半刚性基层抗裂性研究综述.pdf

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1、阖●■●一●Willows半刚性基层抗裂性研姚晓康重庆交通大学土木工程学院述摘要：结合我国道路建设经验和沥青路面裂缝产生的普遍规律，指出了进行半刚性基层抗裂性研究的意义，分析了半刚性沥青路面裂缝的成因，概括了现有的研究成果。关键词：沥青路面；半刚性基层；抗裂1研究的目的与意义随着我国的经济不断发展，交通基础建设地不断进行，我国公路路面性能面临着更高的交通量和更好的性能的要求。根据交通部的数据我国在2013年公路通车里程423．8万千米，其中高速公路里程居世界第一。为了应对更高的要求，我国公路基层经历

2、了多种多样的形式改变。经过不断的发展在我国当前的高等级公路的建设中，半刚性基层因为有着材料经济实用、水稳性好和强度大等优点，因而有着最广泛地应用，其性能优点有以下两方面。(1)刚度大能够使面层受到更小的应力，有效减少其疲劳破坏。(2)强度大能够承载更大的交通量。经过我国的广大建设经验，半刚性基层开裂已经成为沥青路面结构的主要缺陷，经调查绝大多数沥青路面在通车后的一到两年均会产生大量裂缝n，，这对路面的使用性能和寿命是有很大危害的，影响通行能力，给经济发展和社会正常运行造成巨大影响。经过现场钻芯取样的

3、分析表明，约15％的裂缝是由半刚性基层开裂引起的反射裂缝，反射裂缝传递到面层进而发生结构破坏。2国内外研究现状2．1半刚性基层裂缝成因分析干缩、温缩和疲劳荷载是半刚性基层开裂的主要原因，其中干燥收缩和温度收缩是最主要的原因，而疲劳荷载作用是次要的。所以研究干缩和温缩是研究半刚性基层开裂原因的主要内容。2．1．1温度收缩机理半刚性基层材料是由三相组成的，即固体颗粒、水和空隙中的气体。半刚性基层的温度收缩就是由三者的温度收缩的宏观表现。其中气体是和外界气压相通的，所l以其温度收缩影响一般不计。而固体中大

4、粒径的材料收缩性小，细集料如粉粒等收缩性能明显。，半刚性基层中的固体颗粒由一个个化学键相连，当外界温度升高，质点从外界吸收热能，质点之间的间距就会增大。同样的当外界温度急剧降低，质点之间的间距减小，就会产生温度收缩，一旦超过其抗拉强度极限就会开裂。2．1．2干燥收缩机理干燥收缩是指半刚性基层内部材料由于水化作用和蒸发，使得混合料中的水分减少，最终使基层材料中的自由水失去，最后产生干燥收缩。特别在干旱地区，铺筑后水分减少，产生干缩裂缝，从最开始很细小到最后宽到3mm最多，直到基层含水量平衡。2．2半刚

5、性基层开裂引起反射裂缝由于干缩和温缩产生的基层裂缝，在铺筑了沥青面层后会产生反射裂缝，进而造成面层开裂。裂缝根据位移方式可分为三种。(1)张开型或拉伸型。(2)滑移型或面内剪切型。(3)撕开型。根据半刚性沥青路面的破坏方式来看，温缩和干缩产生的是张开型裂缝，行车荷载导致的是滑移型裂缝。其中路面图1开裂类型2．3干缩和温缩的研究现状国内外对半刚性基层的收缩进行了大量的研究，对其进行了提炼和总结。(1)美国的K．P．Georged等人研究了影响水泥稳定土收缩应变的原因，并且认为：0．002ram粒径以下

6、的颗对粒水泥稳定土的收缩影响明显；水泥稳定土的成型时的含水率越大，干缩效果越明显；同时相应的成型密度越大，干缩越小；水泥用量在4％的时候，干缩应变达到最小。(2)国外普遍使用柔性路面，并且柔性路面的沥青面层开裂是由自身温度收缩引起的，而反射裂缝是半刚性基层沥青路面开裂的主要原因。(3)长安大学的张登良在饱水状态、最佳含水率等状态下的电测法实验，并且认为：集料能够降低水稳材料的收缩；水泥稳定碎石的温缩性强于二灰稳定料；为了降低收缩性，水泥最大掺量应小于6％；温缩系数随着龄期的增长不断增长，并且前期速度

7、大于后期速度。3总结在我国现阶段的高等级公路建设看来，半刚性材料作为基层结构是最普遍的，因而对半刚性基层的性能进行研究是很有必要和实际意义的。一般来说半刚性基层的强度是影响其寿命的主要因素，强度大的基层能承受大的交通量，但是强度越大也会带来干缩和温缩的产生。因此如何在保证基层的使用强度的前提下，避免半刚性基层的开裂，防止反射裂缝的产生成为了一个需要我们解决的问题。针对具体的开裂现象进行具体分析，根据不同的开裂原因制定不同的防治养护措施。参考文献：【1】沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面[M]．北京

8、：人民交通出版社，1999．【2】张鹏．高等级公路半刚性基层材料的抗裂性能研究[D】．大连：大连理工大学，2007．【3】张嘎吱．考虑抗裂性的水泥稳定类材料配合比设计方法研究[D】．西安：长安大学，2001．[4】蔡飞．水泥综合稳定砂砾基层材料抗裂性能研究【D】．西安：长安大学，2003．『51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[D】．西安：长安大学，2009．[6】GeorgeK．P．Shrinkagecrackingofsoil—cementb