水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝原因及控制.doc

《水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝原因及控制.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝原因及控制摘要：水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料，其中又以水泥稳定碎石性能最为优异，然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点，因此如何进…步减少其反射裂缝的产生，依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。关键词：水泥稳定碎石基层；沥青路面裂缝；收缩裂缝的控制水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料，其中又以水泥稳定碎石性能最为优异。然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点，因此如何进一步减少其反射裂缝的产生，依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。考虑到我国作为水泥生产大国，原材料来源广泛且价格

2、低廉，水泥胶结类材料在今后很长一段时间内仍将作为主要的道路建筑材料，因此有必要对水泥稳定碎石基层进行研究，以便能为将来更为广泛的应用提供经验。1裂缝产生原因半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样，但形成的主要原因可以分为两大类，即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝，包括反射裂缝和对应裂缝。荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力，在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成；非荷载型裂缝则是环境作用的结果，主要是湿度和温度的影响，由干缩、温缩和疲劳作用导致，个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。此外，在冰冻地区的沥青路面上，还可能发现由路基冻胀引起的裂

3、缝。半刚性基层沥青路而裂缝出现的原因有3种可能：一是面层本身性能不良，二是由于基层干缩和温缩开裂而反射到面层产生裂缝，三是由于面层、基层相互作用所引起。国外通常认为半刚性基层沥青路面裂缝是由半刚性基层引起的反射裂缝，且这种反射裂缝主要由半刚性基层材料的干缩裂缝引起的。国内则认为半刚性路面的裂缝有荷载型裂缝，有沥青面层的温度收缩裂缝，还有由半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。对于半刚性基层，裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。水泥稳定碎石基层由于水分蒸发及温度变化的影响，很容易产生裂纹，在承受荷载之前，就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。因此，实际上它是在

4、带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的，基层的温缩和干缩是引起裂缝的内因。对于反射裂缝的形成，是由于面层底部的拉应力超过沥青混凝土极限强度所致。在基层开裂后，由于基层失去抵抗拉应力的作用，就在开裂位置将应力传递给面层，造成面层在裂缝处的应力集中。如果此时再加上偏荷载主拉应力（或剪应力）的作用，其应力值就有可能超过材料的极限强度，面层随之开裂。偏荷载作用的主拉应力（或剪应力）是促成反射裂缝形成的原因。因此，路面反射裂缝主要是由于基层开裂后的水平与垂直位移引起的。影响沥青路面裂缝轻重程度的主要因素包括：沥青和沥青混合料的性质，基层材料的性质，结构类型与组成情况，气候条件（特别是冬季气温及

5、其变化)，交通量和车辆类型以及施工因素等。就水泥稳定碎石沥青路面而言，基层材料组成以及施工水平尤为重要。设计合理、施工良好的水泥稳定碎石基层不易在早期出现荷载型裂缝。2水泥稳定碎石基层收缩裂缝的控制近年来，为改善沥青路面的使用性能，对沥青面层进行了大量研究，采用了许多新技术，如改性沥青、sma路面等。然而路面结构作为一个整体，单纯提高面层材料的性能难于发挥其应达到的效果，作为主要承重层，基层材料的性质和整体质量对沥青路面的使用性质和使用寿命有十分重要的影响。因此，优质基层不仅有利于反射裂缝的控制，而且还改善了整体性能，是合理而实用的技术途径。作为优质基层，水泥稳定碎石最大的问题就

6、是如何降低收缩裂缝。减少基层裂缝的产生可从4方面着手：(1)降低基层材料的收缩系数，提高基层材料的抗拉强度；(2)采用补偿收缩措施，如掺加膨胀剂；(3)采用限制收缩措施，如掺加纤维、土工织物等；(4)改善约束条件，如预锯缝、造成许多微细裂缝以及让基层先开裂等。作为膨胀性的化学物质，由于其实际效果受环境条件的影响,在复杂多变的路面自然条件下可能难以采用，而掺加各种加筋材料则增加施丁难度、提高T程造价。降低约束则应施工实际效果出发,例如预锯缝。由于在荷载和环境因索作用下基层预切缝缝隙处的沥青面层产生应力集中，因此必须对该缝预加处理。而处理措施如何在面层施工中以及在行车荷载下保持稳定效

7、果却难以控制。因此，笔者认为从材料组成设计、施工以及养护措施入手最为切实可行。有人在总结了大量研究成果后认为应从以下4方面减少裂缝：(1)控制集料中细料的含量和塑性指数，以减少水稳集料中的粘土含量；(2)在保证满足强度要求的前提下，尽可能减小稳定剂掺量；(3)控制施工碾压时的含水量，含水量每增加1%对基层干缩应变的影响相当于水泥剂量2-3倍；(4)减少半刚性基层的暴晒时间，养生结朿后(也可以在养生期间)，立即铺筑罩面。确实，水泥稳定碎石基层收缩的内因主要是组分中的水泥与水，外因则