骨架密实型的水稳基层抗裂结构研究要点

骨架密实型的水稳基层抗裂结构研究

摘要：骨架密实级配水泥稳定砾石与常规级配相比，具有较高的密度，较小的含水量，嵌挤形成的强度大，并具有较好抗裂性能和力学性能，能预防沥青面层的缩裂，提高了路面的承载力和耐久性。因此骨架密实型水泥稳定砾石具有较好的发展前景。

关键词：骨架密实型；抗裂性；承载力；耐久性

Skeleton density of crack research Abstract: the skeleton close-grained gradation of the cement stable macadam compared with conventional gradation, has the high density, and smaller water content, form the intensity embedded crowded,And has a good crack resistance and mechanical performance, can prevent shrinkage of asphalt layer, improve the bearing capacity and durability. So skeleton type close-grainedOf the cement stable macadam have good growth prospects.

Keywords: Skeleton close-grained type; Resistance; Bearing capacity; Durability

1 绪论

1.1 研究背景及意义

随着水泥稳定砾石基层在工程中的广泛使用，发现在早期出现了比柔性基层沥青路面多而频繁的裂缝。裂缝的存在会使水危及整个路基路面结构，还易引起沥青面层较快出现网裂、坑槽等病害。而且随着雨水的浸入，使基层变软，在大量行车荷载反复作用下，结果导致路面强度大大降低，产生冲刷和唧泥现象，使裂缝加宽，裂缝两侧的沥青路面破碎，加速沥青路面的破坏，从而对以水泥稳定砾石材料基层的公路建设造成了潜在地危险。在某种程度上也限制了水泥稳定类半刚性基层材料的广泛应用。因此，对以水泥稳定砾石基层的公路建设造成了潜在危险，也限制了水泥稳定类砾石基层的应用。水泥稳定砾石在温、湿变化作用下产生较大的收缩变形是导致基层裂缝及反射裂缝的主要原因。在不同地区裂缝严重程度不同，南方地区因温差小、无严寒，裂缝更轻微；而北方地区因温差大、冬季时间长且寒冷，裂缝更严重，如新疆。图1-1（网状裂缝）图1-2（反射裂缝）

图1-1 网状裂缝

图1-2 反射裂缝

因此，为了改善水泥稳定砾石基层抗裂性能，本文提出了密实骨架结构水泥稳定砾石基层，及其配合比设计方法，并对此进行了大量室内外试验。研究表明，骨架密实结构水泥稳定砾石基层具有重要的工程路用价值。[6]

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

水泥稳定砾石基层的裂缝主要源于温度收缩、干燥收缩和疲劳荷载作用。公路设计者早已经认识到提高其抗裂性的重要性，因为基层的开裂很有可能引起沥青面层的反射裂缝。但是多年的实践证明，即使是用干缩性小的水泥稳定粒料铺筑的基层，如果设计时考虑不周全，施工时处理不当，或施工完成后没有进行及时的养生，也会产生横向干缩裂缝。在沥青路面的使用过程中，裂缝会逐渐向上扩展并通过沥青面层出现在表面，行程反射裂缝。另外，水泥稳定类砂砾基层内部温度变化产生的温度应力与行车荷载应力相结合，也会促使基层开裂。这种开裂也极有可能引起反射裂缝。因此，在研究道路裂缝时，必须充分考虑影响基层使用品质得内在与外在因素，即材料的配合比组成和所处的温度、湿度等，科学

的进行抗裂设计研究，进而在施工质量得到充分保证的前提下，可以在一定程度上消除或减少反射裂缝。

在国外，应用半刚性基层最为广泛的地区是南非和法国。美国和澳大利亚研究者认为水泥稳定土干燥与结合料的类型和剂量、被稳定土的类别、粒料的含量等因素有关。为减少水泥稳定砾石基层的收缩裂缝，澳大利亚的水泥用量为3%以内，日本水泥稳定砾石基层混合料水泥用量一般仅为2%左右；德国冬季寒冷，水泥用量也较低，一般控制在2%+3%左右，南非是应用水泥稳定砾石基层较多的国家，其水泥用量也在较低的水平。

1.2.2 国内研究现状

基层要有足够的强度、刚度、平整度，还应有足够的水稳性、冰冻稳定性和抗冲刷能力，同时，要求其收缩性小，并与面层结合良好。水泥稳定砾石作为半刚性材料，以其整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点在我国公路路面基层施工中被广泛应用。

2006年在S206滁全路一期改造工程6．3km中4．3km采用人工铺筑4～6cm 砾石再用拌和的水稳细集料路拌成型的骨架密实型水泥稳定砾石基层和2km机拌机铺骨架密实型水泥稳定砾石至今没有明显的缩裂和网裂，今年$206滁全路二期快车道改造工程9．7 km中采用机拌机铺骨架密实型。

2009年由晋中公路分局承建的介霍一级公路、307寿阳过境线改建工程、307路面大修改造工程项目的路面水稳砾石基层，均采用了骨架密实级配结构，晋中公路分局试验室专门购置了进行骨架密实级配设计的振动成型机，室内采用了振动成型法，在实际施工中通过使用大吨位的压路机强振，使室内试验与实际施工较为接近，对骨架密实型这种级配结构进行了尝试与探讨。[1]

沪宁高速公路扩建工程上海段，全线长1.37km，扩建为双向8车道。它是在扩建工程江苏段已经完成，通过近两年的行车考验证明质量优良，在取得较好的经济效益的同时也得到较好的社会评价的背景下开工建设的。上海公路局领导非常重视上海段扩建工程的质量问题提出了“高起点、高要求、超江苏、超沪宁”的口号。大胆提出了利用A11 公路建设平台来研究、实施抗裂型水稳缩、干缩裂缝，则是本次研究和施工控制的重点。

连霍国道主干线星星峡至哈密段公路建工程为国道主干线的重要组成部分，