水泥稳定类基层干燥收缩影响因素和减缓措施探究

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1、水泥稳定类基层干燥收缩影响因素和减缓措施探究　　摘要：水泥稳定类基层材料的干缩收缩会引起路面开裂，进而严重影响路面使用性能。为减缓路面基层开裂现象，详细分析了水泥稳定类基层材料干缩机理和干缩影响因素，表明集料级配组成、含水率、水泥含量、施工质量、环境因素等，均对水泥稳定基层材料的干缩变形特性产生明显影响。在此基础上提出了减少水泥稳定基层材料干缩裂缝的方法。Abstract：Thedryingshrinkageofcementstabilizedbasematerialwillcausepavementcracking，whichseriouslya

2、ffectsthepavementperformance.Inodertoreducepavementbasecracking，thispaperanalysesthedryingshrinkagemechanismofcementstabilizedbasematerialandtheinfluencingfactors，andfindsthatsuchfactorsasaggregategradationcomposition，moisturecontent，cementcontent，constructionqualityandenviron

3、menthavesignificanteffectsonthedryingshrinkageofcementstabilizedbasematerial.Themethodtoreducedryingshrinkagecracksisputforwardbased8onthefindingsabove.关键词：裂缝；基层；干燥收缩；影响因素Keywords：crack；base；dryingshrinkage；influencingfactors中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）21-0126-020引言以水

4、泥稳定类材料为代表的半刚性基层材料在我国公路建设中得到了广泛应用。调查显示半刚性基层路面存在裂缝的情况较普遍。裂缝是沥青类路面的一大主要病害，路面裂缝中较常见的是横向开裂，这主要是由于半刚性基层的反射裂缝引起的。采用水泥稳定类基层材料时，由于湿度或温度的变化而产生收缩裂缝，随着裂缝的增大会反射到面层，形成密集的横向反射裂缝。反射裂缝的产生与半刚性基层材料的选择、水泥用量的多少以及施工质量控制有关。如果裂缝得不到及时处治，雨水侵入基层会导致路面基层甚至路基的软化，使路面承载能力显著下降，进而造成路面严重损坏。因而，研究路面裂缝产生机理及影响因素，进而

5、提出相应的减少基层开裂的技术措施是非常有必要的。1干缩机理分析8水泥稳定类半刚性基层材料因内部水分的蒸发损失而使体积发生收缩的现象成为干燥收缩（简称干缩），其主要的物理化学原理是由于水分的蒸发而产生毛细管作用、吸附水作用和分子间力的作用或凝胶体层间水的作用，在这些作用力的推动下，从而引起基层材料的体积收缩。这几类作用过程的因素因素同样会对半刚性基层材料的干燥收缩产生影响。1.1材料内部水分的迁移水泥稳定类半刚性基层材料内部存在很多大小不一的孔隙，而水分以各种形式存在于孔隙内部，孔隙中水分的蒸发会导致基层材料的干燥收缩现象。水泥稳定类半刚性基层材料孔

6、隙中水的液面并不是完全处于水平的，而常常呈现曲面。毛细管孔隙中曲面状态的水的蒸汽压低于处于水平状态的水的饱和蒸汽压。当环境的相对湿度为100%时，材料内部所有毛细孔隙都会被水填充。当相对湿度不断降低时，水分就会蒸发。大的孔隙中的水分会先蒸发，小孔隙内部的水分也会不断蒸发，然后更小的孔隙逐步丧失水分。最终该过程会使得毛细管中凹液面的曲率半径减小，从而使得毛细管中水的张力增加，这样毛细管周围固体成分会承受相应的压力才能取得平衡，而该种作用力会导致材料的干缩问题。因此，影响半刚性基层材料孔隙内部水分蒸发的各种因素，也会影响材料的干燥收缩程度。1.2毛细管

7、张力作用8水泥稳定类半刚性基层材料内部存在很多孔隙，依据毛细管张力作用的大小程度可将孔隙分为大孔隙和毛细管孔隙。大孔隙中的水分先蒸发，然后毛细管中的水分也会蒸发。大孔隙中水分蒸发时不会产生很大的作用力，几乎不会引起水泥稳定类材料体积的收缩。然而，随着相对湿度的不断下降，毛细管中的水分也开始蒸发，毛细管内水的液面随着蒸发过程的进行会逐渐下降，导致液面曲率半径减小，在表面张力的作用下产生液面内外压力差，最终结果是以压力形式作用在毛细管的管壁，该作用力会使水泥稳定类材料发生体积收缩，因此该作用被称为毛细管张力作用。当水在毛细管中时，水呈凹液面，毛细管越细

8、，毛细管内水分的饱和蒸汽压越小，导致其很难挥发出来。外部环境的相对湿度必须低到一定程度时，毛细管中的水分才会挥发。当外部环