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1、浙江交通职业技术学院学报,第5卷第2期,2004年6月JournalofZhejiangVocationalandTechnicalInstituteofTransportationVol15No12,June.2004柔性基层路面的研究周军1,周海生2,王永林3(1.湖州市公路管理处,浙江湖州313000;2.同济大学交通运输工程学院,上海200092;3.丽水市路桥工程处,浙江丽水323000)摘要:本文对柔性基层路面与半刚性基层路面的受力特点,破坏模式、设计思想进行了比较。认为柔性路面应当以“长寿命路面”的设计思想为指导,对路面结构层和
2、沥青混合料展开设计,对路面施工严格控制。关键词:柔性基层;半刚性基层;车辙;反射裂缝;长寿命路面中图分类号:U416221文献标识码:A文章编号:1671-234X(2004)02-0018-041而我们现在水泥用量一般为4-5%;(3)水泥稳0前言定碎石基层上面经常设置级配碎石层作为过渡层,我国目前沥青路面结构基本上为半刚性基层路面,由于半刚性基层自身不可克服的缺点,温缩、干缩,产生裂缝,并最终形成反射裂缝,在行车荷以减少反射缝和排水,成为倒装结构,在我国由于它弯沉大而得不到推广。现在越来越多的国内学者也纷纷转向了国外已经应用了半个世纪的
3、柔性基层路面结构。载、水、温度梯度的综合作用下,使得路面结构产生唧浆、松散、车辙等病害,最终导致路面结构的1柔性基层路面与半刚性基层路面的破坏。特别是在最近几年,交通量大量增加,超比较载、重载严重,更加暴露了半刚性基层路面的这种缺点。11路面结构应力分布虽然国内外的学者也尝试着采用各种方法解决由于半刚性材料的板体性强、承载力大,扩散半刚性基层路面的这种病害,比如采用塑料隔栅、荷载的能力强,柔性基层路面通常比半刚性路面厚在半刚性基层上面铺筑应力吸收层(SAMI、集配许多。碎石夹层)、增加沥青层的厚度等等,但是这些方从图1的数据中可以看出,压应力
4、在面层顶面法仅仅延缓或者抑制反射裂缝的发展,没有根本消最大,随深度增加,压应力逐渐减小,达到某一深除反射裂缝。度时,结构内部压应力恰好为0,深度继续增加,国外的半刚性结构使用与我国不同。(1)结构这时结构内部拉应力开始增大,一般最大弯拉应力上设置有排水层,以减少冲刷;(2)在国外使用的出现在基层的底面。半刚性基层,其强度一般并不太高,为了减少收剪应力延路面深度的分布情况,其峰值主要分缩,水泥剂量和细料量较少,水泥用量有的控制在布在面层0～10cm的范围内,在重载、超载的条件2%左右,只有在底基层的水泥土强度要求高一些。下这一影响深度会继续扩大
5、,但是剪应力的分布范1收稿日期:2004-3-5作者简介:周军(1963-),男,浙江磐安县人,工程师.第2期周军,周海生,王永林:柔性基层路面的研究19围主要集中在0～15cm的范围。也就是说,剪应力的影响范围主要集中在面层、基层。一般认为沥青层越厚越容易产生车辙。国外研究表明当沥青层厚度小于18cm时,车辙随沥青层增加而增大,但是当沥青层厚度超过18cm时,车辙与厚度的关系就不大了,这再次证明路面剪应力的影响范围主要在面层和基层。112两种路面结构破坏模式11211材料特点半刚性基层承载力大、刚度大、模量高、板体性强、弯沉小而且投资经济,
6、缺点在于这种材料变形小,特别是温缩、干缩变形大,易开裂,属于脆性材料。柔性材料如:集配碎石、沥青稳定碎石等等。材料属于粘弹性材料,韧性好,有一定自愈能力,但变形大,弯沉大,因此路面厚度也大,投资成本亦高。11212半刚性基层路面的破坏模式由于半刚性基层材料温缩和干缩特性,以及材料本身的脆性,裂缝的产生不可避免。裂缝的存在导致三种结果:首先当车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时,形成突变,并在裂缝处产生较大应力集中,表现为面层在裂缝处的上下剪切和层底弯拉,这些应力,加之温度应力的综合、反复作用,最终导致面层疲劳破坏而产生反射裂缝;其二,水沿裂
7、缝渗入路面结构内,在行车荷载作用下,对基层、底基层、路基形成水力冲刷,将材料中的细料唧出,材料松散并形成坑槽,半刚性基层失去板体性,弯沉迅速增大,最终导致结构破损;第三,界面上水的存在改变了界面接触条件,于是结构不再连续,界面成为半连续甚至光滑接触模式,这种情况使得路面的受力状态变得十分不利,沥青层底有可能出现超过极限拉应力,导致沥青面层开裂,承载力降低,产生车辙等病害,成为导致路面破坏的又一原因。半刚性基层路面的破坏一般从半刚性基层的缩裂开始,然后破坏由基层向面层和路基延伸,最终发展为整个路面结构的破坏,因此这种路面破坏模式属于路面的结构
8、性破坏。一旦损坏,维修养护是目前面临的一个大难题。11213柔性基层路面的破坏模式只要路面结构的设计、施工不出现问题,柔性基层路面的破坏一般始于面层,由于面层的车辙
