成一层厚1－3cm膜，这层膜称作应变消减膜夹层。它可以使旧路面的位移不传递到沥青加铺层，减少加铺层中由旧路面裂缝造成的应力，从而减少反射裂缝。并能有效地阻止表面水渗入基层，从而减少沥青路面的水损坏。

（2）设置土工织物夹层。土工织物包括聚丙烯或聚脂织物和聚乙烯，聚丙烯或聚脂无纺织物。大量的工程实践表明，使用土工织物可以改善路面结构的应力分布，明显地减少和延缓反射裂缝。在旧水泥路面的纵，横缝上粘贴无纺土工布，还能有效的减少路表水通过接缝渗入基层。与橡胶沥青相比，土工织物具有弹性模量高，极限应变大的性能，其抗裂性优于橡胶沥青。

（3）设置格栅夹层。格栅包括聚丙烯或聚脂土工格栅，玻纤格栅和金属格栅。玻纤格栅是一种性能优良的新型土工建材。这具有很高的耐热性和优良的耐寒性，强度大，模量高，化学稳定性好，膨胀系数低等特点。设置玻纤格栅夹层能够起到减少车辙，推迟疲劳裂缝的产生及延缓反射裂缝发展的作用。同时，它的耐高温稳定性好，摊铺热沥青砼时不会产生变形，便于施工。

（4）设置开级配沥青砼底层。开级配沥青砼底层能在一定程度消减旧水泥砼路面裂缝所产生的应力，从而减少和延缓反射裂缝。但是，当设置薄层开级配沥青砼时，效果不明显，一般认为开级配沥青砼底层厚度不得小于8cm。

（5）设置二灰碎石基层。在旧水泥砼路面上设置二灰碎石基层，能在一定程度上减少和延缓反射裂缝。二灰碎石基层应视旧路面的损坏程度而定，一般厚度不宜小于15cm。

2.3 提高沥青加铺层的抗裂性

影响沥青砼加铺层抗裂性的因素如下：

（1）沥青的稠度和氧化速度。沥青的稠度是延缓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也都影响裂缝的发展速度；另外，反射裂缝的发展速度还取决于沥青氧化的速度，沥青混合料采用低稠度（针入度200－300）的优质沥青，并保证沥青混合料在拌和过程中不过多氧化（温度不过高和加温时间不过长）可以增加沥青面层材料抗拉开裂性能。

（2）沥青混合料的孔隙率。孔隙率明显影响沥青混合料的疲劳寿命。压实效果好的沥青混合料不仅可以延缓裂缝的展开，还可以减轻路面使用过程中沥青的硬化。

（3）沥青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，同时还可以使沥青混合料更密实，使沥青不容易老化。

SMA路面具有沥青含量高，孔隙率小，变形能力大等优点，是一种理想的沥青加铺层面层结构。它由间断级配集料与矿粉，纤维和沥青组成。SMA中粗集料组成一个紧密嵌锁的骨架结构，它帮助消散对下层的冲击力，这是SMA能够抵抗磨耗和永久形变的原因之一，由于纤维的存在，使沥青结合料保持高粘度，避免在储存，运输，摊铺过程中流出，这样可以使用较多沥青，使裹复每个矿料的沥青膜较厚，以减少氧化，水分渗透，沥青剥落和集料破碎，使面层有较长的使用寿命。