级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析
沥青路面级配碎石基层的施工控制及性能分析
沥青路面级配碎石基层的施工控制及性能分析蔡姝昭通市大永高速公路投资开发有限公司云南省昭通市657305摘要：沥青路面是一种常见的路面类型，因其良好的路用性能，维修养护方便得以广泛应用。
传统的半刚性基层虽具有较强承载力和抗变形能力，但由于其材料本身原因，容易在环境因素影响下出现干缩和温缩现象，导致路面出现反射裂缝，影响路面使用效果。
采用级配碎石柔性基层，能够吸收半刚性基层裂缝应变能，有效避免路面出现反射裂缝。
为提升高速公路的抗变形以及抗裂性能，以高速公路工程项目为例，对高速公路沥青路面级配碎石基层性能展开研究。
关键词：沥青路面；级配石基层；控制引言在我国的沥青路面中，超过90%的基层为半刚性基层。
由于半刚性基层在应用过程中极容易产生裂缝向上反射的现象，且该类基层和沥青下层之间的黏结质量无法保证，容易引起基层透水性较差、载荷敏感等情况。
级配碎石指的是将粗、中、细以及石屑等材料，按照一定比例混合形成的集料，该类碎石颗粒之间不采用胶结材料进行处理，因此也称为分散型材料，主要是通过材料不同粒径颗粒之间产生的摩擦和嵌挤，使其产生集料强度和刚度。
碎石级配基层能够有效解决反射裂缝现象、及时排出路面结构内的渗水、降低温度对于半刚性基层的影响。
但是，碎石级配基层材料具有模量较低的特点，在高速公路沥青路面结构中应用时，其施工方式和级配碎石粗中细的比例均会对路面的弯沉、承载力等性能造成影响。
本文以高速公路工程项目为例，对级配碎石基层性能展开相关分析，以供参考。
1公路工程沥青路面施工质量控制的必要性随着交通运输规模的不断扩大，公路自身的承载力和强度要求也在不断提高，而沥青路面施工质量在很大程度上影响着结构强度和承载力，最终对公路工程运行的安全性和可靠性起到重要作用。
因此，通过明确沥青路面施工技术要点及实施施工质量控制，一方面可以有效确保沥青路面承载力和强度的提高，另一方面也能有效延长公路的使用寿命。
2公路沥青路面建设中路面裂缝问题沥青路面虽然有表面平整、维修简单等优点，但由于气候、地质条件等原因沥青路面容易出现裂缝问题。
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策引言随着交通运输业的发展和城市化进程的加快，人们越来越依赖于道路运输。
路面反射裂缝问题作为常见的病害，长期以来一直困扰着交通管理部门和路面建设单位。
沥青混凝土路面反射裂缝的产生不仅会影响行车舒适性，还会增加维护成本、降低路面的使用寿命，严重影响行车安全，因此，研究路面反射裂缝的产生机理及其常用防治对策具有极其重要的意义。
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理1. 路面结构因素沥青混凝土路面反射裂缝产生与路面结构有着密切关系。
在路基土体不平衡沉降引起路面沉降的情况下，路面会出现变形，沥青混凝土层收缩，形成反射裂缝。
2. 气温变化因素温度变化也是导致沥青混凝土路面反射裂缝形成的重要原因。
夏季，由于热膨胀等原因，沥青混凝土路面会出现裂缝，随着气温的升高，反射裂缝会越来越明显。
而在冬季，由于路面温度的变化往往会产生热应力，从而导致沥青混凝土路面的龟裂和破碎。
3. 车辆荷载因素路面反射裂缝的发生也与车辆荷载有关。
在大量车辆频繁通行的情况下，沥青混凝土路面的高应力区域会受到较大的压力，进而引发反射裂缝的产生。
常用防治对策1. 增强基层的承载能力增强沥青混凝土路面基层的承载能力是减少反射裂缝的有效方式。
采用加固技术，如砂浆渗透加固技术、水泥稳定碎石技术、采用玻璃纤维加筋等方法可以有效减少路基沉降，缓解路面变形情况，从而减少路面反射裂缝的产生。
2. 改善路面材料的性能改善沥青混凝土路面材料的性能也是减少反射裂缝的重要方式。
采用高弹性模量材料和高抗裂性能材料制作路面，可以降低路面材料的疲劳损伤和断裂风险，从而有效延长路面的使用寿命。
3. 加强路面养护加强沥青混凝土路面的养护，是降低路面反射裂缝的重要保障。
常规的养护措施包括及时清理雨水排水系统、及时清理路面杂物、及时维修路面坑洞等，以保持路面表面水平和平整。
结论总之，沥青混凝土路面反射裂缝对路面的影响非常大。
反射裂缝的产生机理有多种，常用的防治对策包括增强基层承载能力、改善路面材料性能和加强路面养护等。
沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析
沥青路面反射裂缝成因及防治措施分析摘要：介绍了沥青路面反射裂缝的产生机理，对反射裂缝的危害进行了分析，并对反射裂缝防治措施和方法提出了建议。
关键词：沥青混凝土；反射裂缝；防治措施引言长久以来，沥青混凝土路面因其施工效率高、平整性能好、行驶舒适等优点备受青睐，然而伴随车辆荷载和温度荷载的长期作用，沥青混凝土路面存在易老化、高温易软化、低温易脆裂等缺点，导致路面易出现裂缝、坑槽等病害，而大多数结构性破损最初都是以裂缝形式表现，因此对裂缝尤其是反射裂缝的研究备受业内关注。
1反射裂缝的主要类型反射裂缝是我国沥青路面病害中常见的形式，由半刚性基层对温度、湿度的敏感性而产生的干缩、温缩裂缝或旧水泥路面原有裂缝的影响，导致沥青面层在环境温度、行车荷载作用下，与基层相同位置出现裂缝，形成反射裂缝。
根据反射裂缝产生的因素，分为荷载型反射裂缝和温度型反射裂缝。
1.1荷载型反射裂缝车辆荷载是荷载型反射裂缝形成的主要原因，荷载对沥青面层竖向压应力、水平拉应力、竖向剪应力产生较大影响。
当车辆经过时，沥青面层表面受到的竖向压应力大于面层底受到的竖向压应力，随着面层厚度的增加，竖向压应力随之减小；面层表面水平拉应力以拉-压交替的形式出现，面层底则以受压为主，而当基层存在裂缝时，层底水平拉应力先增大受拉，后减小受压，荷载在裂缝正上方时水平拉应力达到最大值；竖向剪应力随着面层深度的增大先增大后减小，当基层存在裂缝时，面层层底剪应力要大于基层不含裂缝时的层底剪应力。
因此在车辆荷载作用下，面层层底是受力较集中的区域。
当超重载荷经过时，极易使路面结构层的弯拉应力超过沥青路面结构层的抗拉极限，沥青面层层底形成应力集中，从而导致面层载荷型裂缝的形成。
随着超重载荷对于沥青路面的长期作用，裂缝便会不断扩传导至沥青路面表层，形成可见的载荷型裂缝，因此当沥青路面表面形成载荷型裂缝时通常已发生严重的结构基层破坏。
1.2温度型反射裂缝温度型反射裂缝分为低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。
碎石基层防止和减少沥青路面反射裂缝的应用
式 中 用 水 泥 、 灰 、 煤 灰 一 类 无 机 结 合 料 石 粉 Ｐ为 通 过 筛 孔 的 ｄ 通 过 率 ； 的 稳 定 土 所 形 成 的 水 硬 性 材料 统 称 为 半 刚 性 Ｄ 为 最大 粒 径 ； 材 料 。 刚 性 材 料 由 于 具 有 较 高 的 强度 和 半 ｍ为参数 。 模量而 广泛应用于 沥青面层 的承重基 层。 近 年 来 ， 内 许 多 高速 公 路 全 采 取 较 厚 的 国 参 数 ｍ 决 定 着 级 配 组 成 ， 而 影 响 级 从 半 刚性 底 基 层 路 面 结 构 ， 层 上 直 接 铺 沥 配碎 石 的性 质。 基 实践 表 明 ， ｎ＜０． ５ ， 当Ｉ ４ 时 集 ｍｉ － 虽可 获 得 高 密 实 度 ， 青面 层 的形 式 ， 沥青 面 层厚 度 在９ ｍ ～２ ｃ ｃ ３ ｍ 料 中 ＜５ Ｄ含 量 偏 多 ， 不等。 些结构整体强度较高 ， 这 但是 半 刚性 但 其 永 久变 形 能 力 将 有所 下降 ； 当ｍ ＞０． 而 ５ 集 ａ ｒ 影 基 层材 料 的 温 缩 、 缩 系数 常 介 于 ｌ 干 Ｏ～ｌ ０ ５ 时 ， 料 中 ＜５ ｍ含量 偏 小 ， 响级 配 碎 Ｏ 同时 ｍ取 ０． ５～０． ５ 间时 ， 料 ４ ５之 集 Ｘ ｌ 量 级 ， 高 的 温 缩 和 干 缩 特 征 ， 得 石 密 度 ； ０６ 较 使 ａ ｒ ＜０ ０ ４ 半 刚性 基 层在 温 度 、 度 环 境 因 素 作 用 下 ， 湿 中 ＜５ ｍ含 量 、 ．７ ｍｍ含量 及几 个影 响 ＴＭ 、 往 往先 出现 开 裂 ， 反 射 到 沥 青面 层 上 。 并 实 级 配 碎石 性 质 的 主要 指 标 均较 接 近 ＡＳ Ｔ０等 几 种 碎 石 级 配 。 践 表 明 ， 分 高 速 公 路 在 通 车 后 的 ｌ 年 ＡＡＳ 部 ～２ １． ２最大 粒 径 ２． 内 均 不 同程 度 地 出现 了 这 一 现 象 ， 重 的 严 按 富勒 公式 计 算 级 配 ， 中最 大 粒 径 Ｄ 其 影响了路面的功能和使 用寿命。 实 采 用 优 质级 配碎 石 作 为 上 基 层 可 有效 不 同 也 将 导 致 不 同ห้องสมุดไป่ตู้特 性 的 级 配 碎 石 。 践
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治背景路面裂缝是指路面长时间承受车辆荷载和气候环境精神而产生的裂缝，严重影响道路使用寿命和车辆行驶舒适度。
特别是沥青混凝土路面，易出现反射裂缝，其是从基层裂缝扩大形成的，非常危险。
本文就沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治进行简要介绍。
反射裂缝的形成在高速公路或其他大型道路上，反射裂缝是最常见的路面裂缝形式之一。
反射裂缝的形成常常起源于基层裂缝，那么基层裂缝又是什么呢？基层裂缝是混凝土或沥青水泥混合料在负荷下受到不均匀沉降、受到热膨胀和收缩等因素影响出现的裂缝。
当存在基层裂缝时，道路上车辆通行所产生的荷载、气象系统的影响等外力都会对这些裂缝造成负面影响，导致它们不断地扩大。
由于反射裂缝的扩大形成了一个重复的周期，所以被称为反射裂缝。
分析反射裂缝不仅会对车辆行驶造成不良影响，也会让整条路面的力学平衡失去均衡，直接影响路面的平整度和使用寿命。
1.裂缝宽度、长度、深度、间距裂缝的宽度、长度、深度和间距对路面反射裂缝的发生和发展具有极大的影响。
通常来说，道路上裂缝的扩展越快，整个道路的使用寿命就越短。
因此，在开展路面反射裂缝的分析研究时，必须深入了解裂缝的基本特征参数。
2.沥青混凝土反射裂缝多发原因我国沥青混凝土路面在使用过程中，由于自身材料的缺陷及基层情况的影响，反射裂缝在某些情况下会大量产生。
影响反射裂缝发生的主要因素在于路面结构的设计情况，包括材料及材料厚度的选择设置等。
防治针对沥青混凝土路面反射裂缝的特点，可以采用以下措施加以防治：1.采取基础处理措施仔细分析反射裂缝的出现主要原因，提高路面的设计质量，关注基础处理问题。
2.加强层间粘结性能通过在沥青混合料中加入聚合物改性剂和胶粘剂，在沥青混合料中适量添加颗粒粘结剂和筛筛制量更细的细集料，由此增加沥青与骨料之间的黏附力，显著提高了材料的层间粘结性能。
3.加强维护保养对现有已经出现反射裂缝的路面进行补强处理，采用高性能的修补产品，对反射裂缝及时进行维修养护。
水泥粉煤灰碎石基层沥青面层反射裂缝机理与措施
料的温缩系数 ， 另一方面有效降低了水泥水化热， 减 小了混合料内部和外部的温度差 ， 从而降低 了温缩 开 裂 的几 率 。
用” 矿物晶体或胶凝体的“ 间水作用” 、 层 以及“ 碳化 脱水作用” 而引起 的整体宏观体积的变化。裂缝大 ３ 反射 裂 缝 产 生 及 扩 展 机 理 ． 部分 间距 在 ３～１ 也有 少数 纵 向裂 缝 ， 的顶 宽 ３ １ 反射 裂缝 的产 生 ０ｍ， 缝
灰 的火 山灰效应 ， 增加 了混 合料 中胶凝 物 的数 量 ， 填 充 了颗粒 间 的孔 隙 ， 结构 整体 变得 紧密 。 同时 ， 使 水 化粉煤 灰 颗粒 问胶凝 物 相 互 交 叉 嵌锁 ， 加 了界 面 增
问 的摩 阻 力 。因此 ， 泥 粉煤 灰 稳 定 碎 石基 层 材 料 水
当温度高于冰点时， 水的存在会使其收缩 系数显著
增大 ； 当温 度低 于 冰点 时 ， 含水 量较 大 的情 况 下 ， 在
水的冻结会引起整体 材料胀缩 ， 从而使其收缩 系数
减小 。因此 ， 应严 格 控制混 合料 的含水 量 。
与水 泥稳定 碎石 基 层 材 料 相 比 ， 泥粉 煤 灰 稳 水
中 图 分 类 号 ：４ ６ ２ ７ Ｕ １． １ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
１ 引言
水 泥粉 煤 灰稳定 碎石 基层 作 为一种 新型 的半 刚 性 基层 ， 水泥 稳定 碎石 基层 相 比， 与 具有 早强 、 高强 、 减少 裂缝 、 提前 开放 交通 、 后期 强 度仍有 较大增 长 以 及利 于提 高道 面结 构 的承 载 能 力等 特 点 ， 足 了 飞 满 机荷 载大对 道 面结 构强 度要 求高 的特点 。由于水 泥 粉煤 灰稳 定碎 石基 层 是 属 于 半 刚性 材 料 ， 成 整 体 形 性 基 层 。在水 泥 、 粉煤 灰化 学 反 应 过 程 中会 产 生 体 积 变形 ； 为保 证施 工要 求 添加 的水 分 会丧 失 引 起 干 缩； 温度 周期 性 的变 化 会 产 生 相应 的变 形 。这 些 因 素都 会使 水 泥粉煤 灰 稳 定 碎 石 基层 产 生裂 缝 ， 接 直 引起 其上 沥青 面 层 的开 裂 ， 成反 射 裂 缝 。沥 青 面 形 层 反射裂 缝存 在会 加 速雨水 等 自然 因素对 沥青道 面 的 侵蚀 ， 产生 各种 病 害 ， 短 沥 青 道 面 的使 用 寿 命 。 缩 因此 ， 研究 水 泥粉 煤 灰 稳定 碎 石 基 层 开 裂 和反 射 裂
水泥稳定级配碎石基层裂缝成因分析及防治措施
水泥稳定级配碎石基层裂缝成因分析及防治措施水泥稳定级配碎石基层是道路工程中最为常见的路面结构之一，它具有承载能力和稳定性较好的特点，大大提高了道路使用寿命和安全性能。
然而，在实际使用过程中，水泥稳定级配碎石基层还是会产生各种各样的问题，其中最为严重的就是裂缝问题。
一、裂缝成因分析水泥稳定级配碎石基层裂缝产生的根本原因是由于它所处的环境和承载能力不断变化，从而导致了内部应力的变异，最终导致了裂缝的发生。
更具体地说，以下是裂缝产生的一些重要原因：1. 基层质量不合格水泥稳定级配碎石基层的施工质量对其使用寿命有着非常重要的影响。
如果基层施工质量不合格，就会导致基层内部出现各种问题，例如坍塌、起翘、空洞等，这些问题会加重基层的变形和应力，最终导致裂缝的产生。
2. 大温差及其他气候因素水泥稳定级配碎石基层的使用环境是非常恶劣的，尤其是在一些气候条件不好的地区，例如高寒地区和多雨地区，它很容易受到大温差、高温、低温和雨雪的影响而产生裂缝。
3. 车辆荷载和频次水泥稳定级配碎石基层一般都是用来承受车辆荷载的，因此，高频率和过重的车辆荷载都会对基层的稳定性造成很大的影响。
在长期的车辆荷载下，基层会逐渐出现变形，并且会加重基层内部的应力，最终导致裂缝的产生。
二、裂缝防治措施了解了水泥稳定级配碎石基层裂缝的成因，我们就需要采取相应的措施进行防治了。
以下是一些常见的防治措施：1. 采取合理的施工质量为了避免水泥稳定级配碎石基层在施工过程中出现问题，我们必须要采取合理的施工质量标准，例如要确保基层的材料质量合格、压实度符合标准等。
2. 采取适当的调整及防御策略在高寒地区和多雨地区的道路上，我们应采取相应的防御措施来避免大温差和雨雪对水泥稳定级配碎石基层的影响，例如可以在基层表面进行涂层加固，以防止雨水渗透导致基层内部结构的破坏。
3. 加强养护工作对于水泥稳定级配碎石基层，加强养护工作也是非常关键的。
例如及时清理道路，修补裂缝，进行灰尘控制等措施，可以有效地延长水泥稳定级配碎石基层的使用寿命及防止裂缝的产生。
【精品】沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策
沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防治对策摘要：沥青混凝土路面反射裂缝是公路病害中一种顽症，总结了不同形式的反射裂缝的产生机理，并提出了新的见解。
介绍了沥青混凝土路面反射裂缝的一些常用防治对策，提出了综合治理的新思路。
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。
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治
沥青混凝土路面反射裂缝的分析和防治1前言近年来，各地经济的迅猛发展，公路上交通量和汽车载重量剧增，对路面结构的损坏日渐加重，越来越多的旧水泥混凝土路面面临修复工作。
沥青混凝土罩面层对水泥混凝土路面的修复有着较大的作用，其施工工艺不仅简单方便，而且能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命[1]。
但由于旧水泥混凝土路面上存在接缝和裂缝等损坏现象，沥青罩面后的复合结构往往在使用的短时期内，罩面层在对应于旧水泥混凝土板接、裂缝的位置上出现反射裂缝。
反射裂缝本身对罩面层使用性能的影响不大，但环境因素(雨水、氧化等)的负面作用常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层的寿命。
反射裂缝是旧水泥混凝土加铺罩面沥青层所面临的一大难题。
反射裂缝问题本身十分复杂，影响因素众多，所以研究反射裂缝产生和发展的机理是防治反射裂缝措施的基本前提[2-3]。
因此对反射裂缝的产生及其扩展机理进行分析和研究很有必要的。
2研究路面反射裂缝的必要性目前我国的高等级公路普遍采用半刚性基层，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面层后，半刚性基层会不可避免的产生裂缝.因而，在开放交通后，在气候因素和交通因素的作用下，便会产生反射裂缝[4]。
在老路特别是旧水泥混凝土路面上进行沥青罩面被公认为是一种最可行最有效的恢复老路面使用性能的措施，加铺沥青罩面层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，并常常伴有错台、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于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，产生卿浆、台阶、网裂，加速路面破坏，大大缩短其寿命。
相关调查报告和研究结果表明[5-6]，冬季，沥青混凝土路面最容易出现裂缝，春季，周围环境温度升高，此时车辆荷载和温度荷载的作用加剧了裂缝的扩展，这给公路路面带来很大的损害。
沥青路面反射裂缝的形成与防反射机理
沥青路面反射裂缝的形成与防反射机理（1）疲劳开裂：它是指路面在正常使用情况下，由行车荷载的多次反复作用引起的。
沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用，结构层底面产生拉应变（或拉应力）值超过疲劳强度时，底面便开裂，并逐渐向表面发展。
经水硬性结合料稳定而形成的整体基层也会产生出疲劳开裂，甚至导致面层破坏。
这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂，继而逐渐扩展成网状，开裂的宽度和范围不断扩大。
（2）低温收缩开裂：沥青路面在低温时强度虽增大，但其变形能力却因刚性增大而降低。
但气温下降特别是急骤降温时，沥青面层受基层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，当累计温度应力超过沥青面层某一薄弱点（或面）的混合料的抗拉强度，路面便发生开裂。
这种开裂一般为横向间隔性裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。
这些裂缝从表层开始向下逐渐延伸，并形成对应裂缝。
（3）反射裂缝：由于基层开裂，反射带动面层开裂，或是面层带动基层开裂。
半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力。
在铺筑沥青后半刚性基层继续产生干缩，原有的干缩裂缝继续拉开和扩大，会将面层拉裂。
从温度膨胀系数分析，沥青面层大于半刚性基层，由于外露受气温和风速影响较大，因而在同一地段同一时间沥青面层温缩应力大于基层，这也是温缩裂缝的主要原因（4）路基的破坏所引起的裂缝：由于路基压实不均匀、路基稳定性差等原因，同时在自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降使路基发生滑动，将路面拉裂，出现裂缝，通常为纵向裂缝。
另外由于施工缝压实度不足，也容易产生裂缝，继续发展会成为翻浆。
2土工布防治道路裂缝的作用机理（1）隔离作用。
铺放土工布间层，将开裂的基层与沥青混凝土面层隔离，避免了基层与沥青混凝土面层的直接接触，基层裂缝拉应力不能直接传递到沥青混凝土面层上，虽减小了间层与面层间的结合力，但沥青粘合料将土工织物与间层和新铺面层连成一整体，共同承受车辆荷载的作用，足以防止界面上下层的相对位移而保持连续。
级配碎石过渡层在旧水泥路面加铺沥青层中防裂机理分析
级配碎石过渡层在旧水泥路面加铺沥青层中防裂机理分析摘要：从反射裂缝形成原因，以及级配碎石过渡层防裂机理的分析，在旧水泥混凝土路面和沥青加铺层之间铺筑一层级配碎石过渡层是一种有效的、合理的防裂措施。
关键词：沥青加铺层反射裂缝级配碎石机理在水泥混凝土路面上加铺沥青层是旧水泥混凝土路面改建的首选方案，但是反射裂缝是加铺改造后产生的主要问题，它是由于下层水泥混凝土板块裂缝或接缝的反射引起的沥青加铺层的开裂。
为保证加铺层的整体性、行车表面的完整性、以及防止水分侵入路面体系，有必要进行防止或缓解反射裂缝的研究。
1.反射裂缝形成原因根据形成原因的不同，可将水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层产生的反射裂缝分为荷载型反射裂缝和非荷载型反射裂缝。
非荷载型反射裂缝又包括温缩裂缝、干缩裂缝、以及路基不均匀沉降引起的基层开裂等。
1.1荷载型反射裂缝形成原因。
由于旧水泥混凝土板块接缝和裂缝的存在，使得其作为基层的整体性强度降低，交通荷载作用于不连续的板体时，在接缝或裂缝两侧相邻板块处产生竖向位移差，沥青加铺层在相应位置将随之出项较大的剪切应力，从而产生剪切破坏，并逐步向上扩展，形成荷载型反射裂缝。
1.2温度型反射裂缝形成原因。
路面暴露于大气中，受气温周期性变化的影响较大，沥青加铺层和旧水泥混凝土板块随温度变化而发生热胀冷缩现象，产生温度应力。
由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续，因此沥青加铺层同时承受其本身以及旧水泥混凝土路面所产生的温度应力。
特别是在冬季气温较低时，沥青加铺层将因为与接缝对应处的应力过大而产生开裂，从而形成温度型反射裂缝。
2.级配碎石过渡层抑制反射裂缝机理分析级配碎石作为旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间的过渡层，起到了应力消散和隔离的作用，以防止或缓解沥青加铺层反射裂缝的产生。
2.1级配碎石过渡层消散应力作用分析。
级配碎石是完全没有结合料的散粒结构，强度主要来源于碎石本身的强度及碎石颗粒之间的嵌挤能力，作为过渡层其本身不具有承受和传递拉应变和拉应力的能力。
级配碎石防止反射裂缝的机理及施工技术
旦 出现 反 射裂 缝 ， 粘 结级 配 碎 石骨 料 在 荷 无
载的作 用下 位 置重新 调整 ， 同时应 力重新 分 布 ， 料 骨 重 新排 列 。这 不仅 不 会 促 进裂 缝 的发 展 ， 会 使 产 还
生的裂 缝得 到 一定 程 度 的 弥合 ， 这表 明级 配 碎 石 材
料 对裂 缝具 有 自愈性 。 但是 ， 在施 工 中， 由于各 方 面 的 原 因 ， 半 刚 性 如 基 层 的水化 热 量过 大或 半刚性 基层 成 型后暴 露在 大
配 碎石 防止反 射裂 缝 的效果 。
裂缝 ； 另一 方 面 ， 着 传 递 给 沥 青 砼 的 应 变 能 的 减 随 少 ， 路面层 产 生裂 缝 的可能， 动 三轴 仪 测 试 试 件 的单 向受 用 压 情 况 。分 析 采 用 的 弹 性 模 量 ： 配 碎 石 为 ４ ０ 级 ５ ＭＰ ， 青 砼 为 １３ ０ ＭＰ ， 横 坐 标 比例 不 一 样 ａ沥 ５ ａ 纵 （ 图 １ 。假定 断级 配碎 石 应力 曲线 弹 性 阶段 的 斜 见 ） 率 为 １ 沥 青砼应 力 曲线对 应 的斜 率 为 ３ ， 。储 存应 变 能 多者 即是 三者 中 防止 反 射 裂 缝 最 有 效 者 ， １中 图 应 力 一应 变 曲线所 围面积 即为 应 变能 。 图 １ 明 ， 相 同 的应 力状 态 下 ， 载下 级配 碎 表 在 静
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１ ４ １
第３ 期
２０ ０ ７年 ５月
级 配碎 石 防止 反 射 裂 缝 的机 理及 施 工 技 术
存 更 多的应 变 能 。这 样 ， 一方 面 ， 配碎 石不 易产 生 级
水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制
水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制一、概述水泥稳定碎石基层沥青路面是一种常用的道路表层结构，具有结构简单、施工容易、维护成本低等优点。
在使用过程中，经常会出现裂缝、龟裂、剥落等问题，这些问题严重影响了路面的使用寿命和安全性能。
因此，如何控制水泥稳定碎石基层沥青路面的裂缝是一个重要的课题。
二、裂缝形成原因1. 人为因素•重车超载和频繁通过。
•道路施工质量不高，包括路面平整度和路面横向坡度等。
•维修不当，例如补丁修补、损坏的沥青路面热补等。
2. 自然因素•温度变化引起的热胀冷收。
•降雨和冰雪引起的路面结构变形。
三、裂缝控制1. 防止人为因素引起裂缝•限制重车超载和频繁通过，定期检查重车是否符合道路标准。
•对于新建的道路，应严格按照规范施工，控制路面平整度和横向坡度等。
2. 技术控制（1）控制水泥稳定碎石基层厚度水泥稳定碎石基层的厚度会影响到路面的承载能力和稳定性，因此需要根据道路要求控制基层厚度。
（2）使用合适的配合比采用符合当地气候条件和使用要求的水泥稳定碎石基层配合比。
（3）控制沥青路面的厚度沥青路面的厚度也会影响到道路的使用寿命和稳定性，需要根据使用要求和气候条件调整沥青路面的厚度。
（4）使用控制沥青路面伸长模量的改性剂改性剂可以改进沥青路面的弹性模量和刚度，增加路面的承载能力，从而控制裂缝的形成。
3. 维护和养护定期维护和养护可以有效控制裂缝、龟裂、剥落等问题，从而延长道路的使用寿命和安全性能。
具体包括： - 定期清理路面积水，避免水侵入路面结构。
- 及时维修和更换损坏的沥青路面。
- 定期进行路面检查，发现问题及时进行维修。
四、结论水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制是道路工程的重要课题。
这篇文档主要从裂缝形成原因和控制方法两个方面进行了分析。
从人为因素、技术控制和维护养护三个方面提出了控制裂缝的措施，建议在实际工程中要根据具体情况进行选择和调整。
通过合理的施工和养护措施，可以有效控制水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝，提高道路的使用寿命和运行安全性。
沥青路面反射裂缝作用机理及防治对策
沥青路面反射裂缝作用机理及防治对策作者：韩焱来源：《环球市场》2019年第35期摘要：本文在全面了解反射裂缝作用机理的基础上，阐述了沥青路面反射裂缝影响因素，并提出了防治措施。
基于此，结合具体案例，通过设置应力吸收层来防治沥青路面反射裂缝，经工后观测分析，设置应力吸收层，可有效延缓或避免反射裂缝，提高路面施工质量。
关键词：沥青路面;反射裂缝;作用机理一、反射裂缝作用机理旧混凝土路面补强时，需将一层沥青罩面铺设于原路面，这种情况下混凝土极易位移并产生大于罩面层抗拉强度的拉应力，此时罩面层就会产生裂缝，此类裂缝便被称为反射裂缝。
若车辆从裂缝正上方碾压通过，则以张开型方式呈现，而裂缝一侧，可产生剪切裂缝。
无论是车辆荷载引起的裂缝，还是温度梯度引起的裂缝，都会产生裂纹，并逐步严重化。
一般情况下，此过程可分为3个阶段完成，如表1所示。
二、沥青路面反射裂缝影响因素（一）温度一年有四季，春夏秋冬气温变化各不同，伴随气温的变化，路面面层之间的温差也会随之改变。
在低温环境下，因整体收缩，极易出现集中应力，若温度持续下降，面层所受应力将远远高于其压缩极限，致其开裂，导致上层反射裂缝面积加大。
在温度变化较快的情况下，面层很难在极短时间内，收缩与恢复，从而形成开裂。
（二）荷载当旧路面裂缝处，有车辆反复碾压时，极易产生过大挠度和弯沉差。
沥青罩面层在水平向上将产生拉应力，在竖直方向上，则会产生剪应力。
加之填缝料和沥青材料之间相互嵌挤，从而形成集中应力。
特别是同时有水平拉应力和垂直剪切力产生时，反射裂缝更为严重，且会逐步扩展。
（三）水的作用若路面积水严重，无法及时排出，沿裂缝将向基层渗流，在行车荷载作用下，地下极易形成动力水。
尤其是季冻区，路面下残留水将会冻胀，并由此产生冻胀力。
若渗入量不大，可有效控制。
若路面下残留水量过大，且在极限值以上，将损坏路面。
（四）材料自身因素在反射裂缝影响因素中，除上述温度、行车荷载及降水量之外，路面自身特性也会对反射裂缝造成严重影响。
水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝原因及控制
水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝原因及控制水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料，其中又以水泥稳定碎石性能最为优异，然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点，因此如何进一步减少其反射裂缝的产生，依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。
标签：水泥稳定碎石基层；沥青路面裂缝；收缩裂缝的控制水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料，其中又以水泥稳定碎石性能最为优异。
然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点，因此如何进一步减少其反射裂缝的产生，依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。
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，因此有必要对水泥稳定碎石基层进行研究，以便能为将来更为广泛的应用提供经验。
1 裂缝产生原因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，包括反射裂缝和对应裂缝。
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。
半刚性基层沥青路面裂缝出现的原因有3种可能：一是面层本身性能不良，二是由于基层干缩和温缩开裂而反射到面层产生裂缝，三是由于面层、基层相互作用所引起。
国外通常认为半刚性基层沥青路面裂缝是由半刚性基层引起的反射裂缝，且这种反射裂缝主要由半刚性基层材料的干缩裂缝引起的。
国内则认为半刚性路面的裂缝有荷载型裂缝，有沥青面层的温度收缩裂缝，还有由半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。
对于半刚性基层，裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。
低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝分析
低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝分析低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝是指在低水泥剂量级配碎石基层沥青路面上出现的裂缝现象。
低水泥剂量级配碎石基层沥青路面是一种以碎石为骨料，通过添加少量水泥以提高基层强度的路面结构。
本文将对低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝进行分析。
首先，低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝形成的原因有多种。
其中一个主要原因是基层材料的不均匀沉降造成的路面变形。
由于基层质量不均匀，可能存在松散的地层或者是坑洞，当车辆经过时会导致部分区域沉降，从而引起裂缝的形成。
另外，温度变化也是裂缝形成的原因之一、碎石基层的热膨胀系数较大，当温度变化较大时，碎石基层会因温差的影响而发生变形，从而导致路面出现裂缝。
其次，低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝的影响有多方面。
首先是对行车安全的影响。
路面裂缝会使路面变得不平整，增加驾驶过程中的颠簸感，对车辆的行车安全构成威胁。
其次是对路面寿命的影响。
路面裂缝会导致水雨渗入到路面内部，引起路面基层的泛软和软化，进一步加剧裂缝的扩大和破坏，最终导致路面的寿命缩短。
此外，裂缝还会对行车舒适性产生负面影响，增加了行车时的颠簸感，对车辆和驾驶员造成不良的影响。
最后，针对低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝问题，应采取相应的维修措施。
首先应对基层材料进行检查和整修，必要时加固处理。
其次，在路面施工时可适量增加水泥剂量，提高整体路面的强度和稳定性。
另外，可以考虑在碎石基层和沥青层之间添加渗透层，以阻止水雨渗透到基层，减少裂缝的形成。
此外，定期进行路面养护和检查，及时修补和填充裂缝，延缓裂缝扩展和路面破坏。
最后，应加强路面的维护管理，定期进行养护和维修，延长路面的使用寿命。
综上所述，低水泥剂量级配碎石基层沥青路面裂缝是由多种因素引起的，对行车安全、路面寿命和行车舒适性均会产生负面影响。
因此，我们应采取适当的维修措施，加强路面养护和维修管理，以延长路面的使用寿命，提高路面的质量。
级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析
2011年3月第27卷第2期 沈阳建筑大学学报(自然科学版)Jo urnal o f Shenyang Jianzhu U n i v ersit y (N atura l Sc i ence)M ar. 2011V o l .27,N o.2收稿日期:2010-09-20基金项目:辽宁省交通厅项目(200914)作者简介:张海(1972 ),男,副教授,博士,主要从事桥梁耐久性研究.文章编号:1671-2021(2011)02-0247-06级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析张 海1,2,马光超1,张敏江1,马 静1(1 沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168;2 大连理工大学建设工程学部,辽宁大连116024)摘 要:目的研究级配碎石过渡层沥青路面结构面层的有效应力强度因子的变化,为沥青路面结构合理设置级配碎石过渡层提供理论依据.方法基于AB AQU S 有限元计算方法,运用断裂力学理论对级配碎石沥青路面结构和常规半刚性沥青路面结构的应力强度因子进行对比分析,研究级配碎石厚度和模量、面层模量、基层模量的变化对沥青面层应力强度因子的影响.结果沥青面层结构下设置级配碎石过渡层,可以大大减小面层底部裂缝的应力强度因子,推荐级配碎石层厚度为10~15c m.结论级配碎石可以有效地减缓基层反射裂缝向上的扩展,适当增加级配碎石基层厚度和模量、半刚性基层模量,可进一步提高级配碎石抑制反射裂缝扩展的效果.关键词:级配碎石;反射裂缝;断裂力学;有限元法中图分类号:U 416 214 文献标志码:AM echanis m Analysis of Graded Aggregate PreventingReflecti on Cracks of As phalt Pave m entZHANG H a i 1,2,MA G uangchao 1,ZHANG M i n ji ang 1,MA Ji ng1(1 Scho o l o f C iv il Eng i neering Sheny ang Ji anzhu U n i v ersity ,Sheny ang ,C hi na ,110168;2 Faculty o f Infrastructure Eng i nee r i ng,D a li an U niversity of T echno logy,D a lian ,Ch i na ,116024)Abst ract :This paper is a i m ed to research on the change o f stress i n tensity facto r o f asphalt surface o f aspha lt pav e m en t str ucture w ith a transiti o n l a yer o f unbound graded ag gregate based on fracture m echan i c s ,w hich can prov i d e t h e theory ba sis fo r setti n g g raded agg regate transiti o n lay er of a spha lt pave m ent structure rea sonab l y .B ased on ABAQU S fi n ite e le m ent m ethod and fracture m echan i c s ,the crack i n g s on t h e aspha lt pav e m en tw ith unbound aggregate upper and se m i rig i d base aspha lt pave m ent are com pared and analyzed ,further m o re ,ana l y zi n g t h e infl u ence on change o f m odu l u s and th i c kness o f the lay er o f g raded agg rega te ,m odulus of surface and se m i r i g id base on stress intensity facto r o f aspha lt surface .The results of the paper are that the layer o f unbound g raded aggregate under the aspha lt pav e m ent can reduce the stress intensity fac to r of the subbase and prevent re flection cracking effective l y .The paper reco mm ends the thickness o f the graded broken stone from 10c m to 15c m.It i n d icate s that the layer o f unbound graded ag gregate can slow dow n the expansion o f reflecti o n crack i n g effectua lly ,si m u ltaneo usl y the suitab l e increasi n g o f t h e m odulus and th ickne ss o f the lay er o f graded ag gregate ,basic m odulus can i m prove on the effect o f preven ti n g the re flecti o n crack i n g w it h the lay er o f graded agg rega te .K ey w ords :g raded aggregate ;reflecti o n cracks ;fracture m echan ics ;fi n ite ele m ent248 沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷伴随着半刚性基层沥青路面的大量修筑,由半刚性基层的温缩、干缩开裂引起沥青路面严重的反射裂缝、基层排水性能差、损坏后修补困难等缺点日益突出,严重影响了路面使用性能.为了克服半刚性基层这些缺点,一些地区将级配碎石放在沥青层与半刚性层之间,作为应力消散层,以减轻半刚性材料的反射开裂.级配碎石层可以有效减少反射裂缝的发生这一点已经得到许多工程的验证,但对级配碎石层防止反射裂缝发生的机理,尤其是从力学分析的角度深入认识,目前研究的还不够.笔者利用断裂力学理论,应用ABAQU S 有限元软件建立有限元模型,对级配碎石过渡层路面结构进行断裂力学分析,从而深入研究级配碎石防止反射裂缝的力学机理,为级配碎石过渡层沥青路面结构设计提供理论依据.1 断裂力学基本理论1 1 裂缝的基本类型应力强度因子是描述裂纹尖端场的一个参数,它与载荷的大小及几何尺寸有关.一般可将裂缝分成三种类型: 张开型; 剪切型(平面内); 撕开型(平面外剪切型),见图1.图1 裂缝类型F i g 1 T he type o f crack一般认为,半刚性基层沥青路面结构内的裂缝扩展主要是张开型,当汽车荷载作用在裂缝的正上方时,裂缝处的沥青层内产生压应力,裂缝将以张开模式引发沥青层的反射裂缝.当汽车荷载作用在裂缝之前或之后时,裂缝两侧沥青层的受力不均匀,半刚性基层中的裂缝将以剪切模式引发沥青层的反射裂缝,即产生剪切型裂缝.撕开模式由于与路面受力不符,因此不存在[3-5].笔者研究的是级配碎石作为防止反射裂缝层加铺在半刚性基层和沥青面层中间时的应力应变变化,所以在建模设置中只单考虑张开型断裂模型.根据断裂理论,裂缝尖端处产生应力集中,出现应力奇异点,且该应力奇异点的应力值远大于无裂缝处的结构应力[6-7].在裂纹端点处应力分量都趋于无穷大,这种特性即为裂纹尖端应力奇异性,它是由于裂纹端点为几何上的不连续点所导致[8-9].应力分量由两部分组成,一部分是关于场分布的描述,它随点的坐标而变化,通过极坐标r 的奇异性及角分布函数来体现;另一部分是关于场强度的描述,由应力强度因子K 来表示,它和裂纹体的几何条件和外加荷载特性有关,反映裂缝尖端附近的应力场强度.在断裂力学中,应力场应力强度因子K 作为裂纹尖端附近应力奇异性程度的表征参量,是衡量裂纹尖端区的应力强度的重要指标.应力强度因子可由相应的应力场和位移场定义:K =li m r 02 r y (r ,0).(1)K =li m r 02 r xy (r,0).(2)式中:K 为 型应力强度因子;K 为 型应力强度因子;r 为极坐标; y 、 xy 为裂缝尖端附近的应力分量.1 2 建立裂缝尖端奇异单元模式早期用的有限元方法来分析裂缝问题,采用常规单元来划分裂缝尖端附近区域,不论尖端附近的网络划分有多细,计算精度都不会很高.笔者采用由H enshell 、Sha w 和B arso u m[10-12]提出的1/4节点单元法(1/4单元也称为奇异单元),实际上是一种畸形等参单元,在裂缝尖端处将中间结点向裂缝尖端靠拢,距裂缝尖端1/4边长处(通常中间结点在边长1/2处),这样的单元可以较好地反映裂缝尖端附近的应力场.这样处第27卷张 海等:级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析249理后,可以很好地模拟裂缝尖端的奇异性问题,并且单元也不用划分的那么细,这大大减轻了划分网格的工作强度和节约了计算时间.2 配碎石沥青路面断裂力学有限元分析2 1 路面结构设计参数笔者建立5种不同路面结构形式,分别为不同级配碎石厚度下沥青路面结构和常规半刚性基层沥青路面结构,各层参数见表1[13],路面结构示意图见图2、图3所示.表1 五种路面结构形式各结构层材料设计参数Table 1 D esi gn para m e ter o f struc t ura l layer m ater i a l i n the f i ve fo r m o f pav e m en t structure结构类型面层厚度/c m 面层模量/M Pa 基层厚度/c m 基层模量/M Pa 砂砾厚度/c m 土基模量/M Pa 过渡层模量/M Pa 过渡层厚度/c m 结构一7140030180025403000结构二71400201800254030010结构三71400201800254030012结构四71400201800254030015结构五71400201800254030020图2 半刚性基层沥青路面结构F i g 2 A spha lt pav e m ent w it h s em i r i g idbase图3 级配碎石过渡层沥青路面结构F ig 3 A spha lt pav e m ent w it h g raded broken stone transiti on lay er2 2 荷载模式的确定2 2 1 基本假设考虑到有裂缝基层路面结构的实际受力情况,将模型作以下简化:(1)沥青混合料在低温条件下主要表现为弹性性能,按线性假设进行分析;(2)除裂缝面是由一系列不连续点构成以外,各层均由均质各向同性的线弹性材料组成,力学特性用弹性模量E 和泊松比 表征;(3)路面结构为长6m 、厚度3m 的线弹性体,且各层间始终保持位移和应力都完全连续,只有上下2层接触面上的水平应力不连续;(4)横向裂缝贯穿路面的整个宽度,且所有裂缝面均为自由面[14].(5)边界条件的定义,设定垂直于x 轴方向的面即横断面,固定x 轴方向位移,并约束其他两个方向的转角;对于底面,固定x 、y 两个方向位移,并约束所有转角.2 2 2 荷载模式假定路表面作用有垂直荷载,接触面压力均匀,轴载为100kN (0 7M Pa ,2a =2 15c m,a 为荷载作用半径[15]),当车轮驶过裂缝上方时,经历2个典型位置,分别为行车荷载对称作用于裂缝上端(正载)和行车荷载作用于裂缝上方一侧(偏载),笔者只考虑正载作用,如图4所示.2 3 有限元模型的建立本次模型中的路面结构在水平方向取6m,深度方向取3m.采用ABAQU S 有限元软件建立模型,图5为带裂缝的常规半刚性基层沥青路面结构,图6为带裂缝的级配碎石过渡层沥青路面250 沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷结构.图4 行车荷载作用于裂缝正上方Fig 4 W heel l o ad ac t abov ecrack图5 带裂缝的常规半刚性基层沥青路面结构F i g 5 A spha lt pavem ent w ithfractured图6 带裂缝的级配碎石过渡层沥青路面结构F i g 6A s pha lt pav e m en t w it h frac t ured se m i r i g i d ba s eg raded broken stone transiti on lay er2 4 计算结果与分析为了研究级配碎石过渡层在不同厚度下沥青面层层底应力强度因子、应力、应变的变化情况,笔者分别建立了不同级配碎石厚度下的沥青路面结构模型,计算结果如图7~图9所示.图7 碎石层厚度与应力强度因子的关系F i g 7 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand stre ss i n t ensity fac t o r图8 碎石层厚度与沥青层底拉应力的关系F i g 8 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand ten sil e stre ss o f asphalt从图7可以看出,设有级配碎石过渡层的路面结构中,面层底部裂缝尖端的应力强度因子远小于常规半刚性基层路面结构.当级配碎石层厚度为10c m 时,应力强度因子减少42%,说明级配碎石过渡层能吸收半刚性基层裂纹所释放的应变能,从而减小沥青面层底面裂缝的应力强度因子.故级配碎石层具有较好的延缓反射裂缝的作用,为沥青路面结构合理设置级配碎石过渡层提供了理论依据.第27卷张 海等:级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析251图9 碎石层厚度与沥青层底拉应变的关系F i g 9 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand stre tch i ng stra i n o f a s pha lt综合图7~图9可以看出,级配碎石层的设置厚度对防裂效果具有一定影响,随着级配碎石厚度的增加,应力强度因子随之降低.当碎石厚度达到20c m时,应力强度因子减少53%,说明级配碎石延缓反射裂缝的效果明显.但随着级配碎石层厚度的增加,沥青层底拉应力、拉应变及路表弯沉逐渐增大,沥青路面的结构受力不合理,所以级配碎石的厚度要取一个合理的厚度,既能延缓反射裂缝,又能使沥青路面结构受力合理.当铺设10~15c m级配碎石时,半刚性基层反射裂缝抑制效果明显且沥青路面结构受力比较合理,所以建议在结构设计中铺设级配碎石过渡层,厚度以10~15c m为宜.3 各结构层模量对裂缝应力强度因子的影响为了研究沥青面层模量、级配碎石层模量、半刚性基层模量对应力强度因子的影响,运用ABAQU S建立与2 3节相同的有限元模型,计算各结构层不同模量下的应力强度因子,模型参数和上节相同.改变各结构层模量,考虑常规各结构层的模量值,取面层模量1200~1800M Pa,级配碎石模量200~500M Pa,半刚性基层模量1200~2000M Pa.分别建立模型,完成有限元模型分析计算,计算结果如图10~图12所示.从图10中可以看出,面层模量对应力强度因子的影响很大,随着面层模量的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子逐渐增大.面层模量的增加,虽然可以使面层强度增加,但面层底面的应力强度图10 面层模量与应力强度因子的关系F i g 10 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f surface图11 级配碎石模量与应力强度因子的关系F i g 11 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f graded broken stone图12 半刚性基层模量与应力强度因子的关系F i g 12 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f sem i rig i d base252沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷因子增大,裂缝更容易扩展,同时路面更容易发生断裂,导致路面发生破坏.因此,不能片面地追求高模量,模量越大,越不利于沥青层的受力,裂缝更容易扩展,所以,沥青面层模量的大小应在一个适宜的范围值内,过高和过低都不是好的选择.从图11、图12可以看出,面层裂缝尖端的应力强度因子随着级配碎石模量、半刚性基层模量的增加而逐渐减小,所以适当增加级配碎石基层模量、半刚性基层模量,可进一步提高级配碎石抑制反射裂缝扩展效果.4 结 论(1)在沥青面层结构下设置级配碎石过渡层结构,可以大大减小面层底部裂缝的应力强度因子,说明级配碎石过渡层可以有效地防止反射裂缝的发生.(2)随着级配碎石厚度的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子随之降低,而沥青层底拉应力、拉应变及路表弯沉随之增大,沥青路面的结构受力不合理.笔者推荐级配碎石层厚度10c m到15c m左右.(3)面层模量对应力强度因子有很大的影响,随着面层模量的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子逐渐增大.(4)随着级配碎石模量、半刚性基层模量的增大,面层裂缝尖端的应力强度因子都逐渐较小,增加级配碎石模量比增加半刚性基层模量更有效抑制路面裂缝的扩展.参考文献:[1] 范天佑.断裂理论基础[M].北京:科学出版社,2003.(F an T i any ou.T he theo ry o f frac t ure m echanics[M].Be iji ng:Science Press,2003.)[2] 廖公云,黄晓明.A BA QU S有限元软件在道路工程中的应用[M].南京:东南大学出版社,2008.(L 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级配碎石底基层对沥青路面结构受力的影响分析
级配碎石底基层对沥青路面结构受力的影响分析【摘要】柔性基层能够有效减少沥青路面反射裂缝，延长路面使用寿命，在我国已得到一定的推广应用，本文以级配碎石底基层沥青路面为例，通过拟定不同的沥青路面结构组合，选取不同的级配碎石厚度和模量，利用Bisar3.0软件进行路面结构力学计算，着重分析了级配碎石底基层厚度及模量对基层层底拉应力和基顶压应变的影响，级配碎石底基层沥青路面的设计提供了参考。
【关键词】沥青路面；级配碎石；厚度；模量；力学响应分析0. 引言改革开放以来，随着国家经济实力的增长，在公路建设方面的投资也逐步增加，取得了显著的成绩。
但是，目前我国的高速公路的服务水平因不能够完全满足经济发展的需要，特别是各种路面病害，严重影响了人们的出行和货物运输，这一定程度上是与我国公路所采用的路面结构有关。
目前，我国高速公路路面基层主要还是采用半刚性基层，这种路面结构能够使路面结构承载力得到很大提高，但是由于半刚性材料的温缩和干缩的缺点，很容易导致路面出现反射裂缝，使雨水进入路面结构，从而会带来一系列的病害。
为了减少路面的反射裂缝，提高路面的长期性能，研究人员尝试了很多方法，取得了一定的成果，其中，采用了柔性基层来代替办半刚性基层就是一种十分有效的办法。
但是在设计中怎样选择柔性基层的厚度及材料级配，更加合理地设置路面结构是路面设计者必须解决的一个问题，本文就以级配碎石底基层为例，采用力学计算的方法，分析研究不同级配碎石厚度及模量对沥青路面沥青层底拉应变的影响，为级配碎石底基层在路面结构中的应用提供依据。
1. 计算模型的建立为分析级配碎石底基层厚度对路面应力分布的影响，本文以弹性层状连续体系理论为基础，利用Bisar3.0力学计算程序，拟定路面结构，荷载布设方式如图1所示，采用双圆均布荷载，当量圆半径为10.65cm，轮隙间距为1.5 r，轴载大小为标准轴载100kN，考虑水平荷载的影响，其表面摩擦系数f=0.2。
p碎石基层防止沥青路面反射裂缝结构的实践运用
碎石基层防止沥青路面反射裂缝结构的实践运用摘要级配碎石在实际生活中广泛地被应用于各低级路面基层以及高级路面的一个特殊结构层，那就是——防反射裂缝层，这样的碎石基层设计对于路面的使用性能具有非常重大的影响。
本文从反射裂缝产生的有关机理、碎石基层防止反射裂缝产生的原因、碎石基层的实践运用等方面对此问题进行了比较详细的实践运用探究。
关键词沥青路面；碎石基层；反射；裂缝；运用在近几年内，伴随着我们国家的普通公路和高速路交通事业蓬勃的发展，我国的公路建设屡创新高，在道路的修建上也非常广泛地采用了各种不同类型的复合型路面结构，比如：用沥青将水泥路面罩面，加铺沥青路面以及加铺各类的磨耗层等等。
现在的车流量随着时间的推移日益增加，各种旧的路面逐渐将病害反射到了加铺层上，尤其是以反射层的裂缝为常见问题。
所以，研究碎石基层在防止沥青路面的反射裂缝结构上进行实践运用探究对延长我们路面的使用寿命，以及降低平时的养护费用等问题上都具有非常重大的意义。
1 反射裂缝产生的有关机理对于我们原有的路面，各个板缝以及路面的裂缝不能够承受剪应力和拉应力，所以当车辆在行驶过一些不连续裂缝板体的时候，裂缝两侧的相邻板块之间就会产生竖向方向的位移，因此而出现的就是较大的剪应力，像这样的剪切应力如果直接地反射到了裂缝或者是接缝的顶面沥青面层，那么就会形成一个应力的集中。
当此集中的应力达到了一定的强度，甚至超过了面层强度时则会导致面层的开裂，这也就是沥青的加铺混凝土层为何产生出荷载型的反射裂缝的一个主要原因。
与此同时，由于受到气温的周期性变化影响，普通的旧路面层以及沥青的加铺层都会在一定程度上发生热胀冷缩的现象。
2 碎石基层防止反射裂缝产生的原因采用一些优质级配的碎石来作为上基层能够非常有效地减少和防止半刚性基层由于收缩而引起的相关反射裂缝，这是因为：1）碎石材料一般属于散粒体，所以密实紧凑的碎石基层虽然具有很高的抗压能力但是却不能够承受住较大的拉力，因此不能够传递下卧层所产生的拉应变和拉应力；2）由于是散粒体，所以不会在外部环境因素的作用下而收缩，因此它是稳定的；3）隔离的作用可以减少下卧的半刚性基层受到湿度和温度的影响，从而可以进一步地减少此半刚性基层在一定程度下产生的收缩。
浅谈水泥稳定碎石基层沥青路面反射裂缝分析及防治
浅谈水泥稳定碎石基层沥青路面反射裂缝分析及防治摘要：通过介绍水泥稳定碎石基层沥青路面结构的裂缝模式和对其材料性能、反射裂缝形成机理的分析,指出防治反射裂缝应从选择合适的材料和设计合理的结构组合着手,以便采取有效的技术措施.关键词：水泥稳定碎石基层，沥青路面，反射裂缝，分析，防治Abstract: through the introduction of the cement stable macadam cracks in the asphalt pavement structure, and the material performance model, analyzing the formation mechanism of reflection crack, and points out that the prevention and reflection crack should choose the right materials and design the reasonable structure to, in order to take effective technical measures.Keywords: of the cement stable macadam, asphalt pavement, reflection crack, the analysis, the control半刚性基层具有很好的板体性、刚度、扩散应力强，具有良好的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性。
基于半刚性基层的良好的力学性能和造价低的优点，相比较其他类型基层，在高等级公路上暂时都不可能取代半刚性基层，半刚性基层仍将作为一种主导性基层应用于我国的公路建设。
我国常见的半刚性基层有水泥稳定土水泥、二灰稳定土、石灰稳定土。
本文主要研究对象是水泥稳定碎石基层。
随着水泥稳定基层在公路工程中的广泛应用，沥青混凝土路面的裂缝是公路工程普遍存在的病害之一，路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分，使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、台阶、网裂等病害，从而加速路面破坏。
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2011年3月第27卷第2期 沈阳建筑大学学报(自然科学版)Jo urnal o f Shenyang Jianzhu U n i v ersit y (N atura l Sc i ence)M ar. 2011V o l .27,N o.2收稿日期:2010-09-20基金项目:辽宁省交通厅项目(200914)作者简介:张海(1972 ),男,副教授,博士,主要从事桥梁耐久性研究.文章编号:1671-2021(2011)02-0247-06级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析张 海1,2,马光超1,张敏江1,马 静1(1 沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168;2 大连理工大学建设工程学部,辽宁大连116024)摘 要:目的研究级配碎石过渡层沥青路面结构面层的有效应力强度因子的变化,为沥青路面结构合理设置级配碎石过渡层提供理论依据.方法基于AB AQU S 有限元计算方法,运用断裂力学理论对级配碎石沥青路面结构和常规半刚性沥青路面结构的应力强度因子进行对比分析,研究级配碎石厚度和模量、面层模量、基层模量的变化对沥青面层应力强度因子的影响.结果沥青面层结构下设置级配碎石过渡层,可以大大减小面层底部裂缝的应力强度因子,推荐级配碎石层厚度为10~15c m.结论级配碎石可以有效地减缓基层反射裂缝向上的扩展,适当增加级配碎石基层厚度和模量、半刚性基层模量,可进一步提高级配碎石抑制反射裂缝扩展的效果.关键词:级配碎石;反射裂缝;断裂力学;有限元法中图分类号:U 416 214 文献标志码:AM echanis m Analysis of Graded Aggregate PreventingReflecti on Cracks of As phalt Pave m entZHANG H a i 1,2,MA G uangchao 1,ZHANG M i n ji ang 1,MA Ji ng1(1 Scho o l o f C iv il Eng i neering Sheny ang Ji anzhu U n i v ersity ,Sheny ang ,C hi na ,110168;2 Faculty o f Infrastructure Eng i nee r i ng,D a li an U niversity of T echno logy,D a lian ,Ch i na ,116024)Abst ract :This paper is a i m ed to research on the change o f stress i n tensity facto r o f asphalt surface o f aspha lt pav e m en t str ucture w ith a transiti o n l a yer o f unbound graded ag gregate based on fracture m echan i c s ,w hich can prov i d e t h e theory ba sis fo r setti n g g raded agg regate transiti o n lay er of a spha lt pave m ent structure rea sonab l y .B ased on ABAQU S fi n ite e le m ent m ethod and fracture m echan i c s ,the crack i n g s on t h e aspha lt pav e m en tw ith unbound aggregate upper and se m i rig i d base aspha lt pave m ent are com pared and analyzed ,further m o re ,ana l y zi n g t h e infl u ence on change o f m odu l u s and th i c kness o f the lay er o f g raded agg rega te ,m odulus of surface and se m i r i g id base on stress intensity facto r o f aspha lt surface .The results of the paper are that the layer o f unbound g raded aggregate under the aspha lt pav e m ent can reduce the stress intensity fac to r of the subbase and prevent re flection cracking effective l y .The paper reco mm ends the thickness o f the graded broken stone from 10c m to 15c m.It i n d icate s that the layer o f unbound graded ag gregate can slow dow n the expansion o f reflecti o n crack i n g effectua lly ,si m u ltaneo usl y the suitab l e increasi n g o f t h e m odulus and th ickne ss o f the lay er o f graded ag gregate ,basic m odulus can i m prove on the effect o f preven ti n g the re flecti o n crack i n g w it h the lay er o f graded agg rega te .K ey w ords :g raded aggregate ;reflecti o n cracks ;fracture m echan ics ;fi n ite ele m ent248 沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷伴随着半刚性基层沥青路面的大量修筑,由半刚性基层的温缩、干缩开裂引起沥青路面严重的反射裂缝、基层排水性能差、损坏后修补困难等缺点日益突出,严重影响了路面使用性能.为了克服半刚性基层这些缺点,一些地区将级配碎石放在沥青层与半刚性层之间,作为应力消散层,以减轻半刚性材料的反射开裂.级配碎石层可以有效减少反射裂缝的发生这一点已经得到许多工程的验证,但对级配碎石层防止反射裂缝发生的机理,尤其是从力学分析的角度深入认识,目前研究的还不够.笔者利用断裂力学理论,应用ABAQU S 有限元软件建立有限元模型,对级配碎石过渡层路面结构进行断裂力学分析,从而深入研究级配碎石防止反射裂缝的力学机理,为级配碎石过渡层沥青路面结构设计提供理论依据.1 断裂力学基本理论1 1 裂缝的基本类型应力强度因子是描述裂纹尖端场的一个参数,它与载荷的大小及几何尺寸有关.一般可将裂缝分成三种类型: 张开型; 剪切型(平面内); 撕开型(平面外剪切型),见图1.图1 裂缝类型F i g 1 T he type o f crack一般认为,半刚性基层沥青路面结构内的裂缝扩展主要是张开型,当汽车荷载作用在裂缝的正上方时,裂缝处的沥青层内产生压应力,裂缝将以张开模式引发沥青层的反射裂缝.当汽车荷载作用在裂缝之前或之后时,裂缝两侧沥青层的受力不均匀,半刚性基层中的裂缝将以剪切模式引发沥青层的反射裂缝,即产生剪切型裂缝.撕开模式由于与路面受力不符,因此不存在[3-5].笔者研究的是级配碎石作为防止反射裂缝层加铺在半刚性基层和沥青面层中间时的应力应变变化,所以在建模设置中只单考虑张开型断裂模型.根据断裂理论,裂缝尖端处产生应力集中,出现应力奇异点,且该应力奇异点的应力值远大于无裂缝处的结构应力[6-7].在裂纹端点处应力分量都趋于无穷大,这种特性即为裂纹尖端应力奇异性,它是由于裂纹端点为几何上的不连续点所导致[8-9].应力分量由两部分组成,一部分是关于场分布的描述,它随点的坐标而变化,通过极坐标r 的奇异性及角分布函数来体现;另一部分是关于场强度的描述,由应力强度因子K 来表示,它和裂纹体的几何条件和外加荷载特性有关,反映裂缝尖端附近的应力场强度.在断裂力学中,应力场应力强度因子K 作为裂纹尖端附近应力奇异性程度的表征参量,是衡量裂纹尖端区的应力强度的重要指标.应力强度因子可由相应的应力场和位移场定义:K =li m r 02 r y (r ,0).(1)K =li m r 02 r xy (r,0).(2)式中:K 为 型应力强度因子;K 为 型应力强度因子;r 为极坐标; y 、 xy 为裂缝尖端附近的应力分量.1 2 建立裂缝尖端奇异单元模式早期用的有限元方法来分析裂缝问题,采用常规单元来划分裂缝尖端附近区域,不论尖端附近的网络划分有多细,计算精度都不会很高.笔者采用由H enshell 、Sha w 和B arso u m[10-12]提出的1/4节点单元法(1/4单元也称为奇异单元),实际上是一种畸形等参单元,在裂缝尖端处将中间结点向裂缝尖端靠拢,距裂缝尖端1/4边长处(通常中间结点在边长1/2处),这样的单元可以较好地反映裂缝尖端附近的应力场.这样处第27卷张 海等:级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析249理后,可以很好地模拟裂缝尖端的奇异性问题,并且单元也不用划分的那么细,这大大减轻了划分网格的工作强度和节约了计算时间.2 配碎石沥青路面断裂力学有限元分析2 1 路面结构设计参数笔者建立5种不同路面结构形式,分别为不同级配碎石厚度下沥青路面结构和常规半刚性基层沥青路面结构,各层参数见表1[13],路面结构示意图见图2、图3所示.表1 五种路面结构形式各结构层材料设计参数Table 1 D esi gn para m e ter o f struc t ura l layer m ater i a l i n the f i ve fo r m o f pav e m en t structure结构类型面层厚度/c m 面层模量/M Pa 基层厚度/c m 基层模量/M Pa 砂砾厚度/c m 土基模量/M Pa 过渡层模量/M Pa 过渡层厚度/c m 结构一7140030180025403000结构二71400201800254030010结构三71400201800254030012结构四71400201800254030015结构五71400201800254030020图2 半刚性基层沥青路面结构F i g 2 A spha lt pav e m ent w it h s em i r i g idbase图3 级配碎石过渡层沥青路面结构F ig 3 A spha lt pav e m ent w it h g raded broken stone transiti on lay er2 2 荷载模式的确定2 2 1 基本假设考虑到有裂缝基层路面结构的实际受力情况,将模型作以下简化:(1)沥青混合料在低温条件下主要表现为弹性性能,按线性假设进行分析;(2)除裂缝面是由一系列不连续点构成以外,各层均由均质各向同性的线弹性材料组成,力学特性用弹性模量E 和泊松比 表征;(3)路面结构为长6m 、厚度3m 的线弹性体,且各层间始终保持位移和应力都完全连续,只有上下2层接触面上的水平应力不连续;(4)横向裂缝贯穿路面的整个宽度,且所有裂缝面均为自由面[14].(5)边界条件的定义,设定垂直于x 轴方向的面即横断面,固定x 轴方向位移,并约束其他两个方向的转角;对于底面,固定x 、y 两个方向位移,并约束所有转角.2 2 2 荷载模式假定路表面作用有垂直荷载,接触面压力均匀,轴载为100kN (0 7M Pa ,2a =2 15c m,a 为荷载作用半径[15]),当车轮驶过裂缝上方时,经历2个典型位置,分别为行车荷载对称作用于裂缝上端(正载)和行车荷载作用于裂缝上方一侧(偏载),笔者只考虑正载作用,如图4所示.2 3 有限元模型的建立本次模型中的路面结构在水平方向取6m,深度方向取3m.采用ABAQU S 有限元软件建立模型,图5为带裂缝的常规半刚性基层沥青路面结构,图6为带裂缝的级配碎石过渡层沥青路面250 沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷结构.图4 行车荷载作用于裂缝正上方Fig 4 W heel l o ad ac t abov ecrack图5 带裂缝的常规半刚性基层沥青路面结构F i g 5 A spha lt pavem ent w ithfractured图6 带裂缝的级配碎石过渡层沥青路面结构F i g 6A s pha lt pav e m en t w it h frac t ured se m i r i g i d ba s eg raded broken stone transiti on lay er2 4 计算结果与分析为了研究级配碎石过渡层在不同厚度下沥青面层层底应力强度因子、应力、应变的变化情况,笔者分别建立了不同级配碎石厚度下的沥青路面结构模型,计算结果如图7~图9所示.图7 碎石层厚度与应力强度因子的关系F i g 7 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand stre ss i n t ensity fac t o r图8 碎石层厚度与沥青层底拉应力的关系F i g 8 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand ten sil e stre ss o f asphalt从图7可以看出,设有级配碎石过渡层的路面结构中,面层底部裂缝尖端的应力强度因子远小于常规半刚性基层路面结构.当级配碎石层厚度为10c m 时,应力强度因子减少42%,说明级配碎石过渡层能吸收半刚性基层裂纹所释放的应变能,从而减小沥青面层底面裂缝的应力强度因子.故级配碎石层具有较好的延缓反射裂缝的作用,为沥青路面结构合理设置级配碎石过渡层提供了理论依据.第27卷张 海等:级配碎石基层对沥青路面反射裂缝抑制机理分析251图9 碎石层厚度与沥青层底拉应变的关系F i g 9 R elati o ns h i p be t w een t he t h i ckness o f rubble l ay erand stre tch i ng stra i n o f a s pha lt综合图7~图9可以看出,级配碎石层的设置厚度对防裂效果具有一定影响,随着级配碎石厚度的增加,应力强度因子随之降低.当碎石厚度达到20c m时,应力强度因子减少53%,说明级配碎石延缓反射裂缝的效果明显.但随着级配碎石层厚度的增加,沥青层底拉应力、拉应变及路表弯沉逐渐增大,沥青路面的结构受力不合理,所以级配碎石的厚度要取一个合理的厚度,既能延缓反射裂缝,又能使沥青路面结构受力合理.当铺设10~15c m级配碎石时,半刚性基层反射裂缝抑制效果明显且沥青路面结构受力比较合理,所以建议在结构设计中铺设级配碎石过渡层,厚度以10~15c m为宜.3 各结构层模量对裂缝应力强度因子的影响为了研究沥青面层模量、级配碎石层模量、半刚性基层模量对应力强度因子的影响,运用ABAQU S建立与2 3节相同的有限元模型,计算各结构层不同模量下的应力强度因子,模型参数和上节相同.改变各结构层模量,考虑常规各结构层的模量值,取面层模量1200~1800M Pa,级配碎石模量200~500M Pa,半刚性基层模量1200~2000M Pa.分别建立模型,完成有限元模型分析计算,计算结果如图10~图12所示.从图10中可以看出,面层模量对应力强度因子的影响很大,随着面层模量的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子逐渐增大.面层模量的增加,虽然可以使面层强度增加,但面层底面的应力强度图10 面层模量与应力强度因子的关系F i g 10 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f surface图11 级配碎石模量与应力强度因子的关系F i g 11 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f graded broken stone图12 半刚性基层模量与应力强度因子的关系F i g 12 R ela tionshi p bet w een the stre ss i ntensity fac t o r andm odu l us o f sem i rig i d base252沈阳建筑大学学报(自然科学版)第27卷因子增大,裂缝更容易扩展,同时路面更容易发生断裂,导致路面发生破坏.因此,不能片面地追求高模量,模量越大,越不利于沥青层的受力,裂缝更容易扩展,所以,沥青面层模量的大小应在一个适宜的范围值内,过高和过低都不是好的选择.从图11、图12可以看出,面层裂缝尖端的应力强度因子随着级配碎石模量、半刚性基层模量的增加而逐渐减小,所以适当增加级配碎石基层模量、半刚性基层模量,可进一步提高级配碎石抑制反射裂缝扩展效果.4 结 论(1)在沥青面层结构下设置级配碎石过渡层结构,可以大大减小面层底部裂缝的应力强度因子,说明级配碎石过渡层可以有效地防止反射裂缝的发生.(2)随着级配碎石厚度的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子随之降低,而沥青层底拉应力、拉应变及路表弯沉随之增大,沥青路面的结构受力不合理.笔者推荐级配碎石层厚度10c m到15c m左右.(3)面层模量对应力强度因子有很大的影响,随着面层模量的增加,面层裂缝尖端的应力强度因子逐渐增大.(4)随着级配碎石模量、半刚性基层模量的增大,面层裂缝尖端的应力强度因子都逐渐较小,增加级配碎石模量比增加半刚性基层模量更有效抑制路面裂缝的扩展.参考文献:[1] 范天佑.断裂理论基础[M].北京:科学出版社,2003.(F an T i any ou.T he theo ry o f frac t ure m echanics[M].Be iji ng:Science Press,2003.)[2] 廖公云,黄晓明.A BA QU S有限元软件在道路工程中的应用[M].南京:东南大学出版社,2008.(L 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