半刚性基层裂缝防治措施
半刚性基层裂缝产生的原因及预防措施
关键 词:半 刚性基Байду номын сангаас 裂缝产生原 践证 明, 拌制混合料时 , 含水量宜略大于
因 防治
最佳含水量 ,一般可控制大于 l %一2 %
左右 ,使混合料运到现场摊铺后碾压时 低一 定水 泥剂 量 的情 况下 也 能 够达 到设
一
、
引言
的含水量不小于最佳含水量 ( 控制不大 计强度。 因此 , 不能为追求强度而盲 目地
基 层 裂缝 的预 防提 出 了相 应 的对 策 和 方 混合料压不实 。 另外 , 混合料大量蒸发散 大 , 宽度大的裂缝传荷能力差 , 容易使沥
法。
失水分 , 也容易产生严重的干缩裂缝。 实 青面层产生反射裂缝。 ( ) - 通过改善级配来降低水泥剂量 实践证明 ,良好 的混合料级配在降
不 均匀 的裂纹 。 三 、 刚性 基层 裂 缝的 预 防措 施 半 ( ) 水 泥稳 定基 层 材料 的 强度 一 限制
展,半 刚性路 面基层这种结构形式被越 来越 多地应用到公路建设 中。 但是 , 刚 半
性基层的裂缝 问题却 一直 困扰着施工单 度和干缩应变有很大影 响。 含水量过小 ,
半刚性路面基层具有强度高 、承载 于最佳含水量 的 1 %为宜 ) 。水泥稳定碎 增加水泥剂量 ,要在混合料级配上进行 对原材料规格进行分级, 尽 力强 、 水稳性好 、 抗冻性 强 、 冲刷等特 石基层干缩应变随混合料 的含水量增加 改善和优化 , 耐 点, 在我国高等级公路施工中得到普遍的 而增大。 施工碾压 时含水量越大 , 结构层 量细分, 材料分级越多就越容易掺配, 才 推广和应用。 然而, 多年来的实践表明, 尽 越易产生干缩性裂缝 。即使铺 筑了沥青 能得到最佳的配合比。通过改善级配提 从 降低 很多, 使用范 面层 ,在 旱季 或 冬季 也 可 能产 生 干 燥 裂 高混合料的密实性 , 而保证强度 , 围很广, 但也暴露出一些不容忽视的缺陷 缝 。 因此 , 施 工 时 , 根 据天 气 情 况适 水泥用量 ,减小因水泥用量大而产生裂 在 应 和不足。半刚性基层最致命的缺点是收 当增加或减少拌和用水量。 缩系数大 、 抗变形能力低 , 自身的干缩 、 在 ( 混合料 ≤0 7 mm粉尘含量或 四) .5 0 温缩作用下会产生裂缝并反射到路面, 导 含 泥 量超 标
半刚性基层裂缝处置措施
半刚性基层裂缝处置措施一、主要防治措施:1.加铺土工织物土工织物包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物。
无纺织物厚度为0.4mm-4mm,模量为10MPa-160MPa,临界应力5MPa-20MPa,临界应变40%-140%。
织物的厚度较薄,一般为0.4mm-0.7mm,模量则更高:400MPa-1500MPa,临界应力和应变分别为40MPa-140MPa 和8%-15%。
无纺织物夹层的主要作用与橡胶沥青应力吸收夹层相似,而织物由于模量稍高,可对加铺层起少量加筋作用。
在半刚性基层顶或沥青之间设置各种土工合成材料,可以提高沥青混合料的抗拉强度与抗变形能力。
土工夹层材料对于由于基层水平位移引起的张开型裂缝能起到较好的防裂作用,且能防止路表水下渗,同时土工织物造价低廉、施工工艺简单,但是常用的土工织物抵抗竖向剪切变形的能力较差,抵抗水平向张拉应力的能力也有限。
2.加铺格栅格栅包括聚烯或聚醋土工格栅、玻纤格栅和金属格栅。
土工格栅的厚度为0.8mm-11mm,模量900MPa-2500MPa,临界应力和应变与织物相近。
金属格栅的厚度为2mm-4mm,其模量可达到8000MPa-10000MPa。
刚度大的夹层对于降低加铺层内因温度下降而引起的应力应变的作用不如软夹层,但对于降低荷载产生的应力应变的作用则远大于软夹层,采用复合夹层(下层为应力吸收层,上层为金属格栅),虽然可以像软夹层那样减少温度引起的反射裂缝,但仍保留了软夹层不能降低加铺层荷载应力的缺点。
因此,不同的材料,不同刚度的夹层所起的作用也有所不同。
从实际的使用效果和经济角度出发,建议采用玻璃纤维格栅,玻璃纤维格栅具有很高的耐热性和优异的耐寒性、强度大、模量高、化学稳定性好、耐腐蚀、膨胀系数低、尺寸稳定性好等优点,能够有效地改善路面结构应力分布,抵抗和延缓路面基层裂缝引起的沥青面层的反射裂缝的发生,但玻纤格栅铺装时,由于其变形受温度变化的影响波动较大,给施工带来诸多不便。
半刚性基层裂缝形成机理及防治措施
浅谈半刚性基层裂缝形成机理及防治措施摘要半刚性基层在我国高等级公路建设中得到广泛应用,裂缝问题是其主要缺陷。
本文对半刚性基层裂缝形成机理进行了分析,并提出了相应的防治措施。
关键词半刚性基层裂缝形成机理防治措施1.引言由于半刚性基层具有强度高、水稳性和冰冻稳定性好、刚性较大、材料板体性好,利于机械化施工且工程造价低,能适应重交通发展的需要等优点,我国高等级公路建设中越来越多地采用了半刚性材料基层。
国内已建成高速公路使用调查表明,半刚性基层沥青路面通车后一年最迟两年均出现了大量裂缝,裂缝率最高达640m/1000m2面开裂的原因很多,主要分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
非荷载型裂缝又可分为沥青面层自身的温缩裂缝和由基层温缩、干缩、疲劳引起的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,尤其是由半刚性基层材料温缩和干缩引起的裂缝问题最为严重,所占比例超过50%。
2.半刚性基层裂缝形成机理半刚性基层的裂缝是由其温度收缩、干燥收缩和疲劳荷载作用产生的,而疲劳荷载作用是次要的,主要因素是温度收缩和干燥收缩。
因而,半刚性基层材料的温度收缩机理和干燥收缩机理便构成了半刚性基层裂缝形成的主要机理。
2.1温度收缩机理半刚性基层材料的基本结构是由固相(组成其空间骨架原材料的颗粒和其间的胶结料)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)、气相(存在于空隙中的气体)组成,因而半刚性基层材料的外观胀缩性是固、液、气三相不同温度收缩性的综合效应,使得基层材料产生体积收缩即温度收缩。
一般气相大部分与大气贯通,在综合效应中影响较小,可以忽略。
就组成固相的矿物颗粒而言,原材料中砂粒以上颗粒温度收缩系数较小,粉粒以下颗粒,特别是粘土矿物的温度收缩性较大。
存在于半刚性基层材料内部大空隙、毛细孔、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”这三种过程对半刚性材料产生较大影响的。
半刚性材料在干燥和饱水状态下有较小的温度收缩值,而在一般含水量下有较大的温度收缩值。
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。
半刚性基层的反射裂缝机理和防治措施
2反 射裂缝 的扩展 分 析 对于反射裂 缝的产生和 发展, 目前一般 认为是 由于温 度变 化引起 的混 凝土 板伸缩 和行车荷 载驶过接缝 或裂缝, 缝端附近 的沥青混凝 土材料 内产 生应力 在 集 中, 接缝或 裂缝处 不能很 好地传 递拉应 力或剪 应力, 而 导致 反射裂 缝的产 生 和 发展 。行车荷 载驶 过接缝 或裂缝 处时 , 拉伸裂 缝之外 , 缝两边 的路 面结 除 裂 构也 将对 上面 各层 或下 面 各层产 生剪 切 作用, 诱发 反射 裂缝 产生 和发 展 。
1引言 随着我 国交 通量的迅速 增加和重载 的 日益增 多, 传统 的以单一粒料基层 为 主 的路面 结构 已不能 适应 重载 交通 的需要, 以水泥稳定 碎石 为主 的半刚性基 而 层 沥青路 面, 因为其 板体 性强, 承载 能力 高的特 点而得 到广泛 的应用 。但 由于 半 刚性材 料本身 的温缩 和干缩 性质 , 外界温 、湿 度变 化时, 易导致基 层开 在 容 裂[ ] 。 。开裂后在 温度 梯度 和温度 变化 产生 的温度 应力 的共 同作用 下, 裂缝 沿 开裂 基层 向上 扩展 至面 层, 使沥 青 面层也 出现裂 缝 。 裂缝出现后 , 在行车 和降水 的共 同作用下, 加速裂缝 的发展, 终导致路 会 最 面 结构层 的损坏 , 响道路 的行车 功能, 影 如何 正确认 识半刚性 基层沥 青路 面的 反射 裂缝, 深入分析 反射裂缝 的扩展机 理, 然后 根据不 同状况采取相 应的措施 , 对 减少 路面 的早 期损 坏, 降低 养护 维修 成本 , 延长 路面 使用 寿命 具有 重要 意 义 。
应 用 技 术
I ■
CoiedcoyV h e ho i iccnengew n naT 1Re s
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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推荐:减少半刚性基层裂缝的措施有哪些?
减少半刚性基层裂缝的措施有哪些?要求:在沥青面层铺筑前不产生裂缝;1、限制水泥稳定基层材料的强度、水泥剂量及细集料的剂量;尤其在柔性底基层时要注意;强度高,刚度则大,基层材料与底基层材料间模量比增加,从而增大基层底面由行车荷载作用下引起的拉应变或拉应力,容易使基层在行车荷载作用下产生开裂;强度高,基层出现的收缩裂缝间距大,裂缝宽度也大,易在沥青面层上产生反射裂缝。
国外经验:日本:不超过4MPa;前苏联:不超过6MPa;德国:28天不超过12MPa。
2、调整施工时间,不要在太热或太冷季节施工;3、严格控制施工碾压时含水量,控制在《规范》允许的范围之内;4、成型后及时养生,保持混合料的含水量不受损失。
不能让基层曝晒变干而开裂;5、在碾压完成后(最迟在养生结束后),应喷洒稀沥青(或乳化沥青)做成透层或粘层;撒布3-8mm碎石约3kg/m2,不得使用0-5mm碎石;6、透层或粘层完成后,应尽快铺筑沥青面层。
可以防止基层混合料中水分损失而产生干缩裂缝。
在温差大时,也可防止产生温缩裂缝;7、在稳定度满足要求的前提下,应该选择针入度较大的沥青做沥青面层;面层可采用橡胶沥青或聚合物改性沥青;8、一般公路,沥青面层较薄,宜基层上做封层,开放交通半月以上,基层收缩完成后,再铺沥青面层,以减少反射裂缝。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。
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。
半刚性基层裂缝成因分析与防治对策
半刚性基层裂缝成因分析与防治对策摘要:鉴于半刚性基层裂缝是造成路面早期损坏的主要原因之一,从裂缝的类型入手,着重对裂缝产生的机理和内在原因进行了分析,并针对配合比设计、水泥用量、混合料含水量等关键因素提出防治对策。
关键词:基层裂缝成因分析配合比设计施工控制引言半刚性基层沥青砼路面结构在我国各等级公路建设中得到广泛应用,但是路面裂缝确是困扰公路建设与养护的顽症之一。
路面裂缝多属于基层反射裂缝,一般缝距在20~50米不等,严重者在10米左右。
表面水通过裂缝进入路面结构内部,在行车作用下形成内部动水压力,是造成路面唧泥、坑槽、龟网裂、沉陷等早期破坏的主要原因。
因此对半刚性基层裂缝的成因进行分析研究,提出解决对策具有一定的现实意义。
1、裂缝类型半刚性基层材料的裂缝是由收缩变形引起的收缩裂缝,主要表现为因温度变化而造成的温度收缩、因含水量变化而造成的干燥收缩和因水泥水化作用引起的硬化收缩三种形式。
2 、机理分析水是影响材料温缩的最主要因素,特别是在非饱水状态时影响较大,研究表明,当温度在t=0~-10℃时,在最佳含水量附近总出现最大的温缩系数。
干缩的基本原理是由于水的蒸发而发生的毛细管作用,吸附作用及分子间的作用和材料矿物品体或凝胶体间水的作用,碳化收缩作用等而引起的整体宏观体积变化。
集料龄期增加,强度提高,干缩降低,可见初期养生不良或含水量太大必将导致很大的干缩变形。
3、裂缝的成因分析3.1 混合料的级配设计规范规定的级配范围太宽,且多数为悬浮密实结构,细集料含量偏高。
片面追求强度指标,增加保险系数,造成水泥掺量偏多。
试件成型采用静压法,室内试验与现场施工条件不匹配。
3.2 原材料塑性指数高原材料生产加工不规范,石料含泥量太大。
特别是细集料、石粉塑性指数严重超标。
3.3 混合料含水量偏大混合料在拌和生产通过水的流速和时间计量加水数量的方法不科学,导致混合料含水量偏大,成型后因水分散失出现干缩裂缝。
3.4 养生养生工作重视程度不够,基层强度形成之前,养生洒水过多造成浸泡或表面忽干忽湿。
半刚性基层裂缝成因分析及防治措施
位移 , 面层 中 引起面 层剪 切搓 动和 剪切 疲 劳破坏 而 导致 分 的减 少而 产生干缩 和干 缩应力 。 在 干缩 应力 的大 小 与水分 开 裂 , 着 大面 积 的 使用 , 们逐 渐 发 现 半刚 性基 层 在 强 损 失 的多 少快慢 成 正 比。在 初 期 , 随 人 由于基 层 混合 料 的抗 拉 度 形 成 过程 中及 运 营 期 间容 易 产生 干缩 和 温 缩 裂缝 进 而 强度 还 不大 , 若 养生 不 利 , 如 就会 在 较 短 的时 间 内 形成 较 使 沥青 面层过 早开 裂 , 引起路 面早 期破 坏。 并 大 的干缩 应 力 , 以 此 时很容 易 引 起开 裂 , 期 裂 缝一 般 所 初 1 实例 分析 较 细 : 强 度形 成后 及运 营过 程 中 , 在 随着 水 分的继 续减 少 ,
某 路面 工程 , 稳碎 石基层 设计厚 度 2 c , 水 0 m 设计 强度 干缩 应力 增 大 , 上运 营 时 产生 的 附加 应力 , 缝 会继 续 加 裂 30 a 7 。MP ( d无侧 限抗 压强 度 )水 泥计 量 40 , 铺 机摊 发展 , 长 增宽 直至 完全 断开 。② 任 何材 料 都存 在温 度 收 , .% 摊 增 铺 , 型振动压 路机 +大 Ⅱ 位胶 轮压路 机组 合碾压 。 当天 缩 的性 能 , 刚性基 层材 料也 是如 此。 重 屯 半 基层 铺筑 后 , 未采 如 或遇 到 大 幅降 温 天气 , 上 述 工程 实 如 施 工 温度 为 1 6~2 ℃ , 0 采用 薄膜 养生 ; 周后 施工 透 层和 取很 好 的保 温 措施 , 一 基 改性 乳 化 沥青 稀 浆封 层 , 层厚 5 封 mm, 渗 水试 验 , 做 满足 例所 述 , 层材 料 中 的拉 应力 和拉 应 变会 急剧增 大 。 当拉 规范 要 求 ;二周 后温 度下 降 1 o 0 C,低 温天 气持 续一 个 星 应力 或拉 应 变增 大 到超 过材 料本 身所 能承 受 的极 限值 时 ,
半刚性基层产生裂缝原因及防治措施分析
较 大, 实后 混合 料密 度 、强度 不均 匀, 压 收缩 不一 致而 开裂 。通 过试验 , 骨架 密 实结 构 能显著 减少 半 刚性 基层 的收 缩量 , 大其 抗裂 系数 。这种 方 法不但 增
不增 加 公路 建 设费 用, 而且 抗裂 效 果显 著, 因而 它具 有非 常 大 的实用 价值 。 2 稳定 剂剂量 . 稳定 剂剂 量对 半刚 性基 层 的抗裂 性有 较大 的影 响 。比如 , 对于 水泥 稳定 类, 水泥 剂 量存 在一 个 最佳 值, 当高 于这 个最 佳值 , 定 料的 收缩 较大 。 稳 3 含 水量 . 含 水量 过大 可 导致水 泥 在混合 料 中分 布不 均匀 , 粗集 料表 面裹 覆 水泥较 少, 时还 可 能造 成水 泥量 损 失 、加剧 离 析等 。过 少 的含 水量 , 能保 证 水 有 不 泥的 有 效水 化, 会导 致 半 刚性基 层 的 抗裂 性下 降 。 这 4 养 护条件 及龄 期 . 半 刚性基 层施 工过程 中及 施工完 毕后 进行 有效养 护是 保证半 刚性 基层不 出现或 少 出现早 期开 裂的必 要手 段 。由于养 生不善 , 水分蒸 发过 大, 者时干 或 时湿, 至长 时间暴 晒 都会 导致 半 刚性 基 层 的早 期开 裂 。 甚 3延缓 反射 裂 缝形 成 半 刚性基 层 的开裂 是必 然的, 是或 早或迟 , 多或少 。面对 半刚 性基层 只 或 的开裂 , 们 并不是 无 能为力 , 我 而是可 以采用 有效 措施 减缓 甚至在 某种 程度上 防止半 刚性 基层裂 缝 向面层 反射 。延缓 反射 裂缝 形成 的措施 归纳起 来主 要有 以下几 种 。 3 1 半刚性 基层 预切 缝 对基层 进行预 锯缝处理 的 目的 : 一是减 少面层 反射 裂缝 的产生 或者说延 长 裂 缝 间距 : 二是 减 少沥 青 面 层龟 裂 、 网裂 、 坑槽 等病 害 。这是 因 为 基层 预 锯缝 缝隙 处若预加 处理 ( 如填缝 并铺设 一定长度 的带条 土工 布织物) 那么可 以 , 防 止基层 锯缝 反射 到沥青 面层 上来 : 即使基 层预锯 缝反 射到 沥青 面层上 来, 反 射裂 缝也 比 由于基层 自由开裂 而产 生 的面层反 射裂 缝规 则 。而 规则 的裂缝 边 缘在行 车荷载 的作用 下不容 易碎裂 , 但是 因 自由开 裂而产 生的不规 则裂 缝边缘 在行 车荷 载 的作用 下 容易 损伤 , 以 由此而 产生 的龟 裂 、网裂 、坑槽 等病 害 所 现象要 较 自由开 裂状 态下 而引起 的这 些病 害现 象较 小。其 中确定 基层 预锯缝 的最大 缩缝 间距 是基 层预锯 缝 措施 的主要 内容 。预锯缝 间距 越小, 缝越 多, 接 不仅增加 施工 的复杂性 , 同时如 果对基 层预锯缝 处理 不当还 容易使面 层产 生反 射 裂缝 , 从而 影响 路面 的整体 强度 。但 是基 层预 锯缝 过长 也会带 来一些 问题 ,
半刚性基层的沥青路面反射裂缝分析与防治
河南科技上裂缝分析与防治青路面我国高等级公路经过十几年的建设,积累了丰富的经验,在路面结构方面形成了一种主流模式———半刚性基层沥青路面,但半刚性材料之一沥青材料对温度和湿度变化比较敏感,在其强度形成过程中以营运期间会产生干缩裂缝和低温收缩裂缝。
因此,探讨反射裂缝的形成机理,对采用优质的路面材料、合理的结构层次,压缩沥青路面面层厚度,采取切实有效的技术措施防止或延缓沥青路面开裂的产生,并对已发生的裂缝进行治理是十分必要的。
使半刚性基层沥青路面真正体现“优面强基稳定土层”的路面结构组合原则,以适应我国公路事业迅速发展的需要。
一、半刚性基层材料的性能用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或处治碎(砾)石以及用各种水硬性材料结合料的工业废渣修筑的基层叫半刚性基层。
通常包括石灰土、石灰粉煤灰(简称二灰)、石灰粉煤灰(简称二灰土)、水泥土等以细颗粒组成的材料和以石灰土、石灰粉煤灰、水泥等结合料组成的材料。
1.热胀特性。
半刚性基层材料的宏观热胀性是其固、液、气三相热学性质相互作用综合效应的外观表现。
原材料除粉土矿物外,一般具有较小的胀缩系数,而新生胶结合物具有较大的热胀系数。
各种形式的水通过扩张作用,毛细管压力作用和冰冻作用,对其冻胀性产生相当大的影响。
当含水量接近最佳含水量时,半刚性基层材料的温度收缩系数呈现最大值。
2.干燥特性。
半刚性基层材料的干燥收缩主要是通过毛细管张力作用,吸附水及分子间力作用、层间水作用和硫化作用4个过程而引起整体宏观的收缩。
半刚性基层材料处于相对湿度和温度不断变化的环境,而相对温度又与湿度成反比。
因此,半刚性基层的李强1崔艳晓2( 1.许昌市交通局交通工程定额质量监督站;2.许昌市公路局第二工程处)R7与地电位连通,V O =0V 。
总之,V A 限定在+0.7V ~+5.7V 之间,经过D3的+0.7V 压差补偿后,V O 输出限定在0~5V 之间,即称为用于单片机单极性调理电路。
半刚性基层沥青路面反射裂缝防治措施综述
半刚性基层沥青路面反射裂缝防治措施综述摘要:半刚性基层沥青路面抗变形能力较差,易出现裂缝,本文重点对半刚性基层沥青路面反射裂缝进行分析与总结。
关键词:半刚性基层沥青路面;反射裂缝;防治措施半刚性基层沥青路面抗变形能力较差,易出现裂缝,随着表面雨水或雪水通过裂缝浸入路面基层、底基层甚至土基,削弱基层、土基的强度,在大量行车荷载反复作用下,会导致路面整体强度明显降低,使裂缝加宽,裂缝两侧的沥青面层碎裂,加速沥青路面的破坏,影响沥青路面的使用性能,缩短路面的使用寿命。
半刚性基层沥青路面的裂缝有沥青面层的温度收缩裂缝,有由半刚性基层的温缩(干缩)裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝及车辆荷载作用致使基层开裂引起沥青面层产生的反射裂缝等。
本文重点对半刚性基层沥青路面反射裂缝进行分析与总结。
一、反射裂缝的类型根据形成的不同原因,半刚性基层沥青路面反射裂缝可分为两类:一是由半刚性基层的温度变化和干缩引起的路面裂缝称为温度型反射裂缝,二是由荷载作用引起的路面裂缝称为荷载型反射裂缝。
二、半刚性基层沥青路面反射性裂缝形成机理2.1 无机结合料稳定层开裂机理关于无机结合料稳定层开裂机理有种种论述,根据对使用中的半刚性路面的使用情况进行调查,提出了一个普遍认同的论述。
半刚性基层由于干缩、温度开裂作用,再加上半刚性基层是具有一定刚度、强度的整层,使其成为一个有规则间距及确定宽度的板块模型,即该层可细划为其裂缝(接缝)的传荷载能力依赖于板宽的板块。
该层具有较高的弯曲应力及回弹模量(1500~3000MPa),这样就使路基土顶面的垂直压应力降低了。
当无机结合料稳定层的抗弯曲疲劳性能较低或无机结合料稳定层较薄时,沥青路面易产生反射裂缝。
2.2 反射裂缝形成的力学机理由于横向开裂,使半刚性路面成为被裂缝隔开的不连续板结构。
板块之间的剪应力靠裂缝表面啮合实现,尤其是在温度变化不均的影响下,使基层中对应产生不同的应力分布。
一旦传递荷载能力不足时,裂缝表面处拉应力消失,板中间裂缝的来应变相比垂直于裂缝的拉应变就小得多。
半刚性基层裂缝成因及防治措施
濮 阳 市通 达路桥 工 程有 限公 司 王卫平
[ 摘 要] 本文分析 了半刚性基层裂缝成 因, 并提 出 了减少路 面结构 裂缝的措施。
[ 关键词 ] 半刚性基层 裂缝 成 因 防治措 施
1 裂 缝对 道 路 的 危 害 、 半 刚性基层沥青路面以其 高强度, 良好的平整度和抗疲 劳性 能好等 特点, 已成为 目前我国高等级公路路 面结 构的主要形式 , 然而随着这种 结构的大量应用 , 发现其存 在着严 重的裂缝问题 , 已成为该结构 的主 并 要缺陷, 沥青路面裂缝的存 在不仅使车辆行驶质量下降 , 而且也破坏 了 路 面结构整体性和连续 性并 在一定程度上 导致 结构强度 的削弱 ( 如裂 缝 处弯沉增大 , 回弹模 量降低等 ) 。 道路 出现裂缝要及 时治理 , 否则灌进 雨雪水冬天冻融后 , 对道路的 破坏将非常严重。 进水后道路病害破坏的发展一般可分 为三个 阶段 。 第 阶段 , 初期表现为裂缝部位鼓胀 , 裂缝逐 渐形成微量冻融松散灰土 沿 粉化 , 材料密度降低 , 面层材料拱起 , 将 出现驴脊 背现象 ; 第二阶段为沿 裂缝灌入雨雪水 , 于水泥碎 石与沥青路 面的结合层之间 , 存 由于行车碾 压推挤摩擦作用 , 将水 泥和微粒材料 同雨雪 水在行 车的压 力使 用唧出 。 如遇连 阴雨天气水泥碎石层 以上灌人的雨雪水使 路面出现严重 推挤 , 将 沥青粒 料和水泥碎石粒料磨 成浆状物唧 出, 及通 常所说 的“ 唧浆” 病 害。 经过两到三年 的裂缝开闭 , 口沥青混凝土在冻融和行车的作用下 缝 密度降低 , 虽然进入冬季 , 一般从路面看不见裂缝 。 第三 阶段 , 形成病害 后 由于一年四季在雨雪水作用下长期 出现唧浆 , 面出现坑凹 , 路 甚至出 现搓板路 , 随时间的推移 , 将导致龟裂病 害的发生。严重时路面粒料被 行车推挤 带走, 出现路表面开裂性坑槽。 道路纵向裂缝如治理不及时 , 长时间雨雪水 的灌入 , 以外 部分 2米 滑动加快 , 车道在重载车 的作用 下 , 3 4米部 位出现第二道 裂缝 , 行 在 — 这时第一道 与第二道裂缝之间形成一个板块 , 这一板块开始 下沉 , 出现 顺行车道区一个 U型路面带 , 严重时对路 面发生条块形碎裂 , 对行 车的 影响非常大。 这些 病害 , 如得不到及 时治理 , 对社会 车辆形成一种潜在 的危害 , 也极大地缩短道路的服务寿命 。设计服务 1 5年的高速公路 , 可能使用 几年就将需要大修 , 国家造成极 大的经济损失 。 给 2 裂缝类型 、 裂缝产生的原因多种多样 , 裂缝按其成因大致可分为两类 : 荷载型 裂缝 和非 荷 载 型 裂 缝 ( 结构 裂缝 ) 。 21 载 型 裂 缝 .荷 主要产生于路面使用年 限末期 , 在行 车荷载作 用下 , 半刚性基层底 部产生拉应力 , 当此拉应力超过材料 的抗拉 强度 时 , 半刚性基层底部发 生开裂 , 裂缝会逐渐扩 展到上部 , 并使沥青面层也开裂破坏。 22非荷载型裂缝 ( . 结构裂缝 ) 结构裂缝则出现于路 面正 常使用期 内 ,主要是 由于半 刚性材料形 成强度过程中产生的干缩 , 以及温度应力等引起的裂缝 。 如果能保持半 刚性基层在铺筑沥青面层前不 开裂,较厚沥青 面层铺 筑后 使其 失水变 得相 当困难 , 一般情况下半刚性基层不会先于沥青 面层产生干缩 裂缝 。 因此 , 非荷载裂缝 主要是温度裂缝 , 而温度裂缝包括低 温收缩 裂缝 和温 度疲劳裂缝 , 温收缩裂缝是 由于冬季随着温度下 降, 低 基层材料 开始收 缩 , 由于基层 在路 面结构 中受 到约束 , 而 当气温大 幅度下降时 , 基层材 料 中的拉 应 力或 拉 应 变 一 旦 超 过 材 料 的 抗 拉 强 度 或 极 限抗 拉 应 变 而 引 起基层 的开 裂, 由于一般道路基层 宽度 都不很大 , 收缩所 受约束小 , 所 以温度收缩裂缝主要是横向的 ,而温度疲劳裂缝主要发生在太 阳照射 强烈 、 日温差大 的地 区 , 这种地 区, 基层 白天温度与夜 间温度之差相 当 大, 在基层 中产生较大温度应力 , 这种温度应力 目复一 日地反复作用在 基层中, 使基层产生疲劳开裂 , 由此产生 的裂缝称为温度疲劳 裂缝 。 据 资料 显示 , 在保定至 天津的高速公路上 , 刚性基层进 入 l 月 半 1 份气温到了 + 以下后开始收缩 , 5 在气温降到最低 温度一2 ℃左右收 O 缩到极值 , 产生 25厘米左右裂缝 。 . 新建公路高填方路基不 均匀沉 陷导致的路 面断裂 ,也属非荷载型 裂缝 , 但它的起因不在路 面而在于路基 , 本文不加讨论 。 施工质量低劣的半 刚性路 面不 会产 生结构 裂缝。因为半刚性基层 松散 、 结合料未发生水化反应 , 基层未形成板体结构 , 也就不产生 收缩 , 无法形成横缝或不规则裂缝 。 调查检测结果表 明,多数半刚性基层沥青路 面在 正常使用 阶段 产 生的结构裂缝 主要是横缝 , 间距 5 3 m, 的路段无横缝 而产生严重 的 -0 有 不 规 则 裂缝 。 调查观察结果还表 明 , 这些结构裂缝两侧不 啃边 、 不产生破 碎带 , 板块间也不产生错 台。日常养护中, 养护单位一般将这些结构裂缝浇注 沥青 , 有时撤少量石屑 , 防止路表水渗入路面 , 实践证明效果 良好 。 产生 横缝的路面 , 由于横缝 间距 较大 , 一般 为 5 2 m 横 缝对路面 的使用品 -0 , 质影响不大 。产生严重不规 则裂缝 的路 面 , 裂缝率较大 , 浇注沥青后裂 缝清晰地显现于路 面, 很不美 观 , 但并不显著 降低路面的使用 品质( 平 整度 、 命 等 ) 寿 。 ’ 3 影响半 刚性基层结构裂缝产 生的主要 因素 、
浅谈半刚性基层沥青路面反射裂缝防治技术
2 反 射裂 缝减 缓措施
反射裂缝减缓措施 ,应从设汁和施]两方面来考虑 。 一 1 设计方面 。①增加沥青面层 厚度 : 厚的沥青面层使得整体抗 ) 较 湾拉强度得到提高,而且对半剐性基层起 到很好的隔湿隔热作用 。避免 阳光曝晒 ,减缓半 刚性 基层水分蒸发 ,促进混合料 强度增 长 ,从而有 效地防止反射裂缝 的产生 。各国采用 的沥青面层厚度一般在 1- 0m之 22e 间 ,合理的沥青面层厚度应与当地 的气湿、 日最大温差和冬季最低气湿 相适应,同时也应考虑节约沥青和降低造价 。②设置隔离层或联结层 : 在沥青下面层采用热拌沥青碎石或级配碎石 ,这样就产生一个有孔 隙的 结构层。它能有效地防止反射裂上传播 ,并且能够减薄沥青面层 ,节约
1 3 8
应 用 方 法 论
科1囊薅 2 宰 6 0年 1 第期屠 技
浅谈半 刚性基层沥青路 面反射裂缝 防治技术
徐 超
( 固镇县交通运输局 ,安徽蚌埠 2 3 0 3 7 0)
摘 要 反 射裂缝 已成 为影响我 国高等 公路 沥青路面使用 寿命的主要病 害之一 。本 文对半刚性基层 反射裂缝产生 的机理和影响 因素作 了较
为详细的分 析和论述 ,并从设计 和施工方 面介绍了一些 防止半刚性基层反射 裂缝的措施 。
关键 词 半 刚性基层 ;沥青路面 ;反射 裂缝 中圈 分类 号 u 文 献标 识码 A 4 文童 编号 17— 61(0 02 03— 1 6397一2 1)3— 180 1
路面体一般是由面层 、基层和底基层组成。我 国大部分地区一般采 用半刚性基层 ,它具有优 良的工程性能和显著 的经济、社会效益,在当 前公路建设中占有越来越重要 的地位。然面 ,半刚性基层上的沥青混凝 土路 面经常会出现横 向有一定规律性的反射裂缝。这些横向裂缝有贯通 该个半 幅路基的,也有从路 面边缘开始不贯通缝 ,通常是靠边缘处缝 的宽度大 ,向路面中心延伸逐渐变窄,直到消失 ,间距一般5~2m。 0 优质的沥青路面应坚实 ,耐磨、平整 ,具有良好 的防滑、防渗 、耐 疲劳性能以及杭高温变形 、抗低温开裂的温度稳定性 。如果沥青路面出 现过多的裂缝 ,会严重影响路面的使用质量和使用寿命 ,影响社会 、经 济环境的综合效益,甚至危及行车安全 。
半刚性基层沥青路面的裂缝成因及防治措施
1 出现 龟裂、 网裂 . 2
通 过裂 缝进 入路 面结 构 内部
面 在投 入使 用后不 久 ,便逐 渐 出
现 包括 裂缝 在 内的各种 形式 的损 坏 ,裂缝 是半 刚性 基层 沥青 路面 最 主要 的病 害之一 。基层 中的裂 缝在 温度 场 和荷载 场 的单 独 或共
就 会停 止 收缩 。 由于压 实后 水泥 的密度 不 足 ,土质 不均 匀 ,其 中
的 限制 。另一 方 面增加 加铺 层 厚
度必 将 大幅度 增加 路 面造价 :而 且在 夏 季高温 时 沥青混 合 料高 温 蠕 变易 产生 车辙 ,同时会 削弱 由 于 旧水 泥混凝 土板 作基 层 而产 生 的强 基 薄面 的优 势 .因此 这一 方 法有 很 大 的局 限性 。
不 断 减 少 ,基 层 发 生 体 积 收缩 . 形 成基 层 收缩裂 缝 .并 导致 裂缝 顶 端产 生应 力集 中 ,裂缝 向面层
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 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 、交 通量 和 车辆类 型 以及施 工 因素等 。
一
步 收缩 ,吸附水 引起 的 收缩量
度 的方 法有其 弊端 :一 方 面增 加 加铺 层 厚度 可能会 受 到路 面标 高
要 比毛细 管 作 用 的影 响 大 得 多 .
用下 将缩 短这 些结 构层 的 寿命 。
1 磨 耗 层 沿 裂 缝 的破 坏 - 4
当 吸 附水 膜 减 薄 到一 定 程 度 后 ,
3 进 行 半 刚 性 材 料 的 合 理 组 . 2
关于半刚性基层沥青路面反射裂缝防治
关于半刚性基层沥青路面反射裂缝的防治摘要:随着现代公路建筑工程施工技术以及材料性能的开发,半刚性基层路面成为近年来所广泛应用的道路工程施工技术。
由于受诸多客观因素制约,半刚性基层的沥青路面也会发生不同程度的路面病害而影响路面服务性能。
针对半刚性基层沥青路面的反射裂缝进行分析,探究其施工预防措施,利于提高路面安全性能。
关键词:沥青路面半刚性基层反射裂缝防治措施前言:近年来,采用无机混合料稳定土作为公路基层铺筑施工技术,以其较高的刚度特征以及一定的抗弯性强度性能,在当前沥青路面结构中发挥着较强的荷载扩散功能。
受温度湿度变化影响,半刚性基层施工材料在施工运营过程中形成的干缩或温缩裂缝通常会在交通荷载反复作用下扩展到沥青路面面层之上,形成反射性裂缝,给沥青路面行车安全舒适性带来不同程度的影响。
1.半刚性基层及其反射裂缝机理分析半刚性基层是指采用无机混合料稳定土铺筑的具有一定抗弯强度的板结体基层结构,主要对路面起到结构承载作用,通常具有较高的刚度和较强的荷载扩散能力。
半刚性基层致密性强、渗透性弱,其内部排水性较差,由于其基层施工材料一般具有很好的板结性能,因此半刚性基层的整体性较强。
整体上看,半刚性基层具有一定的抗拉、抗疲劳强度性能以及良好的水稳性,能够有效保障公路路面受力稳定性能。
相对于半刚性基层沥青路面结构来说,反射裂缝是由于构成半刚性基层的施工材料在温度和湿度变化下导致基层产生收缩性开裂,在行车荷载作用下沿开裂部位向上延展并反射到沥青面层之上而形成的裂缝。
反射裂缝的形成机理主要包括低温收缩、湿度干缩和疲劳性裂缝机理。
由于半刚性基层沥青路面在使用过程中对重载车辆具有较大的轴载敏感性,构成沥青路面半刚性基层的相关施工材料,对外界温度和湿度变化反应也相对强烈,特别是半刚性基层材料的强度、模量在使用过程中,由于自然气候的干湿冻融循环侵蚀以及交通荷载作用而产生疲劳性衰减,导致基层局部强度低于基层材料相应产生的拉应力矩,形成不同程度的收缩性缝隙开裂,当基层在长期受到路面行车荷载的反复作用时,半刚性基层的干缩裂缝和收缩裂缝会扩展到沥青路面面层形成反射裂缝。
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半刚性基层裂缝防治措施
摘要:文章分析了反射裂缝形成机理,针对半刚性基层产生裂缝防治措施进行了探讨。
关键词:半刚性基层;裂缝;防治
由于半刚性基层材料是整体稳定性材料,容易开裂,当半刚性基层开裂后,在交通荷载和温度的共同作用下,会在面层形成反射裂缝。
如果反射裂缝没有得到及时有效的处理,会进一步造成路面网裂。
开裂的路面,雨水和其他形式水会渗入基层甚至路基,将降低基层和路基的强度,在车辆的反复作用下,将造成唧泥和脱空,加速整个路面结构的破坏,降低公路服务水平。
因此,采用有效措施减少或延缓半刚性基层开裂及其反射裂缝形成具有十分重要的意义。
一、半刚性基层裂缝机理(一)温度收缩机理温度收缩机理半刚性基层的无机结合料稳定料是由固相(组成其空间骨架的原材料的颗粒和其间的胶结料)﹑液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)和气相(存在空隙中的气体)组成。
无机结合料温度材料的外观胀缩性是三相在降温过程中相互作用,使无机结合料稳定材料产生体积收缩即温度收缩。
一般气相大部分与大气贯通,在综合效应中影响较小,可以忽略;原材料中砂砾以上颗粒的温度收缩系数较小,粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。
(二)干燥收缩机理干燥收缩是无机结合料稳定材料内部含水量变化而引起体积收缩的现象。
其基本原理是由于水分蒸发而发生的毛细管张力作用﹑
吸附水及分子间力作用﹑矿物晶体或凝胶体的层间水作用﹑碳化
脱水作用而引起的整体的宏观体变化。
半刚性基层材料毛细管中水的弯液面存在毛细管张力,以压力的形式作用于毛细管壁,其大小与毛细管的半径成反比。
当水分蒸发时,毛细管水面下降,弯液面的曲率半径变小,致使毛细管压力增大,从而产生收缩。
毛细水蒸发完结后,随着相对湿度的继续减小,半刚性基层材料的吸附水开始蒸发,使颗粒表面水膜变薄,颗粒间距离变小,分子力增大,导致其宏观体积进一步收缩。
其收缩量要比毛细管作用的影响大得多。
当吸附水膜减薄到一定程度后,收缩量逐渐减小,直至终止收缩。
(三)疲劳破坏机理在正常使用情况下,由于半刚性基层材料的抗拉强度远小于其抗压强度,在车辆荷载﹑温湿应力的重复作用下,结构层低的弯拉应力(应变)超过其疲劳强度(它较一次荷载作用的极限小得多)时,基层底便产生裂缝,并逐渐向表面发展。
这种裂缝开始大都是细而短的横向开裂,以后逐渐扩展成网状,其开裂程度和范围也逐渐扩大,甚至导致面层破坏。
目前,针对半刚性基层开裂和反射裂缝,行之有效的措施。
归纳起来,大致分为两大类:第一,减少或延缓半刚性基层开裂;第二,延缓反射裂缝的形成。
二、减少半刚性基层开裂的措施
(一)原料控制
1.选择合理面层材料。
面层沥青应选用劲度模量大﹑温度敏感性能低的沥青或改性沥青,采用一定级配的集料,必要时可在沥青
混合料中加土工合成材料以提高其韧性,减少沥青面层自身温湿效应并增强对基层可能形成反射裂缝的预防。
2.选择合理基层材料。
对半刚性基层无机结合料,应通过试验确定其最佳组成,以便使其抗裂性能尽量符合当地环境条件的要求,必要时可加入早强剂以提高早期强度,增大其弯拉强度而使弯拉模量变化不大,减弱温湿效应,提高耐用性,增强拉裂性能,减少基层自身裂缝或使其不产生裂缝。
(二)施工控制
1.混合料级配
原材料级配变化大,粗细集料比例不稳定,导致拌制的混合料级配变异性较大,压实后混合料密度、强度不均匀,收缩不一致而开裂。
通过试验,骨架密实结构能显著减少半刚性基层的收缩量,增大其抗裂系数。
这种方法不但不增加公路建设费用,而且抗裂效果显著,因而它具有非常大的实用价值。
2.稳定剂剂量
稳定剂剂量对半刚性基层的抗裂性有较大的影响。
比如,对于水泥稳定类,水泥剂量存在一个最佳值,当高于这个最佳值,稳定料的收缩较大。
3.含水量
含水量过大可导致水泥在混合料中分布不均匀,粗集料表面裹覆水泥较少,有时还可能造成水泥量损失、加剧离析等。
过少的含水量,不能保证水泥的有效水化,这会导致半刚性基层的抗裂性下
降。
4.养护条件及龄期
半刚性基层施工过程中及施工完毕后进行有效养护是保证半刚性基层不出现或少出现早期开裂的必要手段。
由于养生不善,水分蒸发过大,或者时干时湿,甚至长时间暴晒都会导致半刚性基层的早期开裂。
5.减少温缩的控制在施工过程中,当沥青面层较厚时,对半刚性基层有很好的隔温保护作用,能够明显降低半刚性基层顶面所受负温的绝对值,也可明显减少半刚性基层顶面的温度变化,从而可减少半刚性基层产生温缩裂缝。
在昼夜温差较大的季节,水泥稳定层完成后应采用覆盖养生,以保持温度变化不致太大,防止稳定层由温差引起的开裂。
当材料所处的环境温度变化条件一定时,应减小混合料中土的含量,尽量采用水泥稳定砂砾掺碎石或水泥稳定级配碎石作路面上基层,同时采取有效的路面排水措施,使基层处于较低含水量状态。
6.基层施工防治措施
在基层施工中,应注意湿治养生并及时做封层处理以防止基层初期破坏和干缩裂缝产生,在基层采用预留缝(缝深不小于1/2板厚),在缝处铺设土工织物防止不规则裂缝产生。
确定基层的压实度并充分注意其压实的均匀性,防止基层不均匀沉陷而导致开裂。
对于已发生初期裂缝的基层应全面而详细地调查,如果裂缝较严重,则应采取切割﹑开挖的办法并利用合适的材料重新铺设基层;
如果裂缝轻微则可采用在基层顶面沿路幅全幅铺设土工织物或沥
青橡胶应力吸收薄膜的措施。
当基层不预留缝时,可以采取与裂缝轻微的相同办法进行防治。
养生结束后,应立即喷撒稀释的高粘度沥青,做成透层或封层,在其上撒布3mm~8mm 的石屑。
透层具有一定的保温保湿作用,但如果时间稍长,半刚性基层混合料中的水分也会损失,并产生干缩裂缝,在温差大时也可能产生温缩裂缝,因此做完透层或封层后要尽快铺筑沥青面层。
在碾压过程中,严格控制含水量。
基层碾压成型后,要及时养生,保持基层表面含水量不受损失,更不能使其曝晒干裂。
对水泥稳定类基层尽可能采用草袋覆盖养生7d~14d。
养生结束后,应立即喷洒沥青下封层,并尽早铺筑沥青路面。
7.铺设碎石层
作为防治半刚性基层沥青路面反裂缝重要措施的土工织物的应用,在施工中应注意清除铺设层面的杂物,并使其铺设牢固﹑顺直﹑搭接合理(一般10~20cm为宜)﹑粘层油温度适中,避免人为或施工机具对其损坏而达不到预期效果。
而对沥青橡胶,在施工中应重视沥青的稠度,橡胶粉的品种﹑细度和含量,搅拌温度与时间,并与施工方法密切结合,切忌在潮湿的半刚性基层上直接铺沥青橡胶应力吸收薄膜,应在基层铺一层下封层并使其干燥以保证其质量。
在基层和面层之间铺设一定厚度的碎石层,可以缓冲基层中的裂缝向面层反射。
在石料丰富的山区和丘陵,这种方法是可行的。
但在石料匮乏的平原,这种方法实施起来有一定的难度。
它防止反射裂缝产生的原理和铺设土工布相似。
三、结束语
半刚性基层沥青路面的反射裂缝形成有复杂的原因,与材料性能﹑结构层组合设计﹑温湿循环﹑车辆荷载疲劳作用以及施工工艺有关。
其防治是一项复杂的工作,必须根据相关因素做出全面考虑,采取切实可行的措施才能取得预期的效果。
参考文献:
【1】陈忠达.沥青路面设计与施工技术.黄河水利出版社.2003 【2】张晓冰.半刚性基层沥青路面裂缝出现原因分析及防治措施[j],河南交通科技,2009.。