半刚性基层讲座
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
❖ 摊铺机摊铺速度为1m/min左右,禁止摊铺机停机待料,并保持一前 一后速度一致、摊铺厚度一致、 松铺系数一致、路拱坡度一致、摊铺 平整度一致、振动频率一致,保证纵向接缝的平整。
❖ 水稳基层的碾压应重叠1/2轮宽,且必须在水泥初凝前及试验确定的 延迟时间内完成,并一次碾压达到压实度要求,从外观来看,应没有 明显轮迹印。
细料的比表面积
1平米×6=6平米
×8 1.5平米×8=12平米
相同重量或体积的集料, 颗粒越细,表面积越大, 需要水泥浆裹覆的面积越 大;
水泥的用量有限的情况下 ,过多的细集料,意味着 颗粒间的粘结下降;
×64 0.375平米×64=24平米
应该严格控制细集料的用 量,也就是级配中 4.75mm和0.075mm的 通过量;
施工注意事项
1原材料控制 2水泥稳定碎石的生产 3运输与摊铺 4碾压 5现场检测 6养生 7应急处理预案
原材料控制
❖ 水泥3天抗压强度的要求为16-20MPa,初凝时间为>4h,终凝时 间为≥6h。检测频率为1次/300吨;
❖ 基层用碎石压碎值要求为≤28%,针片状含量要求为 ≤15%,针片状 含量采用游标卡尺法测定。
集料
❖ 压碎值应不大于28%; ❖ 针片状含量不大于15%;(游标卡尺法) ❖ 密度大于2.5t/m3; ❖ 坚固性不大于12%; ❖ 碎石中小于0.6mm的颗粒,液限小于28%,塑性指数<9; ❖ 粒径4.75mm以下集料应进行砂当量试验,要求砂当量不小于
50,砂当量试验主要是测定集料中的粘性土或杂质含量,以评 定集料的洁净程度。检测频率为1次/1000吨 ;
4,相对“疏松”,部分材料只是稳定在材料里面,析出的可能性很大;
水的冲刷作用使细集料流失 基层随着细集料的流失而发生 不可恢复的衰变;
局部放大图 结合料(水泥等)实际上并不 能“稳定”所有的颗粒
基层材料要求—试验室配比设计、材料生产控制
承载力要求
1. 强度3-5MPa 2. 控制水泥剂量<4.5% 3. 依靠集料形成骨架提供强度; 4. 控制细料和粉料含量
材料疲劳理论:
σ << σ抗拉,裂缝
N
σ σ抗拉
= a∙N -b
模量E、抗拉强度σ抗拉、7d抗压强度σ抗压
1,第I、III象限不对称; 2,模量与强度呈现经验性规律; 3,为了便于施工控制,提出了7d
抗压强度指标;
σ抗压
σ抗压
E 抗压=
ε
σ抗拉
E 抗拉=
ε
σ抗拉
模量:
抗拉、抗压、回弹(切线、割线、动态……) E 抗拉≠ E 抗压
❖ 基层水泥用量,应采用EDTA实测法检测和总量控制检测相结合,通 过每天水泥用量、集料用量和实际施工工程量的对比,计算水泥用量 检测的准确性、一致性。
❖ 在混合料含水量测定时,一般采用烘干法,当快速测定时,一般采用 酒精燃烧法,通常测定的含水量比混合料的实际含水量要偏小。
❖ 含水量调整要及时;
运输与摊铺
1e6
1e7
1e8
1. 荷载作用下,基层底部出现拉应力;
按照层状弹性体系假设计算:
σ = f(F, Ei,μi, hi) i=0,1,2,3….
第一强度理论:
1,σ < σ抗拉,不出现裂缝 2,σ > σ抗拉,裂缝
2. 荷载作用下,基层底部出现拉应力;
按照层状弹性体系假设计算:
σ = f(F, Ei,μi, hi) i=0,1,2,3….
泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求; ❖ 要求水泥初凝时间4小时以上,终凝时间不小于6小时,每300吨检验
一次。 ❖ 如采用散装水泥,在水泥进场入罐时,要了解其出炉天数。刚出炉的
水泥,要停放7天,且安定性合格后才能使用。夏季高温作业时,散 装水泥入罐温度不能高于50℃,高于这个温度,若必须使用时,应采 用降温措施。
2)材料结构走向悬浮密实式;
a)改变粗细集料的比例; b)增加细集料和粉料用量;
级配与材料结构
粒径(mm )
悬浮密实式(连续级配,富勒公式) 骨架嵌挤式(S 型级配,泰勒公式) 骨架密实式(间断级配,贝雷法等)
不同粒径集料颗粒的作用
粗集料(> 4.75mm ) 细集料(0.075-4.75mm):
抗裂要求
1. 降低水泥剂量,降低水化反应影响; 2. 同时降低了刚度过大造成的收缩裂缝; 3. 降低细料和粉料含量,降低基层的失水率 4. 含水量不能过大
抗冲刷要求
1. 细料4.75mm通过率: 30-40% 2. 粉料0.075mm通过率: 0-5%
小结
1,7天抗压强度范围:3~5MPa 2,强度低限3MPa,保证路面有足够的整体强度; 3,强度高限5MPa ,保证基层不至于开裂,减缓沥青层的“压力”;
半刚性基层的技术关键
1,形成适当地强度
① 足够承受荷载的反复作用(疲劳强度); ② 强度过大(收缩性强、脆性高),必然裂缝; ③ 规范建议的7d抗压强度范围:3~5MPa;
2,防止和减少开裂的发生
① 设计上采用合理级配、控制结合料的剂量; ② 施工中采用合理的工艺; ③ 养生湿度与温度控制;
3,提高抗冲刷能力
i,结合料用量; ii,改变级配等;
追求高强度的误区
1,两个“担忧”: 1)对竣工验收弯沉值的检查引起了对强度的担忧; 2)对施工检测“取出完整芯样”的担忧;
2,一些应对 “措施”:
1)增加结合料(水泥)剂量;
a)可能导致基层强度过高; b)可能导致材料的收缩性增大; c)可能导致材料的温缩增大;
基层模量
沥青面层与基层刚度相近; 可以共同承担荷载作用; 受力协调; 基层应与面层的刚度匹配, 是采用半刚性基层的一个重 要原因;
沥青面层与基层刚度相差大 ; 面层内的应力水平过高; 受力失调; 将造成沥青面层的严重损坏 ; 基层本身因为刚度过大而容 易断裂;
基层的刚度(强度)不宜过高
1,随着基层刚度的增大
碎石
ATB
碎石基层
承载力一般 中等以下交通量 二级以下道路 基层约40cm 面层<20cm 造价较高
ATB基层
承载力强 重交通 高等级道路 基层约20cm 面层较厚 造价高
永久式
承载力很强 重交通 高等级道路 面层约30cm以上 寿命30年以上 造价很高
全厚式
承载力超强 重交通 高等级道路 面层约50cm以上 寿命50年以上 造价超高
① 减少游离细集料; ② 强调沥青层的防水;
强度低限的含意
基层是沥青路面主要承重层
要求基层具有足够的刚度,将荷载扩散至土基的承受能力以内;
α
β
基层模量 E 较高 荷载扩散角α较大 土基承受的应力水平低
基层模量 E 较低 荷载扩散角 β 较小 土基承受的应力水平高
疲劳裂缝的形成
疲劳裂缝的形成
σ
σ σ抗拉
碾压组合
初压 复压 终压
碾压遍数 方式
碾压速度
二遍(静压) 1.5-1.6km/h
振动 频率
0
振幅 0
一遍 (低频高振)
两遍 (静压)
一遍 (高频低振)
1.9-2.1km/h 29HZ 2.6-2.8km/h 0 2.1-2.2km/h 32 HZ
2.1m m
0
1.2m m
无轮迹
3.2-3.5km/h
❖ 基层建议水泥剂量: ▪ 按3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%五种比例进行试验 ;
❖ 重型击实法: ▪ 确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度
❖ 强度测试每组试样个数的偏差系数: ▪ 一般要求6个(偏差系数小于10%) ▪ 9个(偏差系数小于10%-15%) ▪ 个(偏差系数小于15%-20%)
基层刚度与沥青面层的应力
路面对荷载ຫໍສະໝຸດ Baidu响应力有限元计算
剪应力三维图示
TRUCK
面层 Asphalt
基层 Base
底基层 Sub-base
土基 Subgrad
1. 沥青路面结构 2. 路面力学有限元分析 3. 路面内剪应力分布图 4. 基层刚度变化的影响
沥青层内最大剪应力(MPa)
基层模量 沥青层底应力(MPa)
❖ 具体要求水泥剂量: ▪ 基层不大于4.5%(具体按试验确定) ▪ 含水量根据天气及气温状况控制在最佳含水量的0%~ +2%范围内。
配比设计
水泥稳定碎石
级配 集料
水 水泥
级配 :有何作用? 集料:粗细集料 水:最佳含水量? 水泥: 指标?剂量?
最大干密度,最佳含水量
水泥的要求
❖ 普通硅酸盐缓凝水泥 ❖ 禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其他受外界影响而变质的水泥。 ❖ 路面基层宜采用32.5级缓凝水泥,3天抗压强度达16~20MPa;水
3,其他类型基层,目前在高等级公路上都不可能取代半刚性基层
1。碎石基层 2。ATB柔性基层 3。沥青混凝土全厚式路面 4。永久式(长寿命)路面
4,目前技术体系不完善
1。设计与施工中存在缺陷; 2。基层开裂特别严重;
路表裂缝或缺陷位置附近存留大量的白 色灰浆,基层顶面已经遭到严重的冲刷
基层顶面流失造成严重沉陷 剥离面层后发现基层严重松散
❖ 细集料砂当量的要求为>50,砂当量试验主要是测定集料中的粘性土 或杂质含量,以评定集料的洁净程度。检测频率为1次/1000吨。
❖ 原材料的存放与堆放
混合料生产
❖ 水稳混合料通常的检测项目为水泥掺量、含水量、级配、7天无侧限 强度。
❖ 4.75mm筛孔通过率为30%-40%,0.075mm筛孔通过率为0- 5%。其中,4.75mm筛孔通过率应接近中值,级配曲线最好为 S 型 。
细集料含量与干缩的关系
细集料含量高,含水量高 施工养生期间失水量大,干缩量大
最佳含水量
细集料含量少,含水量少 施工养生期间失水量小,干缩量小
最佳含水量
收缩裂缝的位移法力学解释
水泥稳定碎石
水泥剂量低、强度低、收缩性小
刚度小 E1=1000~2000MPa
收缩变形量a1
水泥混凝土
水泥剂量高、强度高、收缩性大
共同构成主体混合料的主体结构,粗细集料比例的不同形成悬浮、骨架 密实或骨架架构; 粉料:(通过0.075mm):
填充作用,使空隙率适中; 当0.075mm以下颗粒含量多时: 1,会直接导致基层半刚性体干缩应变系数偏大,产生裂缝的机率变大; 2,另外也会导致强度的降低; 0.075mm以下颗粒含量适中时: 1,适中的细集料存在可以增加混和料的强度; 2,通过压实使颗粒间紧密接触,适当的减少空隙; 3,使水泥硬化时混合料能够有效的胶结在一起,形成强度;
1)沥青层内的剪应力水平升高,易出现严重车辙;
2)沥青层底的拉应力逐渐减小,直至出现压应力; 3)与此同时,在轮胎接地边缘位置出现强纵向剪切力,易出现top-
down表面开裂;
2,基层刚度期望值越大
1)其承重份额越大,自身的应力水平也越高,易发生断裂等损坏; 2)为了实现大刚度,必然导致材料设计的改变,产生各种不良后果;
1,在原材料试验室配比设计时应该严格执行强度标准,按中偏下控制; 2,满足强度标准的情况下,尽量少添加水泥; 3;材料配比尽量少用细料和粉料,形成骨架嵌挤结构;
向集料要强度,向集料的级配要强度,少向水泥要强度!
❖ 为减少基层裂缝,必须做到三个限制: ▪ 在满足设计强度的基础上限制水泥剂量; ▪ 在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量; ▪ 根据施工对气候条件限制含水量;
刚度大 E2=10000~40000MPa
收缩变形量a2
<抗拉强度 不裂缝
f=a1∙E1
F>>f
F=a2∙E2
>>抗拉强度 必然裂缝
抗冲刷问题
❖ 路面的裂缝 ❖ 路面上局部空隙过大处 ❖ 都会造成透水
ω
路表的裂缝或缺陷部位存留大量的白色 灰浆,基层顶面已经遭到严重的冲刷
“稳定”的含义
1,集料、水泥(或其他结合料)共同构成,与水泥混凝土无异; 2,水泥的剂量远低于混凝土和贫水泥混凝土的标准; 3,材料的结构不同于混凝土,空隙率大,因此具备了变形吸收能力;
沥青路面半刚性基层1-2-3
张宏超 博士 副教授
同济大学交通运输工程学院 2009年7月
半刚性基层(Bound Base)技术背景
1,优点:强度高、造价低;
1。水泥稳定土; 2。水泥、粉煤灰(石灰)稳定土; 3。石灰稳定土;
2,缺点:易开裂、易泛浆;
1。基层的横向收缩裂缝向上反射,形成路面对应位置的反射裂缝; 2。面层局部透水造成泛浆,进而导致局部沉陷;
强度:
σ 抗拉<< σ抗压 抗拉强度远小于抗拉强度
半刚性基层的强度低限
1,基于上述考虑,结合实践经验,对半刚性基层设置了低限;
石灰稳定土: 二灰土: 水泥稳定土:
2,其他考虑:
(1)强度低限过低,为了满足结构要求,必然增加基层的厚度,设计不方 便、也很不经济;
(2)强度低限过高,必然增加结合料(水泥、石灰等)用量,不但不经济 ,而且可能带来其他问题;
❖ 水稳基层的碾压应重叠1/2轮宽,且必须在水泥初凝前及试验确定的 延迟时间内完成,并一次碾压达到压实度要求,从外观来看,应没有 明显轮迹印。
细料的比表面积
1平米×6=6平米
×8 1.5平米×8=12平米
相同重量或体积的集料, 颗粒越细,表面积越大, 需要水泥浆裹覆的面积越 大;
水泥的用量有限的情况下 ,过多的细集料,意味着 颗粒间的粘结下降;
×64 0.375平米×64=24平米
应该严格控制细集料的用 量,也就是级配中 4.75mm和0.075mm的 通过量;
施工注意事项
1原材料控制 2水泥稳定碎石的生产 3运输与摊铺 4碾压 5现场检测 6养生 7应急处理预案
原材料控制
❖ 水泥3天抗压强度的要求为16-20MPa,初凝时间为>4h,终凝时 间为≥6h。检测频率为1次/300吨;
❖ 基层用碎石压碎值要求为≤28%,针片状含量要求为 ≤15%,针片状 含量采用游标卡尺法测定。
集料
❖ 压碎值应不大于28%; ❖ 针片状含量不大于15%;(游标卡尺法) ❖ 密度大于2.5t/m3; ❖ 坚固性不大于12%; ❖ 碎石中小于0.6mm的颗粒,液限小于28%,塑性指数<9; ❖ 粒径4.75mm以下集料应进行砂当量试验,要求砂当量不小于
50,砂当量试验主要是测定集料中的粘性土或杂质含量,以评 定集料的洁净程度。检测频率为1次/1000吨 ;
4,相对“疏松”,部分材料只是稳定在材料里面,析出的可能性很大;
水的冲刷作用使细集料流失 基层随着细集料的流失而发生 不可恢复的衰变;
局部放大图 结合料(水泥等)实际上并不 能“稳定”所有的颗粒
基层材料要求—试验室配比设计、材料生产控制
承载力要求
1. 强度3-5MPa 2. 控制水泥剂量<4.5% 3. 依靠集料形成骨架提供强度; 4. 控制细料和粉料含量
材料疲劳理论:
σ << σ抗拉,裂缝
N
σ σ抗拉
= a∙N -b
模量E、抗拉强度σ抗拉、7d抗压强度σ抗压
1,第I、III象限不对称; 2,模量与强度呈现经验性规律; 3,为了便于施工控制,提出了7d
抗压强度指标;
σ抗压
σ抗压
E 抗压=
ε
σ抗拉
E 抗拉=
ε
σ抗拉
模量:
抗拉、抗压、回弹(切线、割线、动态……) E 抗拉≠ E 抗压
❖ 基层水泥用量,应采用EDTA实测法检测和总量控制检测相结合,通 过每天水泥用量、集料用量和实际施工工程量的对比,计算水泥用量 检测的准确性、一致性。
❖ 在混合料含水量测定时,一般采用烘干法,当快速测定时,一般采用 酒精燃烧法,通常测定的含水量比混合料的实际含水量要偏小。
❖ 含水量调整要及时;
运输与摊铺
1e6
1e7
1e8
1. 荷载作用下,基层底部出现拉应力;
按照层状弹性体系假设计算:
σ = f(F, Ei,μi, hi) i=0,1,2,3….
第一强度理论:
1,σ < σ抗拉,不出现裂缝 2,σ > σ抗拉,裂缝
2. 荷载作用下,基层底部出现拉应力;
按照层状弹性体系假设计算:
σ = f(F, Ei,μi, hi) i=0,1,2,3….
泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求; ❖ 要求水泥初凝时间4小时以上,终凝时间不小于6小时,每300吨检验
一次。 ❖ 如采用散装水泥,在水泥进场入罐时,要了解其出炉天数。刚出炉的
水泥,要停放7天,且安定性合格后才能使用。夏季高温作业时,散 装水泥入罐温度不能高于50℃,高于这个温度,若必须使用时,应采 用降温措施。
2)材料结构走向悬浮密实式;
a)改变粗细集料的比例; b)增加细集料和粉料用量;
级配与材料结构
粒径(mm )
悬浮密实式(连续级配,富勒公式) 骨架嵌挤式(S 型级配,泰勒公式) 骨架密实式(间断级配,贝雷法等)
不同粒径集料颗粒的作用
粗集料(> 4.75mm ) 细集料(0.075-4.75mm):
抗裂要求
1. 降低水泥剂量,降低水化反应影响; 2. 同时降低了刚度过大造成的收缩裂缝; 3. 降低细料和粉料含量,降低基层的失水率 4. 含水量不能过大
抗冲刷要求
1. 细料4.75mm通过率: 30-40% 2. 粉料0.075mm通过率: 0-5%
小结
1,7天抗压强度范围:3~5MPa 2,强度低限3MPa,保证路面有足够的整体强度; 3,强度高限5MPa ,保证基层不至于开裂,减缓沥青层的“压力”;
半刚性基层的技术关键
1,形成适当地强度
① 足够承受荷载的反复作用(疲劳强度); ② 强度过大(收缩性强、脆性高),必然裂缝; ③ 规范建议的7d抗压强度范围:3~5MPa;
2,防止和减少开裂的发生
① 设计上采用合理级配、控制结合料的剂量; ② 施工中采用合理的工艺; ③ 养生湿度与温度控制;
3,提高抗冲刷能力
i,结合料用量; ii,改变级配等;
追求高强度的误区
1,两个“担忧”: 1)对竣工验收弯沉值的检查引起了对强度的担忧; 2)对施工检测“取出完整芯样”的担忧;
2,一些应对 “措施”:
1)增加结合料(水泥)剂量;
a)可能导致基层强度过高; b)可能导致材料的收缩性增大; c)可能导致材料的温缩增大;
基层模量
沥青面层与基层刚度相近; 可以共同承担荷载作用; 受力协调; 基层应与面层的刚度匹配, 是采用半刚性基层的一个重 要原因;
沥青面层与基层刚度相差大 ; 面层内的应力水平过高; 受力失调; 将造成沥青面层的严重损坏 ; 基层本身因为刚度过大而容 易断裂;
基层的刚度(强度)不宜过高
1,随着基层刚度的增大
碎石
ATB
碎石基层
承载力一般 中等以下交通量 二级以下道路 基层约40cm 面层<20cm 造价较高
ATB基层
承载力强 重交通 高等级道路 基层约20cm 面层较厚 造价高
永久式
承载力很强 重交通 高等级道路 面层约30cm以上 寿命30年以上 造价很高
全厚式
承载力超强 重交通 高等级道路 面层约50cm以上 寿命50年以上 造价超高
① 减少游离细集料; ② 强调沥青层的防水;
强度低限的含意
基层是沥青路面主要承重层
要求基层具有足够的刚度,将荷载扩散至土基的承受能力以内;
α
β
基层模量 E 较高 荷载扩散角α较大 土基承受的应力水平低
基层模量 E 较低 荷载扩散角 β 较小 土基承受的应力水平高
疲劳裂缝的形成
疲劳裂缝的形成
σ
σ σ抗拉
碾压组合
初压 复压 终压
碾压遍数 方式
碾压速度
二遍(静压) 1.5-1.6km/h
振动 频率
0
振幅 0
一遍 (低频高振)
两遍 (静压)
一遍 (高频低振)
1.9-2.1km/h 29HZ 2.6-2.8km/h 0 2.1-2.2km/h 32 HZ
2.1m m
0
1.2m m
无轮迹
3.2-3.5km/h
❖ 基层建议水泥剂量: ▪ 按3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%五种比例进行试验 ;
❖ 重型击实法: ▪ 确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度
❖ 强度测试每组试样个数的偏差系数: ▪ 一般要求6个(偏差系数小于10%) ▪ 9个(偏差系数小于10%-15%) ▪ 个(偏差系数小于15%-20%)
基层刚度与沥青面层的应力
路面对荷载ຫໍສະໝຸດ Baidu响应力有限元计算
剪应力三维图示
TRUCK
面层 Asphalt
基层 Base
底基层 Sub-base
土基 Subgrad
1. 沥青路面结构 2. 路面力学有限元分析 3. 路面内剪应力分布图 4. 基层刚度变化的影响
沥青层内最大剪应力(MPa)
基层模量 沥青层底应力(MPa)
❖ 具体要求水泥剂量: ▪ 基层不大于4.5%(具体按试验确定) ▪ 含水量根据天气及气温状况控制在最佳含水量的0%~ +2%范围内。
配比设计
水泥稳定碎石
级配 集料
水 水泥
级配 :有何作用? 集料:粗细集料 水:最佳含水量? 水泥: 指标?剂量?
最大干密度,最佳含水量
水泥的要求
❖ 普通硅酸盐缓凝水泥 ❖ 禁止使用快硬水泥、早强水泥以及其他受外界影响而变质的水泥。 ❖ 路面基层宜采用32.5级缓凝水泥,3天抗压强度达16~20MPa;水
3,其他类型基层,目前在高等级公路上都不可能取代半刚性基层
1。碎石基层 2。ATB柔性基层 3。沥青混凝土全厚式路面 4。永久式(长寿命)路面
4,目前技术体系不完善
1。设计与施工中存在缺陷; 2。基层开裂特别严重;
路表裂缝或缺陷位置附近存留大量的白 色灰浆,基层顶面已经遭到严重的冲刷
基层顶面流失造成严重沉陷 剥离面层后发现基层严重松散
❖ 细集料砂当量的要求为>50,砂当量试验主要是测定集料中的粘性土 或杂质含量,以评定集料的洁净程度。检测频率为1次/1000吨。
❖ 原材料的存放与堆放
混合料生产
❖ 水稳混合料通常的检测项目为水泥掺量、含水量、级配、7天无侧限 强度。
❖ 4.75mm筛孔通过率为30%-40%,0.075mm筛孔通过率为0- 5%。其中,4.75mm筛孔通过率应接近中值,级配曲线最好为 S 型 。
细集料含量与干缩的关系
细集料含量高,含水量高 施工养生期间失水量大,干缩量大
最佳含水量
细集料含量少,含水量少 施工养生期间失水量小,干缩量小
最佳含水量
收缩裂缝的位移法力学解释
水泥稳定碎石
水泥剂量低、强度低、收缩性小
刚度小 E1=1000~2000MPa
收缩变形量a1
水泥混凝土
水泥剂量高、强度高、收缩性大
共同构成主体混合料的主体结构,粗细集料比例的不同形成悬浮、骨架 密实或骨架架构; 粉料:(通过0.075mm):
填充作用,使空隙率适中; 当0.075mm以下颗粒含量多时: 1,会直接导致基层半刚性体干缩应变系数偏大,产生裂缝的机率变大; 2,另外也会导致强度的降低; 0.075mm以下颗粒含量适中时: 1,适中的细集料存在可以增加混和料的强度; 2,通过压实使颗粒间紧密接触,适当的减少空隙; 3,使水泥硬化时混合料能够有效的胶结在一起,形成强度;
1)沥青层内的剪应力水平升高,易出现严重车辙;
2)沥青层底的拉应力逐渐减小,直至出现压应力; 3)与此同时,在轮胎接地边缘位置出现强纵向剪切力,易出现top-
down表面开裂;
2,基层刚度期望值越大
1)其承重份额越大,自身的应力水平也越高,易发生断裂等损坏; 2)为了实现大刚度,必然导致材料设计的改变,产生各种不良后果;
1,在原材料试验室配比设计时应该严格执行强度标准,按中偏下控制; 2,满足强度标准的情况下,尽量少添加水泥; 3;材料配比尽量少用细料和粉料,形成骨架嵌挤结构;
向集料要强度,向集料的级配要强度,少向水泥要强度!
❖ 为减少基层裂缝,必须做到三个限制: ▪ 在满足设计强度的基础上限制水泥剂量; ▪ 在减少含泥量的同时,限制细集料、粉料用量; ▪ 根据施工对气候条件限制含水量;
刚度大 E2=10000~40000MPa
收缩变形量a2
<抗拉强度 不裂缝
f=a1∙E1
F>>f
F=a2∙E2
>>抗拉强度 必然裂缝
抗冲刷问题
❖ 路面的裂缝 ❖ 路面上局部空隙过大处 ❖ 都会造成透水
ω
路表的裂缝或缺陷部位存留大量的白色 灰浆,基层顶面已经遭到严重的冲刷
“稳定”的含义
1,集料、水泥(或其他结合料)共同构成,与水泥混凝土无异; 2,水泥的剂量远低于混凝土和贫水泥混凝土的标准; 3,材料的结构不同于混凝土,空隙率大,因此具备了变形吸收能力;
沥青路面半刚性基层1-2-3
张宏超 博士 副教授
同济大学交通运输工程学院 2009年7月
半刚性基层(Bound Base)技术背景
1,优点:强度高、造价低;
1。水泥稳定土; 2。水泥、粉煤灰(石灰)稳定土; 3。石灰稳定土;
2,缺点:易开裂、易泛浆;
1。基层的横向收缩裂缝向上反射,形成路面对应位置的反射裂缝; 2。面层局部透水造成泛浆,进而导致局部沉陷;
强度:
σ 抗拉<< σ抗压 抗拉强度远小于抗拉强度
半刚性基层的强度低限
1,基于上述考虑,结合实践经验,对半刚性基层设置了低限;
石灰稳定土: 二灰土: 水泥稳定土:
2,其他考虑:
(1)强度低限过低,为了满足结构要求,必然增加基层的厚度,设计不方 便、也很不经济;
(2)强度低限过高,必然增加结合料(水泥、石灰等)用量,不但不经济 ,而且可能带来其他问题;