旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，提高路面行驶的舒适性，同时能充分利用旧水泥混凝土路面的强度，且造价低施工方便对交通及环境影响小但旧水泥路面板的膨胀收缩变形和沥青混凝土加铺层的高低温性能将会造成反射裂缝这一问题的复杂性，从而造成加铺层的破坏本文基于室内实验，全面考察土工布夹层对水泥混凝土路面反射裂缝的缓解作用。

旧水泥路面上沥青加铺层反射裂缝的产生机理

反射裂缝一般指下层旧水泥混凝土道面的裂缝或接缝处，由于温度应力和荷载共同重复作用下，在上层沥青加铺层上产生相应的裂缝反射裂缝的产生机理是由于旧水泥混凝土路面裂缝或接缝处的变形导致了沥青加铺层出现了应力集中，加速了沥青加铺层裂缝的产生旧水泥路面裂缝或接缝处的变形主要是在交通荷载和温度的日变化和季节性变化形成的弯矩和剪切作用所导致，每次交通荷载作用沥青加铺层将会承受两次剪应力峰值和一次弯拉作用，同时，环境温度的日变化也将会影响剪应力和弯曲作用，因此三种机理(弯曲剪切和温度)是分析反射裂缝扩展的关键另外，反射裂缝的发展同样受其它因素的影响，例如旧水泥路面厚度沥青加铺层的断裂性能，旧水泥路面接缝或裂缝处的传荷能力。

常用薄层沥青加铺层间防裂材料

为了防止或延缓反射裂缝，可以在旧水泥混凝土板与沥青加铺层之间设置防裂夹层防裂夹层可以分为类:第一类是改性(橡胶)沥青砂沥青混凝土等材料，具有一定的厚度，在路面结构中能够保持自身的性质第二类是土工织物等材料，其厚度很小，认为在路面中不是一个独立结构层，不能保持自身独立的力学特性，不再具有各向同性的材料性质;它们在水平方向可以承受较大拉应力，而在垂直方向上则刚度很小，且不能抗弯抗剪，力学性质与薄膜类似国内外在旧水泥路面沥青加铺的工程实践中尝试了许多种材料和方法，中间夹层一般有较大的变形率，可以吸收相邻板边的竖向位移，起到降低裂缝应力峰值的作用，同时还具有防水层的作用常用的层间材料见表软夹层在减少温度引起的反射裂缝中可起重要作用，但在降低荷载应力方面作用不大，甚至可能会有不良影响;而刚度与沥青加铺层材料相近的硬夹层，则对于降低荷载产生的反射裂缝最为有效，但在减少温度引起的反射裂缝方面不如软夹层有效因而，在选择夹层类型时，应对诱发反射裂缝的主要原因以及不同夹层减缓反射裂缝的效

果进行具体分析中国沥青网sinoasphalt.com。

土工布夹层粘结性能试验

试验设计

制备100mm×100mm×45mm体积的试块，然后在试块上均匀撒布不同量的粘层油(本试验选用克拉玛依90号沥青)，而后将适宜面积的150g土工布铺在布油后的试块上，均匀地展布开，然后静压一天一组试验包括3个平行试件第二天，把静压一天后的试块放进拉拔模具中，固定好试块以及富余出的土工布，在20°C室温下，进行拉拔试验，读取最大拉拔力试验。

结果及分析

分别制备了0.6kg/m2，0.8kg/m2，1.0kg/m2，1.3kg/m2，1.5kg/m2用油量下的5组试件，共15个试块。从以中可以看出:(1)种用油量下出现了两个最大拉拔力峰值，分别是0.8kg/m2时的0.87KN、1.5kg/m2时的0.97KN，而最小值出现在0.6kg/m2时的0.43KN。用油量在0.6kg/m2、0.8kg/m2附近时，曲线较陡，说明用油量小于0.8kg/m2时，最大拉拔力降低很快，因此，实际工程中用油量不宜小于0.8kg/m2；(2)用油量在0.8~1.5kg/m2时，出现了两个峰值，且1.5kg/m2时为最大，但考虑到用油量的经济性，以及不至于出现富油层，用油量也不能过大，因此，0.8kg/m2的用油量应为最适宜用油量(在下面的剪切力试验研究中，本报告仍会进一步论证这个用油量的适宜性)土工布夹层抗剪性能试验；

土工布夹层抗剪性能试验

试验路铺筑

为了使抗剪试件更接近于道路实际情况，本报告的研究过程中，在交通运输部公路科学研究院的试验场内铺筑了小范围的实体试验路首先铺筑了30cm水泥稳定碎石基层(28天龄期)，而后在水泥稳定碎石基层上撒布不同用油量的热沥青，铺设了不同品种的土工布，最后分两层摊铺10cm沥青面层。

表观试验

在试验路上，报告中选用了0.6kg/m2，0.8kg/m2，1.0kg/m2，1.3kg/m2，1.5kg/m2五种用油量铺设土工布施工选择在晴朗无风的天气进行在铺筑的过程中，先清扫干净水泥稳定碎石基层表面，严格控制用油量以及撒布均匀度，当撒布结束后，立即铺设土工布，同时观察土工布表面是否有泛油现象铺设土工布后静置至午后，经阳光照射后，再次观察土工布表面有无泛油现象多数土工布是吸油的，如果铺设沥青混合料后，与土工布接触的底层混合料中沥青部分被土工布吸收后，层底混合料有可能会出现粘聚力不足的情况，同样会形成剪应力薄弱层因此，观察泛油现象很必要，既不能使油分溢出而形成富油层，又不能使土工布欠油而吸收沥青混合料中的油分报告中，以静置阳光下的土工布表面出现点许油颗粒为准，观察分析了土工布时用油量为1.0kg/m2。

耐高温性能

由于聚丙烯材料的熔点为170°C，而沥青混凝土的出料温度常达到160~180°C，其中，普通沥青混凝土的碾压温度不低于125~160°C，改性沥青混凝土的碾压温度不低于160°C因此聚丙烯材料能否满足高温沥青混合料的施工要求，能否保持其原有材料性能是其能否成功应用的关键为了检验土工布的高温性能，在试验路铺筑时，课题组特别选择沥青混合料的加热温度为180°C，摊铺在铺设了土工布的试验路现场时温度约170°C在以上此后，通过现场钻芯，以及剪切试验，课题组分离了层间的土工布，发现土工布仍然保持了良好的完整性，以及厚度均匀性，证明土工布虽然熔点在170°C，但足以满足沥青混合料的施工要求。

抗剪试验设计

在试验路上，用道路钻芯机在不同油量不同品种的区域上钻芯，每种芯样平行钻取3个试件，芯样直径为15cm，而后对现场钻取的芯样进行二次加工，使土工布上下层的半刚性基层及沥青混凝土层厚度一致，整个试件高度为15cm。然后将制备好的试件放入剪切仪，进行剪切试验，读取土工布层的最大抵抗剪应力。

剪切试验结果分析

在试验路铺筑中，报告中选用了150g聚丙烯土工布分别铺设在不同的用油量上。为了对比研究，又增加了其它材质的土工布进行横向对比分析。具体试验结果为：

从中可以看出，聚丙烯150g土工布在用油量为1.0kg/m2时剪应力最大，达到1.02MPa，这远比上述有关层间剪应力计算结果(0.4293MPa)大，因此说明聚丙烯土工布完全满足层间一次抗剪要求。考虑到半刚性基层与水泥混凝土表面吸附油量的差异，在试验中，铺筑土工布达到相同效果时，半刚性基层一般较水泥混凝土面板多用0.2~0.3kg/m2的热沥青因此，半刚性基层试块的剪切试验结果与上述水泥混凝土试块的粘结性能试验中得出的0.8kg/m2时出现峰值的结论，基本上一致这也从另一方面验证了粘结性能试验可以一定程度上评价剪切性能试验

编号VI的为无土工布时的情况，结果1.78MPa的剪应力为所有情况中的最大剪应力，验证了无土工布时剪应力比有土工布时大许多;反之，土工布容易形成剪应力薄弱层，因此必须要注意土工布的层间粘结作用而编号为聚酯长丝土工布，编号为聚酯玻纤土工布，二者的最大剪应力均比相同用有量下的聚丙烯150g土工布的剪应力小，分别小0.23MPa、0.63MPa，其中，聚酯玻纤土工布的抗剪能力最差

疲劳试验设计与分析

国内还没有形成统一的土工布抗反试验方法以及试验评价体系，只能给土工布抗反射裂缝效果进行定性分析，而不能进行定量分析因此，本文设计了土工布抗反射裂缝试验方法，进行了初步的土工布抗反效果的定量分析

制备650mm×300mm×200mm体积的水泥混凝土试件，水泥混凝土试件中央埋置2根18mm直径、300mm长度的光圆钢筋，钢筋埋置深度为50mm，每根距侧壁50mm。试验成型后，静置1天后脱模，而后把试件放置在标准养生室内27天，待28天时取出进行试验。

为了模拟水泥混凝土路面上铺设土工布及容易形成裂纹的半刚性基层上铺设土工布这两种情况，对养生后的试件进行了锯缝0.4cm与不锯缝两种情况的处理。然后在相应的试件上撒布0.8kg/m2的热沥青，而后铺设聚丙烯土工布及其它类型的对比土工布，最后，在其上加铺5cm厚的沥青混凝土，用一定重量的振动机具进行压实

将上述试件静置一天后，放在4cm厚的特殊加工的橡胶垫块上，而后将整个试件放在MTS疲劳试验机上，在相同的荷载大小以及相同频率下进行加载试验，读取水泥混凝土板块断裂时及沥青层底断裂时的加载次数，以此来初步评价土工布的抗反效果，以及对比聚丙烯150g土工布与其它材质的土工布抗反效果。

试验结果分析:进行MTS疲劳试验中，水泥混凝土锯切了裂缝的试件，均采用低载30kN，高载40kN的加载幅度，以及每秒5次的正弦波型加载而未锯切裂缝的试件，均采用低载40kN，高载50kN的加载幅度，以及每秒5次的正弦波型加载。

可以看出:无论是锯缝的情况，还是无锯缝的情况，水泥混凝土板断裂时的加载次数基本上保持一致，而沥青层底开裂时的加载次数则有着明显的差异。

在锯缝的情况下，无布情况与聚酯玻纤土工布时，沥青层底几乎随着混凝土断裂而一起断裂而聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓78990次后开裂，比起聚酯长丝土工布的66250次提高了19.2%，比起玻纤土工布的2050次提高了3753%。

缝的情况下，无布情况与聚酯玻纤土工布时，沥青层底几乎随着混凝土断裂而一起断裂而聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓55730次后开裂，比起聚酯长丝土工布的31673次提高76.0%，比起玻纤土工布的1782次提高了3027%。

因此，通过疲劳试验可以得出，不同土工布对延缓反射裂缝有不同的效果，聚丙烯150g土工布最好，聚酯长丝土工布次之，而聚酯玻纤土工布最差，基本上没有效果对比锯缝情况与无锯缝情况，在无锯缝的情况下，聚丙烯150g土工布延缓反射裂缝的效果更为明显。

从中，可以明显看出，加铺土工布后，沥青层底拉应力明显减小无论是哪种土工布，沥青层底拉应力基本上都减小30%以上，说明土工布在降低沥青层底拉应力方面起到了积极的效果其中，聚丙烯土工布减小最多，层底拉应力减小了50%以上，因此，聚丙烯土工布较其它两种土工布发生初裂与终裂的次数要高出许多。

结语

(1)通过土工布拉拔力试验，发现不同用油量下的拉拔力曲线出现了两个拉拔力峰值综合经济分析，得出水泥面板上0.8kg/m2的用油量应为聚丙烯150g土工布最适宜的用油。(2)通过铺设实体试验路，证实了聚丙烯150g土工布满足沥青混凝土路面170°C的施工温度要求通过现场观察分析，初步得出聚丙烯土工布的用油量在1.0kg/m2左右;通过室内剪切试验，进一步得出半刚性基层上聚丙烯土工布最佳用油量为1.0kg/m2。充分说明了本文设计的拉拔试验可以有效的代替剪切试验，从而用来评价层间粘结状况。(3)通过MTS疲劳试验，在锯缝的情况下，聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓78990次后开裂，比其它土工布分别提高了19.2%、3753%;在无锯缝的情况下，聚丙烯150g土工布可以使沥青混凝土延缓55730次后开裂，比其它土工布分别提高了76.0%、3027%。(4)以沥青层底拉应力作为比较，聚丙烯150g土工布降低层底拉应力的效果最为明显，可达50%以上，因此，其初裂终裂次数均比其它2种土工布要高出许多。