半刚性路面基层的缩裂特性
半刚性基层沥青路面低温收缩开裂性能研究
１路 面 表面 温度 呈 周 期性 起 伏 ， ） 与气 温变 化 几乎 同步 。 由于路 面吸收 部 分 太 阳辐 射 热 ， 白天 路 表 温度
度 变化 由路表 面 向路 面 底部 的 传递 需 要 一 定 的 时 间 ，
较气 温 高 ， 夜问放热 ， 经 温度 比最低 气温 还要低 ：
开 裂 ， 温 开 裂 是 沥 青 路 面 破 坏 的 主 要 形 式 之 一 。 在 低 我 国 北 方 和 中 部 地 区 ， 温 开 裂 是 沥 青 路 面 常 见 的 一 低
暑 Ｉ ｒ 芎
ｏ２ ４ ６ ８ １ ２ １ ６ １ Ｏ２ ４ ｏ １ ４ １ ８ ２ ２２
言
时 刻
图 ３ 温 度 梯 度 变 化 曲线
种病 害 。早 期 的 裂 缝 对 路 面 的使 用 性 能 无 明显 的 影 响 ， 随着表 面雨 水或雪 水 的浸入 ， 车辆 动荷载 的 重 但 在 复作用 下 ， 会加快 面层 和基 层 的破坏 ， 最终 导致路 面 的 结 构性 破坏 。因此 ， 究 半 刚 性 基 层 沥 青路 面 结 构 低 研 温开 裂机 理 ， 采取 有效措 施 防治 路面病 害 、 长路 面 对 延 使用 寿命 具有 十分 重要 的意义 。
５ ｃ 沥青 混 凝 土 面层 ｍ ２ ｍ水 泥 砂 砾 基 层 ０ｃ ３ ｍ 二灰 土 下基 层 ０ｃ
中 液 限粘 土路 基
度梯 度远 比冬 季最 大正 温 度 梯 度 大 ， 季 最 大负 温度 冬
图 ２ 日温 度变 化曲 线
图 １半 刚性 基层 沥青 路 面结构
梯度 远 比夏 季最大 负温 度梯度 大 。
如果 沥青混 凝 土路 面 中的平均 温 度低 于其断 裂温 度， 沥青混 凝土 中的 附加 温 度 拉应 力超 过 此 温 度下 沥 青混凝 土 的极 限抗 拉强 度 ， 沥青 混 凝 土 面 层 便产 生 温 度 收缩裂缝 。作 为 无 限连续板 体 的沥青 混凝 土路 面没 有 收缩缝 ， 其纵 向尺寸远 远大 于横 向尺 寸 ， 收缩 的主轴 是 纵 向的 ， 因而 度 收缩裂缝 是垂 直 于道路 纵线 的横 温
半刚性基层裂缝原因分析及防治措施
半刚性基层裂缝原因分析及防治措施1、表现特征半刚性基层产生收缩裂缝，主要表现为温缩、干缩和水泥硬化收缩三种裂缝形式，导致沥青路面产生反射裂缝或对应裂缝。
2、原因分析(1)水泥剂量偏大或水泥稳定性差。
(2)原材料塑性指数高，石料含泥量超过规范规定，细集料、石粉塑性指数超标。
(3)混合料拌合计量不准，含水量偏大，成型后因水分散失出现干缩裂缝。
(4)基层强度形成之前，未按要求进行养生。
(5)养护结束后未及时铺筑封层，水泥稳定碎石强度未达到龄期即开放交通。
(6)高温季节施工因结构内部水分急剧散失，强度升高，导致基层内部产生干缩应力，产生体积收缩应变，从而出现横向收缩裂缝。
(7)压实度不够,基层孔隙率大。
3、防治措施(1)混合料的级配设计宜采用骨架密实结构，在满足设计强度的条件下尽量降低水泥用量。
(2)选择合适的原材料并确保料源稳定，水泥初凝时间、细度、比表面积、凝结时间、安定性、抗压强度等指标必须满足规范要求；碎石材料加工生产的同时必须配备振动预筛和除尘装置，以减少集料的含泥量。
(3)严格控制拌和和碾压时的含水量，保证计量的准确，在碾压时混合料含水量宜较试验得出的最佳含水量大0.5%~1%。
(4)压实成形后应及时用透水土工布覆盖，保证在7d内及时洒水保湿养生，严禁在终凝前失水影响强度形成，纵横向施工接缝严格按规范要求进行处理。
(5)严禁车辆在基层强度未达到龄期前通行；在水泥稳定基层养生结束后应及时喷洒透层沥青或做下封层，有条件时应立即铺筑沥青面层。
(6) 地表温度低于2～3℃时不宜施工，严防霜冻。
夏天高温施工时，在摊铺前对下层洒水湿润，摊铺压实施工应连续紧凑。
(8)压实要及时,压实度应满足要求。
半刚性基层收缩裂缝的成因与防止措施
程中， 以及运 营期 间会 产生 干燥收缩裂缝 和温度收
缩裂缝 。而且 ， 在交通荷载的作用下 ， 这种收缩裂缝 会扩展到沥青面层而形成反射裂缝 。其结果是破坏
半刚性基层 的收缩开裂 ， 对于含土较多的材料
以干缩为主。 对于含粗集料较多的材料以温缩为主。 半 刚性基层都在夏季施 工 ， 成型初期基层 内部含水 量大 ， 并且 尚未被 沥青层封闭。此时 ， 基层内部的水
的作用和碳化收缩作用等引起 的整体宏观体积的收 和施工工艺的角度 ， 谈一谈如何减轻半 刚性基层 收 从而减少 面层反射裂缝的产生。 缩。集料粒径过细、 施工 中含水量过 大和初期养生 缩裂缝 ， 不良， 都会导致基层材料的很大干缩。 （） １ 在进行半刚性 路面设计时 ， 首先 应该选用 （） ２ 规律 抗冲刷性能好、 干缩 系数和温缩 系数 小的和抗拉 强 半刚性材料的温缩性和干缩性 的大小具有相 同 度高 的材料 做基层 。粉粒 （ 于 ０ ０ ５ ｍ） 小 ．７ ｍ 含量少 水泥稳 定粒料和密实式石 的规律 ， ： 即 稳定细粒土的温 、 干缩系数大于稳定 中 的粒料的抗 冲刷性最好 ， 粒土和稳定粗粒土。稳定粒料土的温 、 干缩 系数大 灰粉煤灰稳定粒料是所有半刚性材料 中收缩系数最 应该首先选用这两 种材料做沥青路面 的 于稳定不含细土的粒料 。而且中粒土或粗粒土中细 小 的材料 ，
土含量愈多， 混合料的温、 干缩系数愈大。
基层 。
研究表明 ： 以最佳含水量状态下各种半刚性 若
基层按温缩系数的大小排序是 ： 石灰土 ＞石灰砂砾
（ ）在采用水泥或石灰粉煤 灰稳 定粒料 （ ２ 土）
做沥青路面的基层时， 应尽 量采用不 含塑 性细土的
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半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治措施
半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治措施摘要：半刚性基层沥青路面在我国公路建设中得到了广泛的运用，但半性基层在运营期间易产生干缩裂缝和低温收缩裂缝，在交通荷载和温度荷载的重复作用下，半刚性基层的这种收缩裂缝很容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝。
反射裂缝大大的缩短了路面的使用寿命。
关键词：沥青路面半刚性基层反射裂缝1、前言近年来，随着交通运输业的快速发展，公路等级越来越高，半刚性路面在高等级公路中的应用也日益广泛[1]，随之而来的是裂缝问题。
调查表明，裂缝中有50%以上为半刚性基层先开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。
道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。
基层反射裂缝是指半刚基层先于沥青面层开裂，在荷载应力与温度应力的共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部在上方大体对应的位置开裂，然后逐渐向上或向下扩展而使裂缝贯穿。
反射裂缝的产生，往往是沥青路面损坏加剧的开始，导致雨水沿裂缝下渗软化半刚性基层造成基层刚度不足而形成唧浆、沉陷等病害。
2、沥青路面半刚性基层特点半刚性基层指无机结合料稳定类基层，其结合料一般采用水泥、石灰、工业废渣等材料，具有承载力大、刚度大、压缩模量高、板体性能强、弯沉小等优点，但这种材料温缩、干缩变形大，易开裂，属于脆性材料。
由于半刚性基层材料温缩和干缩特性和本身的脆性，所以不可避免地会产生反射裂缝。
首先，当车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时，路面所受应力产生突变，并在路面裂缝处产生较大的应力集中，同时在温度应力的反复作用下，导致面层疲劳而产生反射裂缝；再者，由于界面上水的存在改变了层间接触条件，路基路面结构间不再连续，成为半连续甚至光滑接触模式，沥青层底在荷载作用下将出现超过极限拉应力状态，导致沥青面层开裂，承载力降低，产生车辙等病害。
半刚性基层路面的破坏一般从半刚性基层的缩裂开始，然后破坏由基层向面层及向路基延伸，最终发展为整个路面结构的破坏，因此这种路面破坏模式属于路面的结构性破坏，一旦损坏很难进行维修。
半刚性基层裂缝成因分析及防治措施
半刚性基层裂缝成因分析及防治措施半刚性基层作为沥青路面结构的主要承重层，在目前高速公路及高等级路面中普遍应用。
而半刚性基层的裂缝成为沥青路面早期破坏的主要原因，因此分析半刚性基层开裂原因及寻求有效防治措施十分必要。
标签：半刚性基层收缩裂缝成因分析防治措施半刚性基层具有结构强度高、稳定性好、刚度大、荷载分布均匀、水稳性可靠及施工成本低等优点，因此，广泛用于修建高等级路面的基层。
但半刚性基层沥青路面最大的缺陷之一，是随温度和湿度的变化容易产生收缩裂缝，然后自基层向上扩展到沥青表面形成反射裂缝。
反射裂缝是由于受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服单独或联合作用的结果。
在荷载作用特别是重车的反复作用下，使沥青结构层产生拉应力超过材料的疲劳强度，底面先裂并逐渐向上扩展到路表面，当行车通过时，基层裂缝两端之间产生竖向位移，在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳破坏而导致开裂，随着大面积的使用，人们逐渐发现半刚性基层在强度形成过程中及运营期间容易产生干缩和温缩裂缝进而使沥青面层过早开裂，并引起路面早期破坏。
1 实例分析某路面工程，水稳碎石基层设计厚度20cm，设计强度3.0MPa（7d无侧限抗压强度），水泥计量4.0%，摊铺机摊铺，重型振动压路机+大吨位胶轮压路机组合碾压。
当天施工温度为16～20℃，采用薄膜养生；一周后施工透层和改性乳化沥青稀浆封层，封层厚5mm，做渗水试验，满足规范要求；二周后温度下降10℃，低温天气持续一个星期。
裂缝调查：1道/30米（封层施工前），1道/20米（封层施工两周后），所有裂缝均为横向裂缝。
相关参数如下表：■上述实例表明：水稳碎石基层在施工后一周内已出现了收缩裂缝，主要表现形式是基层顶面出现规则的横向裂缝；封层施工后，随着气温骤降，裂缝数量增多，并继续发展，已反射到封层上。
2 半刚性基层裂缝成因机理分析半刚性基层形成裂缝的直接原因是：材料收缩产生收缩应力，当收缩应力大于材料的抗拉强度时出现裂缝。
半刚性基层收缩裂缝产生的原因分析及防治
造有利条件 。 以上是从配合 比人 手进 行了分析 ， 当然 还有很 多 内在 的与外
１ 半 刚性 基层 收 缩裂 缝产 生原 因
常见 的沥青路 面病 害是 沥青混凝 土面层开 裂 ， 原 因是半 刚性 材料具有干缩 和温缩特性 ， 在半 刚性 基层 内部 温度梯 度和失水 梯
度存在 的情况下产 生大的收缩变形 ， 导致 了半 刚性基 层产生 收缩
０ ％左右时 ， 沿路 纵 向每隔 １ ５ ｍ～２ ０ ｍ 锯一 道贯 较小 的裂缝 ， 针对 近年来 无机 结合 料稳定 碎石 铺筑 的基 层 、 底基 到设计强度 的 ７ 穿道路横 向的宽 ５ ｍｍ～１ ０ ｍｍ， 深 １ ／ ３～ ２ ／ ３厚 度的锯缝 ， 用 沥青 层所产生 的裂缝进行分析 ， 使其找 出原 因 ， 找 出问题 ， 从 而更好地
半 刚 性 基 层 收 缩 裂 缝 产 生 的 原 因 分 析 及 防 治
肖 慧 丽
（ 山西晋城路桥建设有限公司 ， 山西 晋城 ０ ４ ８ ０ ０ ０）
摘
要： 分析 了半 刚性基层产 生收缩裂 缝最终导致沥青混凝土面层开裂 的原因 ， 从配合 比设 计、 混合料含 水量控 制、 半 刚性 基层 的
施 工、 养护等方 面介 绍了防治收缩裂缝 的措施 ， 以保证 沥青路 面基层 的质量 ， 延长道路路面 的寿命 。 关键 词 ： 半 刚性基层 ， 含水量 ， 养护 ， 收缩裂缝
半刚性基层材料缩裂与抗裂的探讨
文章编号:100926825(2007)0620169202半刚性基层材料缩裂与抗裂的探讨收稿日期:2006209206作者简介张 军(62),男,工程师,宝鸡公路管理局第一工程处,陕西宝鸡 6李德文(2),男,长安大学道路与铁道工程专业硕士研究生,陕西西安 6赵桂娟(82),女,讲师,西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 5张 军 李德文 赵桂娟摘 要:对半刚性基层材料的温度收缩和干燥收缩机理,半刚性基层材料抗裂性能评价方法,抗裂设计及最佳组成设计进行了阐述,并提出一些意见,为今后半刚性路面的进一步研究提供了参考。
关键词:半刚性基层材料,温裂机理,干裂,抗裂设计中图分类号:U414文献标识码:A 半刚性基层材料具有良好的工程性能和显著的经济效益,因而在公路建设中得到了广泛的应用。
但是半刚性基层材料早期出现收缩开裂,严重影响了路面的使用寿命,致使路面出现早期破坏,改善半刚性基层材料收缩性能已成为我国必须解决的问题之一。
1 半刚性基层材料收缩特性半刚性基层材料的收缩开裂分为因温度变化而造成的温裂和因含水量变化而造成的干裂。
1.1 温裂机理半刚性基层材料是由固相(组成材料空间骨架结构的原材料的颗粒和其间的胶结构),液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液),气相(存在于空隙中的气体)组成,其外观温度系数受组成其基本的固相、液相、气相不同温缩性的综合效应影响。
但是在干燥状况时固相部分不大,其温缩系数仅为0.0001。
而气相部分影响很小,可忽略。
因此液相部分,也就是水,是影响半刚性基层材料温缩的最主要因素。
其影响主要通过三种作用过程来实现,即扩张作用、毛细管作用和冰冻作用。
当温度高于冰点时,水的存在会使半刚性基层材料的收缩系数显著增大,当温度低于冰点时,在含水量较大的情况下,水的冻结会引起材料的膨胀,从而使其收缩系数减少。
1.2 干裂机理半刚性基层材料经拌和压实成型后由于水分的蒸发和混合料内部的水化作用,混合料水分不断减少而引发的毛细管作用,吸附作用及分子力的作用和材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用,碳化收缩作用而引起的整体的宏观体积变化。
半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及防治措施
半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及防治措施发布时间：2021-04-06T12:57:23.837Z 来源：《基层建设》2020年第29期作者：张兴佳[导读] 摘要：半刚性基层是最常见的一种沥青路面基层形式，其特点为抗压强度高、稳定性好、施工成本低等，因此，在公路工程建设中得到了广泛应用。
江苏鸿海建设工程有限公司江苏盐城 224000摘要：半刚性基层是最常见的一种沥青路面基层形式，其特点为抗压强度高、稳定性好、施工成本低等，因此，在公路工程建设中得到了广泛应用。
然而，在实际应用中发现，由于半刚性基层具有较大膨缩系数，很容易出现收缩裂缝，从而产生面层反射裂缝，当基层渗入水后很难及时排出，甚至会损坏路基路面。
在外界自然环境的长期作用下，半刚性基层强度将大幅下降，引发大量病害问题，严重危害行车舒适性和安全。
为此，必须重视半刚性基层沥青路面裂缝问题，根据工程实际情况，合理选择处理措施，保证工程施工质量。
关键词：半刚性；沥青路面；裂缝我国沥青路面的主要结构形式为半刚性基层沥青路面，而半刚性基层沥青路面的开裂是现阶段主要的养护难题。
通常在半刚性基层路面结构中，新建路面在通车3-5年后即会发生开裂，根据交通部对我国公路的抽检调查数据显示，路面裂缝是我国公路最主要的病害形式。
如果不能及时、准确的修补裂缝，开裂路面会在环境作用下产生结构性破坏，直接导致路面寿命的缩短。
因此，本文通过对半刚性基层沥青路面的开裂机理进行总结分析，以期对裂缝的防治提供思路。
1 半刚性基层裂缝产生机理 1.1 水泥稳定碎石基层开裂机理半刚性基层是由多种材料混合碾压而形成的板体结构，主要材料包括无机结合料、骨料、细集料等。
因为混合料自身材料存有一定缺陷，内部材料分布不均，在外界荷载和自然因素等作用下，很容易出现受力不均现象，此外还会产生疲劳应力。
在应力集中位置便会出现微裂缝，随着公路使用年限的不断增加，裂缝将进一步发展，最终形成贯通整个基层厚度的裂缝，引起基层开裂。
半刚性基层沥青路面的裂缝成因及控制
彭思远 近些年 ， 沥青混凝土为面层的半刚性基层路面被广泛地应用于国 ３ 防 治 半 刚性 沥 青路 面 裂 缝 的措 施 内二级 以上公路（ 含高速公路 ） 本文首先阐述 了半刚性基层沥青路面 的裂缝 。 ３１针对沥青面层 的措施 对于面层 ， ． 其抗 裂措施主要是要适 当 的危害性， 并在分析 了 因的基础上， 出了通过改善基层材料本身性能 ， 成 提 来 增加沥青面层厚度 ， 采用优质沥青混合料等。 在路面结构组合设计方 提高半刚性基层抗裂性的措施。 面 ，可 通 过修 筑 试 验 路段 的办 法提 出适 合该 地 区 特 征 的典 型 路面 结 关键词： 半刚性基层 裂缝 成 因
构模式 ， 合理确定最佳沥青面层厚度， 在使路面结构在力学合理的前 Ｏ 引 言 提下 ， 当增 加 沥 青 面 层厚 度 ， 使 整 体 抗 弯 拉 强 度 得 到 提 高 ， 且 适 可 而 半 刚性 基 层 沥 青路 面 的 主 要优 点 是 强度 高 。 般 来说 ， 刚性 基 一 半 对 半 冈性 基 层 起 到 很好 的隔 温 隔热 作 用 ，从 而 在 一定 程 度 上减 少 反 Ｉ 层材料具有较高的抗压强度和抗压回弹模量值 ， 但是 ， 半刚性基层沥 射裂缝的产生。 国一些较厚 的沥青层 的沥青路面 ， 我 面层沥青的质量 青路面的裂缝的严重性也逐渐 引起 了人们 的重视 。基层中的裂缝就 是防治低温缩裂的关键 ， 因而 ， 应选用劲度模量大、 温度敏感性低、 延 在温度场和荷载场 的单独或共同作 用下向路面 反射形成反射裂缝 ， 度大、 耐久性好、 抗老化并且符合 “ 重交通道 路石油沥青技术要求” 的 从而进一步导致或加速路面的破坏 ，裂缝中相当数量为半刚性基层 沥青或改性沥青 ， 有条件 的采用较稀 的高粘度沥青。 沥青混合料配合 先 裂 而导 致 沥 青面 层 开 裂 的反 射 裂 缝。 比设计中 ， 可适 当加大沥青 用量 ， 小混合料空隙率 ， 减 以延续裂缝的 １半刚性基层 沥青路面的裂缝的危害性 发 展 。 用 有 一定 级 配 的集 料 ， 好 是连 续 型 密 级 配 中粒 或粗 粒 式 沥 选 最 半 刚性基 层沥青路面 的裂缝 的危害性主 要表 现在 以下几 个方 青 混凝 土 作 沥 青 面层 ， 以减 小 沥 青面 层 自身 的温 湿 效应 。 也可 在 沥 青 面： 中掺 入 纤 维 （ 玻 璃 纤 维 、 丙 烯 纤 维 、 纤 维 等 ）树 脂 等 以 提 高 沥 如 聚 钢 、 １１ 会 使路 面 系统 防水 性 降低 。 裂 缝 为 雨 水 进入 路 面 结 构 提 供 。 从而增强其抗裂性。 要保障沥青面层和半刚性 了通 道 ， 分 通过 裂缝 浸 入 到 路 面 基 层 、 基 层 ， 进 入 路面 基层 后 青混合料 的抗拉强度 ， 水 底 水 基 层 之 间有 一 定 的粘 结 性 ， 刚性 基 层 较 之 级配 碎 石 、 青稳 定 碎 石 半 沥 可能顺着基层裂缝继续下渗， 甚至进入对湿度敏感的路基土中， 软化 等柔性基层热容量小 ， 与沥青面层 的附着性较差 ， 将使面层有一定 自 土基 ， 危及整个路基路面结构 ； 由收缩 变形的可能性 ， 混合料的应力松弛性能得不到充分发挥， 温度 １２易引起沥青面层较快地出现龟裂、 － 网裂等。 通过裂缝进入路 应 力 无法 传 递 到基 层 中去 ， 面层 内易 积 聚 ， 易产 生开 裂 ， 以 ， 在 容 所 基 面结构 内部的水大部分由于缺乏适 当的排水通道而滞留于面层与基 层上有透油层加强粘结对抗裂会有好处。另外， 在施工 中， 要严格控 层 间 ，在 大量 行 车 荷 载 反复 作 用 下产 生 极 大 的动 水 压 力而 冲 刷基 层 制碾压程序 ， 使沥青面层压实度满足设计和规范要求。 造成 卿 浆 ， 裂缝 加 宽 ： 使 ３２ 针 对半 刚 性 基层 的措 施 ＿ １３ 路 面 结 构板 体 边 缘 的 变形 会 在 路 面 结 构 内（ ． 尤其 基层 ） 生 产 ３２１针对半刚性基层材料 的措施 为减少半刚性基层 的开裂 ， ．． 很大 的应力和 变形 ， 在行车荷载作用下将缩短这些结构层 的寿命 ： 应尽量提高基层材料的抗拉强度 ， 降低材料 的弹性模量、 温缩系数和 １４ 在车辆 、 ． 水分 、 东等因素的综合作 用下 ， 霜； 磨耗层常会沿裂 干缩 系数 ， 减小基层内部的最大收缩应力。 水泥剂量 的多少与水泥稳 缝发生骨料或小块沥青的剥落。 定材料的强度、 弹性模量、 温缩 系数和干缩系数 大小有直接关系。宜 ２半刚性基层沥青路面的裂缝成 因分析 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 的 采用最小的水泥用量 以降低弹性模量和收缩系数。尽量使用骨架密 主要 因素有： 沥青和沥青混和料的性质 、 基层材料的性质、 气候条件、 实结构矿料级配 ，骨架密 实型半刚性材料比规范推荐级配 中值 的悬 浮结 构 半 刚 性材 料 在 干缩 系数 方 面 可 降低 ３ ％ ， 温 缩 系数 方面 可 １ 在 交通 量 和 车辆 类 型 以 及施 工 因 素等 。 以降低 １ ％左右。必要时可加入早强剂， ８ 以提高半 刚性基层早期强 ２１温度收缩机理 半刚性基层材料 的基 本结构是由固相 《 ． 组成 使其抗弯拉强度增大而弯拉模量变化不大 ， 温湿效应减弱 ， 耐用 其 空 间 骨 架 原 材 料 的颗 粒 和 其 间 的胶 结 料｝液 相 （ 、 存在 于 固 相 表 面 度 ， 性提 高， 抗裂性增 强。 可采用补偿收缩措施 ， 如掺加膨胀剂 ， 也可采用 与空隙中的水和水溶液）气相（ 、 存在于空隙中的气体） 组成。 由于基层 如掺加合成纤维 、 土工织物等来增强基层材料的抗裂 在路面结构 中受到约束， 当气温大幅度下降时， 基层材料中拉应力或 限制收缩措施， 性能 。 拉应变会急剧增大，一旦超过基层材料 的抗拉强度 或极限抗拉应变 ３２２ 施 工过 程 中 的质 量控 制 实 践 表 明 ， 当 数量 的基 层 裂 缝 ＿＿ 相 就会引起基层的开裂。 半刚性基层一般是在高温季节中铺筑而成 ， 成 是 由施工质 量引起的 ， 因而一定要确保半刚性基层的施工质量。 尽量 形初期未被沥青面层封闭， 由于环境温度存在着昼夜温差 ， 在基层 中 产 生较 大 温 度 应 力 ， 种 温 度 应 力 日复 一 日地 反 复作 用 在 基 层 中 ， 这 也 减小基层内部温度变化量和含水量损失量。基层混合料要尽量采用 厂拌 法 施 工 ， 证 混 合 料 拌 和均 匀 ， 严 格 控 制 基 层碾 压 含 水 量 ， 保 并 含 会 使 基层 产 生 裂 缝。 水量 不能超过 压实需要 的最佳含水量 或控 制在施工规 范容许范围 ２２路面材料及路基填料 水对无机结合料 的影 响主要通过 毛 ＿ 细 管 张力 、 张 作 用和 冰 冻 作 用 实现 。 当 毛细 水 蒸 发完 后 ， 刚 性 基 内，在基层碾压完成后要及时进行养生 ，使混合料的含水量不受损 扩 半 决不能让 基层暴晒变干裂。养生结束后 ， 应立即喷洒稀释 的高粘 层材料的吸附水也会开始蒸发 ， 颗粒表面水膜就会变薄 ， 使得颗粒 间 失，
半刚性基层沥青路面结构特性分析
半刚性基层沥青路面结构特性分析王明远（郑州市市政工程总公司，郑州450007）摘要：针对高速公路半刚性基层沥青路面的早期损坏，从路面结构层层间状态、路面抗裂、路面荷载特性、路面耐水性、路面养护特性等方面分析了半刚性基层沥青路面结构特点，提出防止路面早期损坏的措施.关键词：道路工程；半刚性基层沥青路面；路面养护；早期损坏中图分类号：U416.01文献标识码：A我国的高速公路半刚性基层沥青路面是公路发展的历史性产物.长期以来人们普遍认为这种路面具有以下优点：①板体性强，承载能力和抗变形能力高；②抗冻性好，能有效治理季节性冰冻地区的翻浆；③可以充分利用地方性材料，造价低.然而与国外的高速公路沥青路面早期损害相比，我国的路面损坏出现得更早，而且出现的损坏现象与设计控制的损坏有所不同.因此，必须针对我国高速公路沥青路面结构，深层次地剖析高速公路半刚性基层沥青路面的特点.1路面结构层层间状态特性现行公路沥青路面设计规范在进行半刚性基层沥青路面理论计算时，其中一个重要假定是层间接触条件为完全连续，即在设计结构厚度和验算沥青层底的拉应力时，假设路面各层之间的界面处于完全连续的状态.实际上沥青层与基层之间、沥青层各层之间、基层各层之间，都有可能是部分连续或者滑动的，完全连续的界面条件仅仅是开放交通初期层间尚未受任何影响时的一种理想状态.交通部公路所进行的加速加载试验显示：在表面轮迹带上出现纵向裂缝停止加载后，通过开挖发现，表面的纵向裂缝只产生在较薄的沥青层内，下面水泥稳定基层并没有发生疲劳破坏；但是水泥稳定基层顶面出现了磨蚀，表明在荷载作用下沥青层和半刚性基层处于滑动状态[1].为了分析层间接触条件变化对路面结构受力状态的影响，利用弹性层状体系理论计算了基层与沥青层之间不同界面条件下的应力分布，见图1.结果表明：基层与沥青层之间由连续变为滑动时，路表、路基弯沉增大，但是与荷载影响相比，层间联结状态对弯沉值的影响很小，即弯沉指标对界面条件的变化不敏感；当界面条件由完全连续状态变为完全滑动状态时，在100kN和300kN作用下，最大拉应力分别增加了29％，97％，最大剪应力分别增加了22％，63％；在滑动情况下，结构最大剪应力出现在荷载圆圆心下方，且随着荷载的增大，出现深度加深[1].曾梦澜等[2]分析了沥青面层与基层间接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载的影响.计算显示：接触条件由连续到滑动，可以导致极限轴载降低大约40％；在不同的接触条件下，所讨论路面结构的极限轴载在183～399kN之间变化，路面极限轴载与现实超载车辆轴载处于同一量级.文献［3］计算分析表明：当面层与基层完全连续时，路面剪应力从上至下逐渐减小，主要集中在面层内，传至基层顶面已经很小；面层与基层发生相对滑动后，面层内最大剪应力出现在面层中部，同时，基层顶面也形成两部分剪应力集中区域.以上力学分析表明，当层间界面条件由连续变为滑动时，路面结构的剪应力和拉应力将发生很大的变化.因此，可以说路面结构的剪应力、拉应力对边界条件和荷载具有很强的敏感性.沥青层之间不能成为整体，沥青层与基层不连续，有可能使沥青路面的使用寿命缩短，成为早期损坏的根源.一般情况下，基层材料的抗剪能力远低于沥青混凝土，所以面层与基层发生相对滑动对基层的受力很不利，过大剪应力使基层表面部分容易发生变形甚至破碎，从而在路表形成车辙、网裂和坑槽等早期破坏现象.而事实表明各层间的联结是路面结构中比较薄弱的地方，尤其是沥青混凝土面层与半刚性基层之间的联结.导致沥青面层和基层层间界面条件发生变化的因素见图2.排除非规范施工因素外，水的存在是结构层层间界面条件发生变化的主要诱因.由于我国的半刚性基层特别致密，水无法通过基层排走，滞留在基层表面的水使基层软化并形成泥浆.在荷载的作用下，沥青层和基层之间的界面至少在局部地方将从理想中的连续状态变为滑动状态或半滑动状态；而基层表面容易破坏成为灰浆，通过裂缝泵吸到路面上产生唧浆.同时，路面结构将产生较大的剪应力和拉应力，在较大的剪应力、拉应力的共同作用下造成路面提前破坏，而车辆的超载又加剧了这种破坏的发展2路面抗裂特性沥青路面出现裂缝是不可避免的，而半刚性基层沥青路面的开裂更加严重.路面存在裂缝，一方面使路面荷载变化不再连续，从而降低路面的传递荷载能力；另一方面为水提供了进入路面结构层的途径.图3对早期非荷载裂缝的成因做了简要概括.目前为止，沥青路面产生的温缩裂缝，尚无法避免和根治.因此从这个意义上讲，温度裂缝不能算是沥青路面的早期损坏，是属于一种正常的力学行为，但对于其带来的影响，需通过养护工作采取一定的措施加以弥补.半刚性基层沥青路面反射裂缝指沿开裂基层向上方扩展到沥青面层而形成的裂缝.很显然，反射裂缝的产生首先归因于半刚性基层的开裂，然后再经行车或温度、湿度变化引起沥青面层开裂.根据开裂原因半刚性基层开裂可以分为两大类：荷载型裂缝和非荷载型裂缝.正常条件下，我们更关注半刚性基层的非荷载型开裂.半刚性基层非荷载型裂缝包括：温缩裂缝和干缩裂缝.在基层开裂过程中，如果水进入路面结构内，虽然水和水泥稳定材料中的细颗粒在开裂破碎后能形成胶液，对开裂有一定重愈合作用；但在交通荷载作用下，由于压力水的渗透，水泥稳定材料的开裂也可能被加速.因为横向开裂，使半刚性基层成为被裂.缝隔开的板结构.板块之间的剪应力靠裂缝表面啮合实现，其传递随时间、年平均温度以及温度梯度而变化，从而使基层中对应产生不同的应力分布.当传荷能力很小时，一旦裂缝表面处拉应力消失，垂直于裂缝的拉应变就比板中间大得多.同时，在开裂处路基垂直应力增加，使得路面受力状态更加不利.在基层出现裂缝的位置，汽车荷载及温度荷载在裂缝对应的上方造成应力集中，从而导致沥青面层产生反射裂缝.3路面耐水特性沥青路面的水损坏已经成为沥青路面早期损坏的一种主要模式.整个水损坏过程包括：静水损害和动水损害两个方面.大量研究表明[4-6]，动水压力作用是引发高速公路沥青路面水损害的重要原因，动水压力与行车速度的平方成正比，随行车速度呈级数增长，而超载又加速了损坏进程.根据实地调查我国半刚性基层沥青路面水损坏从发生的形式上主要分为两种类型：自上而下的路面水损坏和自下而上的水损坏. 自上而下的路面水损坏表现形式主要是表面松散和坑槽.它的形成条件是水能够渗入表面层，但继续往下渗透比较困难，同时存在外力作用的环境.据国内外的研究认定，沥青路面的空隙率小于8％时，沥青层中的水在混合料内部以毛细水的形式存在，在荷载作用下一般不会产生大的动水压力，不容易造成水损坏；而对于排水性沥青路面空隙率大于15％时，水能够在空隙中自由流动，也不容易造成水损坏.当路面实际空隙率在8％～15％的范围内时，水容易进入并滞留在混合料内部，在荷载作用下产生很大的毛细压力成为动力水，造成沥青混合料的水损坏.该类水损坏的进程与荷载的大小、频度有关.在初始阶段：集料与集料之间发生剪切滑移，伴有沥青膜移动和脱落；剪切应力超过沥青与集料的粘附力导致附着力丧失，但这个过程很短.在这个阶段，它往往局限于表面层发生松散和坑槽，如果及时修补，路面性能可以很快恢复；但是如果不及时维修，损坏面积将扩散很快.所以对该类水损坏要在其发生的初始阶段，尽快维修遏制其发展速度，尽量减小对路面的损坏. 当半刚性基层沥青路面的沥青层较薄时，路面的水损坏经常是自下而上发展的.此类水损坏主要由于半刚性基层本身的强度较高，细料含量又多，非常致密，透水性差，同时又存在一定的裂缝.水从各种途径进入路面并到达基层后，不能从基层迅速排走，只能沿沥青层和基层的界面扩散、积聚.沥青层和基层之间的界面条件将从想象中的连续状态变为滑动状态或半连续半滑动状态.沥青层底部的弯拉应变将可能成为控制指标，在交通荷载作用下，下面层将有可能早于基层首先发生弯拉开裂，并逐渐向上扩展.而且由于半刚性材料本身的微裂，导致水在半刚性基层内流动，使得半刚性基层不断松散.这种类型的水损坏基本过程见图4，且主要发生在雨季或梅雨季节以及季节性冰冻地区的春融季节，损坏之初一般都先有小块的网裂、唧浆，然后松散形成坑槽，发生水损坏的地方一般是透水较严重且排水不畅的部位.4路面荷载特性公路沥青路面设计规范中，进行半刚性基层层底拉应力验算时，轴载换算系数取8，标准设计轴载为100kN.下面做一个简单的比较，当轴载从100kN增至300kN时，不计其他因素的影响只考虑换算指数变化得到的轴载换算值，见表1.表中结果直观显示，在相同的换算系数等于8条件下，随着轴载的增加换算成的标准轴载数值增长惊人，更不要说轴载超过l30kN时，变化换算系数的影响。
半刚性基层裂缝成因分析及对策
半刚性基层裂缝成因分析及对策摘要：半刚性基层由于具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点，已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
据统计，我国90%以上的高等级公路沥青路面基层及底基层都是采用半刚性材料。
但半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低、脆性大，在温度或湿度变化时易产生开裂，形成路面反射裂缝，这已成为高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。
考虑到我国作为水泥生产大国，原材料来源广泛且价格低廉，水泥胶结类材料在今后很长一段时间内仍将作为主要的道路建筑材料，因此对半刚性基层裂缝成因进行研究并探索一种新型基层混合料类型以最大程度的限制裂缝成为了公路行业亟待解决的问题。
本文从半刚性基层产生裂缝的原因及对策开始分析，水道渠成的道出了骨架密实型水泥稳定碎石混合料诞生的背景及理论支持。
关键词：半刚性基层裂缝干缩温缩对策骨架密实型一、半刚性基层裂缝形式半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样，但形成的主要原因可以分为两大类，即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝。
荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力，在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成；非荷载型裂缝则是环境作用的结果，主要是湿度和温度的影响，由干缩、温缩和疲劳作用导致，个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。
此外，在冰冻地区的沥青路面上，还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。
对于半刚性基层，裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。
由于水分蒸发及温度变化的影响，很容易产生裂纹，在半刚性基层承受荷载之前，就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。
因此，实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的，半刚性基层的干缩和温缩是引起裂缝的“罪魁祸首”。
二、干缩裂缝和温缩裂缝的成因了解裂缝的成因才能“对症下药”，从根本上限制半刚性基层的裂缝。
（一）干缩裂缝干缩裂缝是指半刚性基层在干燥空气中硬化时，随着水分减少体积收缩变形而产生的较为均匀的裂缝。
浅谈半刚性路面基层的缩裂特性
浅谈半刚性路面基层的缩裂特性摘要：本文从路面基层设计、路基施工、养护管理及其他环节，结合本人的工程实践，分析了半刚性路面基层缩裂的特性。
关键词：半刚性；路面基层；缩裂；特性。
0前言：随着公路建设事业的蓬勃发展，为适应现代化交通的需要，修建高等级公路势在必行。
半刚性材料具有强度高、稳定性好、刚度大等优点，故广泛用于公路路面基层，特别是高等级公路基层更是合适。
但是，半刚性基层也有不足之处，其变形能力低，在温度或湿度变化时易产生开裂，并反向到面层产生裂缝，使路面的使用性能受到严重的影响，这种反射对沥青路面的作用更加明显。
因此，对半刚性基层的缩裂特性研究，掌握其变化规律，保证基层的施工质量，提高路面使用性能及延长使用寿命等有着重要的现实意义。
一、半刚性基层材料的缩裂分类半刚性基层材料的缩裂分为温缩与干缩两种。
温缩是由于温度变化而引起的收缩状态，用温缩系数aT来表示。
干缩是由于含水量的变化，即湿度的变化而引起的收缩状态，用干缩系数aW来表示。
这两种缩裂在一定条件下对各种材料都有其自身的变化规律，研究其变化规律，利用有利条件，克服不利因素，才能更好地指导工程施工。
二、半刚性基层材料组成的缩裂特性半刚性基层材料的缩裂特性，水泥稳定类与石灰稳定类各不相同，其具体特点，经试验研究如下：1.水泥稳定类对同一水泥稳定类不同水泥剂量进行试验得到，随着水泥含量的增加，混合料的力学强度呈递增趋势，但收缩性质却不然。
起初随水泥含量的增多，温缩系数逐渐减少，当水泥含量超过5%时温缩系数基本不变，干缩系数则回升，在水泥含量为5%时温缩系数与干缩系数均为最小。
这说明一定的水泥含量能改善粒料的收缩性能。
同时，从不同温度区间来研究表明，在-10℃～0℃时，温缩系数有最大值，在0℃以上的温度，温缩系数要小得多。
因此，只要能保证水泥稳定料基层一直处于正温范围内，其温缩将减至最小。
2.石灰稳定类在不同石灰配比中，石灰稳定类强度随石灰含量增加而增加，而温缩及干缩却大致呈现出一个规律，即初始随着石灰含量增加，温缩系数与干缩系数均减少，在石灰含量为10%时达到最小值，石灰含量进一步增加则使温缩系数与干缩系数呈上升趋势。
半刚性基层收缩裂缝的成因与防治
南交界处 ）全长 ２６ｋ 双 向四车道 ， ， １ ｍ， 路面结构 为 ： ｍ中粒式 ４ｃ
碎石沥青混凝土 ＋５ｃ ｍ粗粒 式沥青混 凝土 ＋６ｃ ｍ粗粒式 沥青
混凝 土 ， 面 基层 为 ２ ｍ 水 泥稳 定 碎 石 。 路 ０ｃ
般 以横 向为多见的收缩缝 和破损 。本文只讨论非荷载类 型的情 况， 主要 是指作为沥青路面基层 半刚性材料的收缩裂缝 问题 ：
２ 半刚性路 面开裂的原 因分析
近些年来 ， 通过不断地研究 ， 材料 的水稳性问题基 本得 到解 决 。而随着重型汽车交通 的发展 ， 路上 大吨位车辆 的行驶 ， 道 高 等级公路 、 汽车专用线 、 高速公路相继 出现 。由此对道路 的技 术 标准 、 使用状况也提出 了更为严格 的要求 ， 半刚性基层 的收缩裂
这些路段都是在 １８ ９９年铺筑 的。其 中的水泥级配砂砾 、 水 泥级配碎石基 层 ， 在 ６月到 １ 月 下旬完 成 的。根据 这次 调 是 １ 查， 热季与冷季铺筑 的基层 ， 在裂缝程度上并看不 出什么明显 差
别或规律 ：从调查结果可 以看 出 ， 泥级配碎石 的裂缝程度 大 水 于水泥级配砂砾 ， 尤其 以 ３ ｍ厚 的水 泥级 配碎石 的裂缝最 为 ５ｃ
缝的问题便成 了质量上 的～大威胁 ， 开始作 为一项重 要课题来
进 行 研究 。
沥青面层上来的。就半 刚性 基层 来讲 ， 种收缩裂缝 可来 自几 这
个方面 ：
２ １ 裂 缝的观 察 ．
（）石 安 高速 公 路 是 京 珠 公 路 的一 部 分 （ 家 庄 至 河 北 河 １ 石
半刚性基层裂缝形成机理及防治
半刚性基层裂缝形成机理及防治摘要：半刚性基层材料具有刚度大、强度高、水稳性和冰冻性好等优点，我国大多数公路都采用此材料作为基层材料，但是他的抗裂性能较差，基于以上背景，本文分析了半刚性基层材料裂缝产生的机理主要是干缩和温缩，并依据裂缝产生机理提出半刚性基层材料的防裂措施。
关键词：半刚性基层; 裂缝; 机理; 干缩; 防治措施纵观我国高速公路路面现状，主要以半刚性基层路面结构为主，目前我国90%以上的高速公路路面基层和底层采用了半刚性材料。
虽然半刚性基层材料具有诸多优点和广阔的使用前景，但是半刚性材料的裂缝问题已经成为该结构的主要缺陷。
1 半刚性基层裂缝形成机理半刚性基层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因素有：基层材料的性质，气候条件（特别是冬季气温及其变化）、交通量和车辆类型以及施工因素等。
但就基层材料的主要原因而论，主要是由于基层温缩、干缩、疲劳引起的面层开裂。
1.1温度收缩机理组成半刚性材料的三个相，即不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩，及温度收缩。
就组成固相的矿物颗粒而言，原材料中沙粒以上颗粒的温宿收缩系数较小；粉粒以下颗粒，特别是粘土矿物的温度收缩性较大。
粘土及其他交替颗粒的温度收缩性的大小与扩散厚度成正比。
半刚性基层材料中的固相颗粒大部分为结晶体及部分为非结晶体，其热学性质由质点间的键性和热运动以及结构组成所决定。
组成晶体的质点在空间是很有规律地排列着，质点的热运动只是在其平衡位置附近的热震荡。
由于组成固相复合材料的各矿物有不同热胀缩性，但又是胶结为整体的材料，所以其热胀缩性是各组成单元体间相互作用的“综合效应”。
半刚性材料中胶结物各矿料也有较大的温度收缩性，存在于半刚性基层材料内部大孔隙、毛细孔和凝胶孔中的水主要是通过“扩张作用”、“表面张力作用”和“冰冻作用”三个作用过程，对半刚性材料的温度收缩性质产生较大的影响，使半刚性材料在干燥和饱和水状态下有较小的温度收缩值，而在一般含水量下有较大是的收缩值。
国内外关于减小半刚性（无机结合料稳定材料）基层沥青路面收缩裂缝的措施和方法
国内外关于减小半刚性（无机结合料稳定材料）基层沥青路面收缩裂缝的措施和方法第一篇：国内外关于减小半刚性(无机结合料稳定材料)基层沥青路面收缩裂缝的措施和方法《高等筑路材料》结题论文学号：姓名：2013年10月国内外关于减小半刚性（无机结合料稳定材料）基层沥青路面收缩裂缝的措施和方法摘要：无机结合料稳定材料基层常被称为半刚性基层，为我国目前使用最广泛的路面基层类型。
但无机结合稳定材料基层存在着一个较大缺点：因其本身容易产生收缩裂缝，故使路面形成反射裂缝。
该文通过分析无机结合料稳定材料收缩裂缝的成因，介绍了国内外关于减少无机结合料稳定材料收缩裂缝的措施方法，以及这些措施的效果和发展趋势，为实际工程提供参考。
关键词：无机结合料稳定材料；半刚性基层；收缩裂缝；绪论从 80 年代至今，经过“六五”、“七五”、“八五”科技攻关项目的研究，半刚性基层沥青路面成套技术逐渐形成，成为我国高速公路的主要结构形式。
现在我国已建成的高速公路95%以上都是半刚性基层沥青路面，可以毫不夸张地讲，我国高速公路的发展史就是半刚性基层沥青路面的发展史。
在我国高速公路取得巨大成就的背后，我们应该清醒地看到与发达国家相比我们的高速公路尚处于较低的层次。
前几年由于受规范的限制和对规范理解上的偏差，盲目追求半刚性基层高强度、高模量，同时为追求取芯的过分完整和密实，拼命加大水泥剂量、增加细料含量，造成以悬浮结构、重型击实成型为主的水泥稳定碎石基层裂缝严重。
无机结合料稳定路面在前期具有柔性路面的力学特性，当环境适宜时，其强度和刚度会随着时间的推移而不断增大，而且无机结合料稳定路面还具有稳定性好、抗冻性强、结构自身自成板体等特点，因此在我国无机结合料稳定材料已广泛用于修建公路路面基层或底基层，但不足之处是抗变形能力差，对于温度和湿度的变化比较敏感，在其强度形成的过程中，以及运营期间会产生干燥收缩裂缝和温度收缩裂缝。
而且，在交通荷载的作用下，这种收缩裂缝会扩展到沥青面层而形成反射裂缝。
半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性
半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性摘要：通过分析半刚性基层材料包括石灰稳定类材料、水泥稳定类材料、综合稳定类材料的强度形成和缩裂特性，充分认识沥青路面裂缝的产生原因，提出对裂缝的预防和处理措施。
关键词：半刚性基层材料强度形成缩裂特性中图分类号： U416.223 文献标识码： A 文章编号：近年来，我区的公路建设迅猛发展。
由于独特的地理环境，新建的无论是一般公路、还是高速公路，90%以上都采用半刚性基层。
这种结构形式具有较高的强度、承载力和使用性能，为实现“强基薄面”结构提供了可靠保证，使得其在全区公路路面建设中得以广泛应用。
但与此同时，随着半刚性基层的大量采用，这种结构形式存在的难以克服的缺点也日益显现，导致路面使用质量和寿命达不到应有的水平。
因此，充分认识半刚性基层材料的强度形成和缩裂特性，有针对性的进行研究和利用，对进一步改善路面实际使用效果具有非常重要的现实意义。
一、半刚性基层材料的强度形成半刚性基层材料的强度由于稳定材料与土石材料在掺配、拌和、压实过程中发生了一系列的物理、化学反应而形成。
石灰稳定类材料的强度形成。
其强度形成主要是石灰与细粒土的相互作用。
土中掺人石灰，石灰与土发生强烈的相互作用，从而使土的工程性质发生变化。
初期表现为土的结团、塑性降低、最佳合水量增大和最大密实度减小等;后期变化主要表观在结晶结构的形成，从而提高土的强度与稳定性。
影响石灰土强度与稳定性的主要因素有:土质、石灰的质量与剂量、养生条件与龄期等。
各种成因的亚砂土、亚粘土、粉土类土和粘士类土都可以用石灰来稳定。
各种化学组成的石灰均可用于稳定土。
但白云石石灰的稳定效果优于方解石石灰。
石灰剂量是按消石灰占干土重的百分率计。
石灰剂量较低时(小于3%-4%)，石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性、吸水量降低，具有一定的水稳定性。
随着石灰剂量的增加，石灰土的强度和稳定性提高，但当剂量超过一定范围，过多的石灰在空隙中以自由灰存在，将导致石灰土的强度下降。
半刚性收缩裂缝成因分析及防治
半刚性基层收缩裂缝成因分析及防治方新雨(江苏恒基路桥总公司,中国常州213002)摘要：半刚性基层早期出现收缩裂缝，是目前尚未很好解决的施工技术问题。
结合沪宁高速公路扩建的施工实践，对基层收缩裂缝的成因机理作了分析，并提出了在施工技术上防治产生裂缝的有效措施。
关键词：半刚性基层;收缩裂缝;成因分析;防治措施一、引言半刚性基层，是沥青路面结构的主要承重层。
因其有适宜的结构强度，良好的荷载分布能力，可靠的水稳定性以及较低廉的施工成本，是现代高速公路、高等级路面普遍采取的路面结构型式。
习惯上把由半刚性基层组成的沥青路面称之半刚性基层沥青路面（简称半刚性路面）。
沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）仍然把水泥稳定土或粒料；石灰与粉煤灰稳定土或粒料定义为半刚性材料，水泥稳定集料和石灰、粉煤灰稳定集料是目前高速公路基层采用的主要结构型式，在江苏，水泥稳定集料近年已取代后者成为高速公路路面基层主要结构材料。
半刚性材料固有的温缩与干缩特性，易使半刚性基层产生收缩裂缝，并导致沥青路面在温度应力作用下产生反射裂缝或对应裂缝。
沥青路面过早出现收缩裂缝，不仅成为一种外观质量上的缺陷，更重要的是极易引起沥青路面结构性破坏。
如果对裂缝不及时处理或养护不当，遭受水侵害加上汽车动荷载的反复作用，将直接影响路面的使用功能和使用寿命。
这一技术顽症已成为公路建设者共同关心的问题，普遍研究的结论是：(1)半刚性基层容易产生收缩裂缝，其主要表现形式是在基层顶面出现有规则的横向裂缝，起因是基层内产生温缩、干缩或两者共同作用产生拉应力大于其结构强度时引发表面开裂。
(2)半刚性基层过早出现收缩裂缝，容易引起沥青路面出现反射裂缝或对应裂缝。
尤其在已经开裂的基层上铺筑较薄的沥青面层，路面裂缝更明显，加铺的沥青面层愈薄，反射裂缝形成愈早愈多。
(3)沥青面层摊铺时，基层尚未出现有规则的横向裂缝，可以延缓和减少反射裂缝的产生，但在极端气候条件下，仍有可能出现路面的横向裂缝，但主要以对应裂缝为主。
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成机理论文
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成机理论文【摘要】半刚性材料的温度收缩及干燥收缩是造成沥青面层开裂的重要原因，针对这一问题，通过分析研究得出由于半刚性材料中粉粒以下的颗粒及胶结物具有较大的温缩特性，在温差作用下，反复产生一定的温度应力，是造成半刚性基层温缩开裂的主要机理；而半刚性材料中由水蒸发引起的毛细管张力作用、吸附水及分子间力作用、干燥收缩的层间水作用、碳化脱水作用是造成半刚性基层干缩开裂的主要机理。
1 引言半刚性材料作为路面基层具有较高的结构强度、刚度，良好的板体性、稳定性和一定的抗冻性，能够大幅提高路面的承载能力，同时利于施工机械化且工程造价低，但是随着半刚性基层沥青路面的大量应用，在使用过程中也逐渐暴露出一些问题，尤其以裂缝问题较为突出，并成为该结构的主要缺陷。
2 半刚性基层沥青路面裂缝主要类型半刚性基层沥青路面裂缝按照开裂的形式可分为：横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝。
而以引发沥青路面开裂的主要原因来进行分类，可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类，其中非荷载型裂缝具体又包括沥青面层本身温缩导致的裂缝和由于基层的温缩、干缩和疲劳导致的沥青面层开裂。
沥青面层自身的温缩裂缝又可分为低温收缩产生的裂缝和由于温度反复升降导致的温度应力疲劳裂缝。
由基层温缩、干缩和疲劳引起的面层开裂形式主要是反射裂缝和对应裂缝。
在上述诸多类型的裂缝中，非荷载型裂缝是最主要的，尤其以半刚性基层材料温缩和干缩引起的反射裂缝问题最为严重。
3 半刚性基层沥青路面的反射裂缝通过对半刚性基层沥青路面上钻取的芯样观测表明，很大一部分的裂缝为半刚性基层首先开裂而后引发沥青面层开裂的反射裂缝，且这类裂缝通常在各级公路中所占的比例达50%以上，而在高等级公路上所占的比例则更高。
在严寒地区或冰冻地区，因温缩或干缩而导致已开裂的半刚性基层在由温度变化引起的膨胀作用和收缩作用下会产生水平位移。
当有车辆荷载作用时，基层裂缝的两端之间会引起下卧路面结构在裂缝处产生竖向位移差，且在面层中引发面层的剪切搓动，致使基层的裂缝反复收缩、伸张，并产生剪切疲劳破坏导致开裂，半刚性基层沥青路面的反射裂缝示意如图1所示。
半刚性基层材料温缩性能对比试验研究
1引言我国高等级沥青路面的基层或底基层多采用半刚性基层材料，强度高、稳定性好、抗冲刷能力强是半刚性基层的突出优点。
但是，半刚性基层对于温度和湿度变化较为敏感，极易产生温缩和干缩裂缝，而且这些裂缝会扩展到沥青面层，产生反射裂缝。
反射裂缝的存在不仅会影响路面的整体性和连续性，降低道路服务水平；而且会导致路表水进入路面结构内部不能排除，使路面产生结构性破坏，缩短路面使用寿命。
相关研究已表明：高速公路沥青路面半刚性基层的裂缝主要是温缩裂缝，因此，研究半刚性基层的温缩性能对防止沥青路面早期反射裂缝具有重要的意义。
我国目前半刚性基层种类较多，但缺乏对不同半刚性基层温缩性能系统的研究分析。
本文对水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、三灰稳定碎石及水泥粉煤灰稳定碎石等四种常用半刚性基层混合料的温缩性能进行了系统的对比研究，对路面结构半刚性基层类型选择和温缩裂缝的防治具有一定的指导意义。
半刚性基层材料温缩性能对比试验研究冯平均（石家庄市公路桥梁建设集团，河北石家庄050025）摘要；半刚性基层的温缩裂缝会导致路面产生反射裂缝，严重影响路面结构的性能。
不同类型的半刚性基层，若组成材料不同，则温缩性能也存在差异。
通过对四种不同的半刚性基层材料90d的温缩系数进行量测和分析，结果表明：水泥用量是影响半刚性基层温缩性能的主要因素，四种材料抗温缩性能优劣排序为：二灰碎石>三灰碎石>水泥粉煤灰稳定碎石>水泥稳定碎石。
关键词：半刚性基层；温缩裂缝；温缩系数中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1002-4786（2011）07-0043-03DOI：10.3869/j.issn.1002-4786.2011.07.011Contrast Test for Temperature Shrinkage Property ofSemi-Rigid Base MaterialsFENG Ping-jun（Shijiazhuang Road&Bridge Construction Group，Shijiazhuang050025，China）Abstract：The temperature shrinkage crack of semi-rigid base will cause reflection crack in pavement and affect the performance of pavement structure seriously.The temperature shrinkage propertiesof different semi-rigid bases differ from each other because of material composition.By measuring and analyzing the90day temperature shrinkage coefficient of four semi-rigid base materials，the result shows that the content of cement is the main influencing factor of temperature shrinkage property ofsemi-rigid base，and the preferential order of these materials is that lime-fly ash macadam>lime-ce-ment-fly ash macadam>cement and fly ash stabilized macadam>cement stabilized macadam.Key words：semi-rigid base；temperature shrinkage crack；temperature shrinkage coefficient43表5不同半刚性基层碎石级配筛孔尺寸（mm ）31.519.09.5 4.75 2.36 1.180.60.75级配上限（%）采用级配（%）级配下限（%）1001001009889.5817061525040303828182718.5102013673.50表6四种基层材料配合比基层材料名称配合比水泥稳定碎石二灰稳定碎石水泥粉煤灰稳定碎石三灰稳定碎石水泥∶碎石=5∶95石灰∶粉煤灰∶碎石=6∶14∶80水泥∶粉煤灰∶碎石=4∶8∶88水泥∶石灰∶粉煤灰=2∶6∶14∶88表1石灰物理化学性质CaO （%）MgO （%）筛余量（%）0.75mm 筛余0.125mm 筛余钙质消石灰60.13.20.3211.08项目材料项目3d 强度（MPa ）28强度（MPa ）初凝时间（h ）终凝时间（h ）安定性细度（%）抗折抗压抗折抗压测定值5.522.79.343.2 5.426.67合格5.4表2水泥各项指标表3粉煤灰物理化学性质SiO 2（%）Al 2O 3（%）Fe 2O 3（%）烧失量（%）细度（%）0.3mm 筛余0.075mm 筛余粉煤灰49.127.2 6.5 5.9 2.725表4碎石技术指标矿料压碎值（%）含泥量（%）表观密度（g/cm 3）10mm ～30mm 5mm ～10mm 0～5mm18.1--0.2150.283- 2.7432.7012.7792原材料及级配2.1原材料本文试验所用的原材料包括有：石灰、水泥、粉煤灰和集料等，所采用的原材料各项技术性能指标均满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034—2000）的要求。
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浅谈半刚性路面基层的缩裂特性
摘要：本文从路面基层设计、路基施工、养护管理及其他环节，结合本人的工程实践，分析了半刚性路面基层缩裂的特性。
关键词：半刚性；路面基层；缩裂；特性。
0前言：
随着公路建设事业的蓬勃发展，为适应现代化交通的需要，修建高等级公路势在必行。
半刚性材料具有强度高、稳定性好、刚度大等优点，故广泛用于公路路面基层，特别是高等级公路基层更是合适。
但是，半刚性基层也有不足之处，其变形能力低，在温度或湿度变化时易产生开裂，并反向到面层产生裂缝，使路面的使用性能受到严重的影响，这种反射对沥青路面的作用更加明显。
因此，对半刚性基层的缩裂特性研究，掌握其变化规律，保证基层的施工质量，提高路面使用性能及延长使用寿命等有着重要的现实意义。
一、半刚性基层材料的缩裂分类
半刚性基层材料的缩裂分为温缩与干缩两种。
温缩是由于温度变化而引起的收缩状态，用温缩系数at来表示。
干缩是由于含水量的变化，即湿度的变化而引起的收缩状态，用干缩系数aw来表示。
这两种缩裂在一定条件下对各种材料都有其自身的变化规律，研究其变化规律，利用有利条件，克服不利因素，才能更好地指导工程施工。
二、半刚性基层材料组成的缩裂特性
半刚性基层材料的缩裂特性，水泥稳定类与石灰稳定类各不相
同，其具体特点，经试验研究如下：
1.水泥稳定类
对同一水泥稳定类不同水泥剂量进行试验得到，随着水泥含量的增加，混合料的力学强度呈递增趋势，但收缩性质却不然。
起初随水泥含量的增多，温缩系数逐渐减少，当水泥含量超过5%时温缩系数基本不变，干缩系数则回升，在水泥含量为5%时温缩系数与干缩系数均为最小。
这说明一定的水泥含量能改善粒料的收缩性能。
同时，从不同温度区间来研究表明，在-10℃～0℃时，温缩系数有最大值，在0℃以上的温度，温缩系数要小得多。
因此，只要能保证水泥稳定料基层一直处于正温范围内，其温缩将减至最小。
2.石灰稳定类
在不同石灰配比中，石灰稳定类强度随石灰含量增加而增加，而温缩及干缩却大致呈现出一个规律，即初始随着石灰含量增加，温缩系数与干缩系数均减少，在石灰含量为10%时达到最小值，石灰含量进一步增加则使温缩系数与干缩系数呈上升趋势。
在0℃以上时温缩系数很小，进入负温度以后便急剧增大，多在-5℃～-10℃区间时温缩系数达最大值。
综上所述，在半刚性基层结构中，结合料相同含量不同，其温缩与干缩也不同，结合料种类不同对缩裂也有一定程度的影响。
进行结构类型选择，进行配比组成时应根据各地自然条件与周围环境来综合考虑，在潮湿和温差不大的环境中，由于水泥稳定类强度稳定性较好，因此也应优先考虑使用，但是水泥含量应控制约为5%，
使其具有较强的抗缩裂能力。
石灰稳定类，抗干缩和温缩能力都较差，宜采用水泥石灰综合稳定，以部分水泥代替部分石灰，提高其抗干缩能力，减轻缩裂程度，特别对稳定土时，更应注意土的含量与土的特性。
研究表明：若以最佳含水量状态下各种半刚性基层按温缩系数的大小排序是：石灰土＞石灰砂砾＞水泥砂砾。
对于含土较多的半刚性基层材料，以干缩为主，对于含集料较多的材料，以温缩为主。
半刚性基层的干缩主要发生在施工养护期阶段，当基层铺上面层以后，基层的含水量一般变化不大，此时其缩裂转化为以温缩为主。
半刚性基层材料的抗裂性能是以温缩抗裂系数与干缩抗裂系数来评价的，抗裂系数愈大，表明材料的抗裂性能愈强，在同样的条件下，能承受较大的温度或湿度的变化而不开裂。
按半刚性材料的温缩抗裂系数的大小（按最佳状态）排序为：水泥砂砾＞石灰砂砾＞石灰土。
按干缩抗裂系数的大小排序为：水泥砂砾＞石灰砂砾＞石灰土。
因此，在材料结构类型选择、配比设计时，应适当考虑采用抗裂系数大的材料组成。
在材料组成中，骨料含量对基层缩裂程度也有很大影响，骨料含量增多，其缩裂程度减少，经工程实践，半刚性基层骨料含量在70%～75%范围，可以满足基层的整体性，具有较好的缓裂作用。
因此在配比设计中应综合考虑稳定类型、配比含量、骨料情况，在保证基层有足够的强度和稳定性条件下，尽量减少缩裂程度。
三、半刚性基层缩裂的极限性与方向性
1.缩裂的极限性
极限性是指当缩裂的裂距达到一定程度时，新的收缩裂缝就不再发生了，这个终止的缝距称为缩裂的极限性。
缩裂的极限性与结构类型、温度、湿度及路幅有关，一般建成后初期开裂较小，以后逐年加密，也有部分结构类型，初期开裂快，以后速度缓慢。
不同的材料其缩裂的速度与密度各不相同，为提高使用性能及延长使用寿命，应避免缩裂在较短时间内达到极限状态。
根据工程实践，在一年期限稳定材料的裂距如下表：
2.缩裂的方向性
低温缩裂有明显的方向性，路幅宽度相当于横向自由端距离，纵向距离可视无限大。
在基层各个受力方向均匀作用下，横向缩裂应力可以传到自由端，而纵向缩裂长距离传递而形成破坏趋势，其破坏趋势，其破坏方向应沿纵向法线方向，即横向裂缝，然而，当缩裂距离小于路幅宽度时，产生纵向裂缝也有可能发生。
如果在施工过程中，混合料产生不均匀作用情况，缩缝方向性不明显，造成路面不规则损坏，这种混合料不均匀应采取措施予以克服。
四、施工工艺对基层缩裂的影响
半刚性基层铺筑时，由于温度和湿度变化的影响，而相应地产生温缩与干缩，这两个方面在施工期间应注意控制，特别是混合料含水量对基层缩裂较为明显。
工程实践表明，干硬性混合料可以明显降低路面缩裂的密度，在拌和时含水量应根据气候条件及工艺具
体情况进行调整，在碾压成型时的含水量应控制在最佳含水量的附近，使干缩程度减少，但是，片面追求减少干缩裂变，使混合料过干，从而造成碾压不够密实，降低强度，这是不科学的方法。
在施工中，为了准确控制含水量和配合比，半刚性基层混合料应采用机械场拌，并严格操作规程，碾压方式由静压与振动相结合。
拌和不均匀或运输及铺筑过程中混合料出现离析现象也将影响基层裂变，混合料离析很容易造成结构层内骨料集中，形成不规则裂变。
在半刚性基层养护期间，根据半刚性基层发生在施工初期阶段干缩较大的特点，在未铺筑面层之前应特别注意保持混合料具备足够的湿度，以免混合料失水，造成强度低，同时干缩裂缝密度大。
五结束语
为了综合发挥半刚性基层的优点，克服缺点，在结构组合、结构层类型选择、材料配比、施工工艺等方面应综合考虑。
然而，半刚性基层的缩裂内容不止这些，在此仅对一点内容进行探讨。
总之，半刚性基层结构是一个比较复杂的问题，对其缩裂的探讨仅只一点，并且其缩裂特性对路面的影响很容易被面层的现象所遮盖，进一步探求其规律，应对其进行大量长期观察、实践、分析和研究。
参考文献：
【1】《公路工程质量通病防治指南》人民交通出版社
【2】《公路工程通病分析与防治》人民交通出版社
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。