半刚性基层裂缝形成机理及防治
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。
半刚性基层裂缝防治措施
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。
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
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成试验及扩展机理研究
半刚性基层沥青路面反射裂缝形成试验及扩展机理研究利维康道让旧路更具价值摘要基于应变水平进行道路结构起裂层位预估并应用断裂力学理论阐述裂缝形成及扩展原因，采用室内试验测试沥青路面各结构层的极限弯拉应变，研究荷载作用下半刚性基层沥青路面裂缝形成及扩展机理。
在试验路段的各层位布设XYJ-2型应变传感器，监测道路结构的应变规律。
结果表明：土基回弹模量较低时，原始开裂点在基层及底基层发生；裂缝尖端的应力强度因子均高于材料的断裂韧度，原始裂缝将会由于荷载作用而持续扩张，直至形成贯通裂缝。
关键词：沥青路面；半刚性基层；反射裂缝；起始层位；应变水平；裂缝扩展；应力强度因子；断裂韧度引言半刚性基层沥青路面在我国广泛应用[1]，如水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾、石灰粉煤灰稳定碎石、石灰粉煤灰稳定沙砾、石灰稳定土等[2]。
水泥稳定碎石及石灰粉煤灰稳定碎石具备较高的抗压强度，并具备一定的水稳定性，广泛应用在道路结构的基层和底基层[3]；石灰稳定土等可自成板体，且具备一定抗压强度，广泛应用在底基层中[4]。
采用半刚性材料的高等级公路一般选用15～20 cm面层材料，包括上面层、中面层及下面层；25～40 cm基层材料，15～30 cm底基层材料[5]。
该种路面结构由于半刚性基层具备较大的刚度，所以道路结构承载能力较强，路面车辙现象较轻[6]。
调查发现：在使用2～3年，路表开裂病害就开始出现，且随应用年限增长，开裂病害更严重，与实际路面设计寿命不一致[7]。
半刚性基层沥青路面设计过程中采用弹性层状体系理论进行道路结构力学计算。
在该种理论体系下，半刚性道路结构多数层位为受压状态，个别层位承受较小的拉应力。
按照应变疲劳破坏或者应力疲劳破坏的基本准则，道路结构开裂的几率较小，使用寿命将会很长，而这种结果显然与道路实际使用状况有很大差别[8]。
当前，有学者采用黏弹塑性有限元数值模拟技术得到的计算结果与采用弹性层状体系计算的结果有一定的差别，交通荷载作用下，半刚性基层道路结构原始开裂点存在争议[9]。
半刚性基层沥青路面裂缝原因及防治措施
1疲劳裂缝 如车辙—样，沥青路面的疲劳开裂同样是由于重复荷载的作用在 行车道出现的一种破坏。疲劳开裂的早期现象是路面在纵横向出现间断 的裂缝，之后，路面出现更多的变形。这种疲劳开裂有时被称为“龟 裂”，因为路面的破坏形状类似于龟的背部形状。对一些极端的情况， 疲劳 开裂 的最 终结 果是 路面 出现 坑槽 。 沥青混合料如果具有较高刚度，路面结构在荷载作用下的变形较 小，则路面的疲劳开裂较小。柔的材料，高的变形，高的应力水平，则 路面的疲劳寿命较低。因此，路面的疲劳开裂的机理很容易被了解，但 产生的原因却不十分容易被说明。它不能简单地说是材料的问题，疲劳 开裂一般由多种原因引起，很明显，必须有重复的疲劳荷载作用。一些 其他的原固如差的路基排水将导致路面强度减弱、弯沉增大，路面出现 疲劳开裂。差的设计、差的施工赁量同样可导致路面出现疲劳开裂。因
此，弱的路面结构、高的路面弯沉和重复荷载将很容易产生路面疲劳开 裂。在许多情况下，重复荷载作用下的路面结构出现疲劳开裂没有很多 初期迹象，因此，必须加强路面的评价与养护。当路面在短于设j 十年限 的时 间内 出现 开裂 ，可 能是 路面 受到 重的 荷载 。
—般克服路面过早出现疲劳开裂有以下途径：1) 充分考虑路面设 计年限内 的重载交通；2) 利用隔水措施，保 证路面土基干燥 ；3) 用 厚的路面；4)利用的路面材料在水 的作用下不致出现多的减弱；5) 路面 材料有 一定 的刚度 。
l I {( 土黼) 类为沥基青层；、路沥面青混； 凝裂土缝为；面措层施的丰刚性路面被大量用于高等级岔璐路面。
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。
浅淡半刚性基层反射裂缝成因及玻纤格栅在防治中的应用
浅淡半刚性基层反射裂缝成因及玻纤格栅在防治中的应用作者：王勇王晓玲来源：《建筑与文化》2013年第02期【摘要】以半刚性材料做为基层的路面结构，因其板体性强，承载能力高的特点而得到广泛的应用。
但由于半刚性材料温缩和干缩特性，在受温度及荷载的双重作用下极易产生反射裂缝，破坏路面平整性，影响通行能力。
本文从分析反射裂缝成因入手，列举裂缝常用防治措施，简述玻纤格栅在防治中的主要优势及日常施工工艺，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。
【关键词】半刚性基层反射裂缝玻纤1、半刚性基层反射裂缝的形成机理半刚性基层材料属于水硬性材料，基层的强度和刚度随内部长时间持续的水化反应而增强，对温度和湿度的变化较为敏感，干缩、温缩特性明显。
随着基层干缩、温缩的产生，其下卧层与该层之间的磨阻作用抑制其收缩，从而在该层内部产生拉应力，当应力超过基层抗拉强度时基层发生断裂。
半刚性基层开裂后，由于裂缝不能很好的传递拉应力和剪应力，使基层失去了抵抗应力作用。
当基层长期受温度影响和重复的交通荷载作用发生水平移动或竖向移动时，在沥青面层中会引起裂缝尖端应力集中，超出沥青混凝土的劈裂强度，从而由下层基层向上层沥青面层产生反射裂缝。
根据现场取芯的调查结果可知，在半刚性基层沥青路面裂缝中，有约50%的裂缝属于半刚性基层开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。
2、半刚性基层反射裂缝日常防治方法的优缺点分析在实际应用及工程实践方面，防治半刚性基层沥青路面反射裂缝，国内外采用的工程技术措施，概括起来有如下几种：2.1 优化半刚性材料配合比通过调整结合料用量与比例，增加粗骨料含量并严格设计级配，尽可能的减小其温缩和干缩系数，增加半刚性基层材料的抗裂性能。
实验证明，仅靠改善配合比无法从根本上消除因半刚性材料的开裂而导致的路面反射裂缝。
2.2 增加沥青面层的厚度为了减少反射裂缝，国际上在采用半刚性材料基层时，通常将沥青面层增加至15～25cm。
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
半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治
关键词 ： 沥青路面； 反射裂缝 ； 机理 ； 防治措施
பைடு நூலகம்
但单纯依靠增加加铺层厚度 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的限制 ；另一方 面增 加加铺层厚度 ，必将大 由于半刚性基层 材料属于水硬性材料 ，当基 层建成 以后 ，基层 内 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 部的物 理化学 反应要持 续一个相当长的时 间，基层材 料的强度和刚度 辙 ，同时会 削弱 由＝ ｌ 水泥混凝土板作基层而产生的强基 薄面的优势 ， Ｊ１ ＝３ 也 随着 龄期 的增长而不 断加强。所 以这一类材料对温 度和湿度的变化 故 而这 一 方 法 有 很 大 的 局 限性 。 都 比较 敏感。如果施工 条件不好 ，就有可能导致基层 产生于缩和温缩 ２ ）进行半刚性材料 的合理组成设计。通过 进行半 刚性基层材料 的 裂缝 ，而其下 卧层与该层之 间的磨阻作用抑制 了其 收缩 ，从 而在该层 合理设 计 ，如 ：调整结合料用量与 比例 ，增加粗 骨料 含量并严格设计 内部 产生拉应力 ，当此应力超 过其抗拉强度时则发生断 裂。这种裂缝 级配 ，以尽 可能的减 小其温缩和千缩 系数 ，增加半 刚性 基层材料的抗 般发生在使用期间 的初冬 季节 ，也可能发生在施工过 程中基 层铺筑 季 性能 ，但是 不能从 根本上消除半刚性材料 的开裂而导致的路面反射 ｇ 后到 尚未覆盖沥青面层之前。 裂缝 。 当半刚性基层开裂 以后 ，在沥青面层与半刚性基层层 间的裂缝 处 ３ 在 面 层 与 基层 之 间 增 加 级 配 碎 石层 。采 用 具 有 一 定 厚 度 的 优 质 ） 形成一个 薄弱点 ，在使用过程 中 ，由于荷载应力与温度应力 的共 同作 级配碎石 作为上基层 ，而用 半刚性材料作为下 卧层 ，这 种上柔下刚式 用下 ，在该点的沥青面层底 面产 生应力集 中 ，如沥青 面层较 薄则会 引 的 “ 组合基层 ”在 很大程度上能 够防止和减 少半刚性基层 反射裂缝 ， 起开裂 。随之 ，在行车和大气因素的反复作用下 ，裂缝逐渐向上扩展 ， 同时级配碎石基层还 能充当具有排水功能 的基层 。级 配碎石层是由特 直至沥青表面 。这种裂缝通 常称 为反射裂缝。反射裂缝一般 为横向裂 粗式级配沥青碎石混合料所组成 ，具有 ２ ％～ ５ ０ ３ ％的空隙率 ，它提供了 缝 ，其间距大小取决于 当地 的气候 条件 、沥青面层的厚度 ，以及半 刚 种散逸运动 的方式 ，能够把 交通荷载与环境温度作用下所 引起 的原 性基层和沥青层材料的抗裂性 能。当 日温差变化较大 ，沥青 面层较 薄 水 泥混凝 土路 面板产 生的运 动消散掉。 目前 国内将级 配碎石作 为半 刚 和半刚性 基层和沥青 面层材料 的抗 裂性能较差 时 ，则裂缝 间距较小 ； 性基层 与沥青面层之 间的中间层的设尚不多见 ，但在美 国、澳 大利 亚 反之 ，则较大 。 以及南非 已作为减少沥青路 面反射 裂缝的措施获得 了较 多应 用 ，且效 １ 反射裂缝对路面的危害 ． ２ 果较好 。但是与其他方法相比 ，增加级配碎石层的经济性较差。 反射 裂缝会 对路 面性能和耐久性产生 不利的影响 。这些不 利影 响 ４ 加铺 土工 织 物 或 格 栅 。 ） 包括 ： 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 １ ）防水性降低。路表出现任何裂缝 ，都会使 路表水有机会进入路 厚度为 ０４－ｒ ．－ ａ ４ ｍ，模量为 １～ ６ ＭＰ ，临界应力 ５ ２ ｂＰ ，临界应 变 ０ １０ ａ － ０ｌａ 面结构 内部 ，甚至进入对湿度敏感的路基土中 ； ４ ％－ ４ ％。织 物 的厚 度 较 薄些 ，为 ０４ ０７ ０ １０ ．～ ．ｍｍ，模 量则 高 些 ，为 ２ 引起路基 过大压应力 。由于存在 裂缝 ，造成路面板体不连续 ， ４ ０ １０ ＭＰ ， 临 界应 力 和应 变 相 应 为 ４ — ４ ＭＰ ） ０～５０ ａ ０ １０ ａ和 ８ １％ 。无 纺 ％～ ５ 在行 车荷 载作 用下将 加大板体边缘 的变形 ，从而在裂缝处传递过大压 织物夹层 的主要作用与橡胶沥青应力 吸附夹层相似 。而织物 由于模量
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混凝土路面反射裂缝产生及防治
体性 好 等优点 ， 其 不足 之处是 脆性 大、 抗 变 形能力 差。 当我们 在半 刚性 基层上铺筑较薄沥青面层时， 由 于沥青对温度 的敏感性 ， 以及在疲劳荷载作用下， 半 刚性基层裂缝便 反应到面层上形成 反射裂缝 。
２ 反射裂缝 的类型
对 于半 刚性基 层沥青路面 ， 反射裂缝 指由于半
疲 劳裂 缝两 种。 根据 研究 资料表 明， 半 刚性 路面 的
反射裂缝 主要是非荷载型裂缝 ， 由温度 引起 的。
３ 反射裂缝 的形成机理
通常情况下， 把 反射裂缝 的形成 过程 分为两个
对湿度增大 ， 使材料 的含水量有所回升且趋 于平衡 ， 这个时期半刚性基层 的收缩主要是温 度收缩。
的水分必然要蒸发， 从而发生由表及 里的干燥收缩 ，
是由于行车 荷载作用产生的； 二是非荷载型裂缝 ， 其
主要 类型是温度 裂缝 。 它包括低 温收缩裂缝 和温度
同时环 境温 度也存 在 昼夜温 差 。 所以， 修 建初 期 的
半 刚性 基层 同时受到干 燥收缩和 由昼夜温差 引起 的 温 度胀 缩疲 劳作用的综 合效 应 ， 这个阶段 是 以干燥 收缩为主， 温度收缩为辅 的综合过程 。 经过一定龄期 的养生 ， 半 刚性 基层铺筑沥青面层后， 由于基层 内相
裂缝 主要发生在昼夜温差 比较 大 的地 方。 在 开裂基
所对应 的反射 裂缝， 一般产生于罩面层底面 ， 在 周期 性荷载 的作用下垂直 向上扩展 。 在偏荷载作用时， 反 射 裂缝 以剪切 模 式在罩面层 中向上扩展 ， 其扩展路 径在罩面层 中是沿大约４ ５ ｏ 角 的方向向上扩展。 当车
此 种基 层材料先开裂而后沿开裂基层向上方 反射到
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 。
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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。
1.2干燥收缩机理
干燥收缩是指半刚性基层材料内部含水量变化而引起体积收缩现象。
干燥收缩的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”、矿物晶体或胶凝体的“层间水作用”、以及“碳化脱水作用”而引起的整体宏观体积的变化。
（1）毛细管张力作用。
（2）吸附水分子间力作用。
（3）干燥收缩的层间水作用。
（4）碳化收缩作用。
除此以外，含有集料的半刚性基层材料，集料本身的收缩也会
影响整体材料的干燥收缩性能。
通常，孔隙率大、吸水率高、模量值低的集料具有较大的干燥收缩率。
把引起半刚性基层材料干燥收缩的三个主要作用过程的收缩力与含水量之间的关系绘制成曲线，大致呈抛物线形变化。
对于含水量较大水泥稳定碎石材料，干燥收缩形式总是从毛细管张力作用开始，然后是吸附水和分子间力作用到层间水作用。
2 半刚性基层路面裂缝的主要类型
以高速公路半刚性基层沥青路面为例，其路面的开裂包括沥青面层自身的开裂和由于基层的温缩、干缩和疲劳引起的面层开裂。
本文主要研究由于半刚性基层材料破坏引起的面层的开裂。
由于基层的温缩、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。
2.1反射裂缝
在冰冻或寒冷地区，特别是重冰冻地区，因温度收缩或干燥收缩已开裂的半刚性基层在由温度变化引起的膨胀和收缩作用下会产生水平位移。
当行车荷载通过时，基层裂缝两端之间会引起下部路面结构在裂缝处产生竖向位移差，在面层中引起面层剪切错动，使基层的裂缝反复张开和缩小并产生剪切疲劳破坏而导致开裂。
图1为半刚性基层沥青路面反射裂缝示意图。
图1 反射裂缝示意图
2.2对应裂缝
在已产生裂缝的半刚性基层上或是已开裂的老路面上铺筑较厚
的沥青面层后，基层或老路面的变形会集中反映在裂缝处。
它将给也在产生温度收缩和翘曲的新铺沥青面层一个附加拉应力，此附加应力和沥青面层的低温收缩应力之和一旦超过沥青混合料的抗拉
强度，则新沥青面层的表面在基层或老路面裂缝的上方首先开裂，并逐渐向下传播，直到与基层或者老路面的裂缝相连而形成对应裂缝。
图2为半刚性基层沥青路面对应裂缝示意图
图2对应裂缝示意图
3半刚性基层材料开裂防治措施
半刚性基层材料的开裂主要是由于温缩和干缩导致的反射裂缝，随着雨水或雪水的侵入会导致基层变软，造成路面强度大大降低，在车辆的反复荷载作用下导致面层底部应力集中，随着荷载作用次数的增加不断向上发展，最终形成贯穿整个面层的裂缝，使得路面产生结构性破坏。
针对以上裂缝产生的机理分析，半刚性基层材料的裂缝防治措施主要有：
3.1改善半刚性材料性能
基层的开裂与材料的选择、水泥剂量、外加剂的使用、混合料的级配、碾压、养护、管理等都有关系。
首先应该选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小和抗拉强度高的半刚性材料做基层。
室内外实验表明，稳定粉粒含量少的粒料的抗冲刷性最好，水泥稳定粒料和密实式石灰粉煤灰稳定粒料是所有半刚性材料中收缩系数
最小的材料，应该首选这两种材料做路面的基层。
粒料可以是碎石、砂砾、矿渣和其他具有一定强度的粒状废渣。
3.2设置预切缝
在基层设置预切缝可减少基层裂缝的产生。
在铺筑沥青面层前，通过对基层采用预切缝处理的措施来减小基层的相对“长度”，以此来减小基层内部积累的温缩、干缩应力效应，并可削弱基层的约束条件。
但应注意预切缝的间距、深度等尺寸参数，应通过试验和实际情况确定。
预切缝间距小，接缝多，不仅增加施工的复杂性，而且影响路面的整体强度。
3.3在半刚性基层与面层就爱你设置应力吸收中间层
设置应力吸收中间层，即在沥青面层与半刚性基层之间加铺一层弹性模量低、韧性较高、能承受较大应变而不破坏的材料，该层成为上、下接触面间的弹性联结，由于此弹性联结，面层和基层间可以错动而不承受由于基层移动造成的应力，使基层裂缝向上反射而产生的结构应力可以在该层的界面上被消散，从而吸收半刚性基层的收缩应力或应变。
该应力吸收中间层在国外称之为 sami，在国内外工程中尝试最多的是将高掺量的橡胶粉沥青、低稠度沥青混凝土、开级配沥青混凝土底层、级配碎石、土工织物、预制纤维膜布等作为应力吸收中间层。
应力吸收中间层对减缓反射裂缝的产生与扩张有明显的效果。
结语
半刚性基层开裂的原因，具有行车荷载方面的因素，又半刚性基层材料方面的因素，既有设计方面的因素，又有施工方面的因素。
减少半刚性基层温度收缩和干燥收缩产生的裂缝成为整个道路裂
缝的关键。
实践表明，采用优质的沥青混合料和抗拉强度高且干缩系数、温缩系数较小的半刚性基层材料，必要时在半刚性基层与面层之间设置合适的应力吸收中间层，同时保证施工质量对预防半刚性基层裂缝的产生有较好的效果。
参考文献
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[2] 张宏君.基于路用要求的半刚性基层抗裂评价与改善措施研究.长安大学，2009.
[3] 陈冬燕.半刚性基层材料抗裂性能研究.长安大学，2005
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