半刚性路面基层反射裂缝产生原因及防治措施
半刚性路面基层反射裂缝产生原因及防治措施
摘要:半刚性路面裂缝是沥青路面常见的病害,发展程度严重时,影响道路使用性能和安全,本文通过分析半刚性路面裂缝的形成机理和扩展模式及其对路面的危害,最后针对影响裂缝形成和扩展的因素提出了相应的防治措施。
关键词:反射裂缝;半刚性路面;半刚性基层;防治措施
随着高等级公路的里程不断增加,以无机结合料稳定粒料(土)类为基层,沥青混凝土为面层的半刚性路面被广泛使用于高等级路面。
因为半刚性路面具有两个较为明显的特点,其一,具有较高的强度和承载力。
一般来说,半刚性基层材料具有较高的抗压强度和抗压弹性模量,并具有一定的抗弯拉强度,且都随着龄期的增加而不断增加,因此,半刚性沥青路面通常具有较小的弯沉和较强的荷载承受能力。
其二,半刚性基层强度大,使得其上沥青面层弯拉应力值较小,从而提高了沥青面层抵抗行车疲劳破坏的能力。
鉴于半刚性沥青路面强度、平整度及抗行车疲劳性能等优点,半刚性基层已成为目前中国公路路面基层的主要形式。
然而随着这种结构的大量使用,发现其存在着严重的裂缝问题,并已成为该结构的主要问题。
反射裂缝是沥青路面裂缝的主要形式,它的存在破坏了路面结构的整体性和连续性,并一定程度上导致结构强度的削弱(如裂缝处弯沉增大,回弹模量降低等)。
而且随着雨水和雪水的浸入,基层变软,在大量行车荷载反复作用下,导致路面强度大大降低,产生冲刷和唧泥现象,使裂缝加宽,裂缝两侧的沥青面层碎裂,加速沥青路面的破坏,影响路面的使用性能。
1反射裂缝的类型
对于半刚性基层沥青路面,反射裂缝指由于半刚性基层在温度梯度和湿度变化下产生收缩开裂,此种基层材料先开裂而后沿开裂基层向上方反射到沥青面层而形成的裂缝,或者在行车荷载作用下,裂缝沿已开裂半刚性基层向上扩展而形成的裂缝。
很显然,反射裂缝的产生主要是刚性基层已先开裂,再经行车或温度、湿度变化而引起沥青面层裂缝。
沥青路面开裂的原因和形式是多种多样的,主要包括两种:一是荷载型裂缝,主要是由于行车荷载作用产生的;二是非荷载型裂缝,其主要类型是温度裂缝。
它包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝两种。
根据研究资料表明,半刚性路面的反射裂缝主要是非荷载型裂缝,由温度引起的。
2反射裂缝的形成机理
通常情况下,把反射裂缝的形成过程分为两个阶段:一是反射裂缝的产生阶段;二是反射裂缝的扩展阶段。
2.1反射裂缝的产生
(1)温度型反射裂缝。
温度型反射裂缝有两种,一种是在开裂基层(或老路)上铺厚沥青面层后,在冬季突然降温过程中,基层(或老路)的裂缝会由于温度收缩而继续拉开,它将给产生温度收缩的新铺沥青面层增加一个附加拉应力;两个拉应力叠加一旦超过沥青混合料抗拉强度,新沥青面层的表面在基层(或老路)裂缝的上方开裂,并逐渐向下延伸,直到与老路的裂缝相连,这样形成的裂缝通常称为低温收缩裂缝。
另一种裂缝主要发生在昼夜温差比较大的地方。
在开裂基层(或老路)上铺薄沥青面层的情况下,裂缝将从面层底面开始,面层底面一旦开裂,除在负温差下缝端有拉应力外,在正温差(升温造成的温差)下缝端产生的拉应力更大。
由此产生的裂缝称之为温度疲劳裂缝。
(2)荷载型反射裂缝。
当行车荷载经过接缝或裂缝时,在面层中产生的应力影响线可分为三个阶段:一是轴载位于接、裂缝一侧时,接、裂缝两侧产生较大的相对位移,在沥青面层中造成较大的剪切应力;二是轴载位于接、裂缝顶面时,两侧无相对位移或相对位移较小,沥青面层主要承受弯拉应力作用;三是轴载驶离接、裂缝时,在面层内产生与第一次方向相反的剪切应力。
在整个过程中沥青面层受到两次剪切一次弯拉作用,其直接结果是引起反射裂缝的产生和扩展,荷载因素是引起反射裂缝的一个重要因素。
2.2反射裂缝的扩展
沥青面层的反射裂缝从其产生到整个路面破坏,中间要经历一个裂缝扩展阶段,即反射裂缝在罩面层厚度方向上的纵向扩展和其在表面的横向扩展。
(1)反射裂缝的纵向扩展。
断裂力学认为,裂缝的扩展有三种位移模式:张开模式、剪切模式和撕开模式,其中,温度应力对反射裂缝影响的模式为张开模式;行车荷载对反射裂缝影响的主要模式为张开模式和剪切模式。
当车轮驶经裂缝的正上方时,以张开模式来引起反射裂缝;在裂缝之前和之后的位置,主要以剪切模式影响反射裂缝。
撕开模式在罩面层中不常出现。
与张开模式相对应的温度型反射裂缝通常产生于薄层罩面层底部,而后向上逐渐扩展到罩面层顶面。
当沥青罩面层或面层较厚且气温较低时,裂缝产生在罩面层或面层的顶面和底面,而后向罩面层或面层中间扩展,形成所谓对应裂缝。
对于正荷载作用下的张开模式所对应的反射裂缝,一般产生于罩面层底面,在周期性荷载的作用下垂直向上扩展。
在偏荷载作用时,反射裂缝以剪切模式在罩面层中向上扩展,其扩展路径在罩面层中是沿大约45°角的方向向上扩展。
当车轮荷载(偏荷载)和温度应力共同作用于复合罩面结构时,裂缝的扩展界于偏荷载和温度应力单独作用时裂缝扩展路径之间,比偏荷载作用时的裂缝扩展路径更垂直一些。
(2)反射裂缝的横向扩展。
裂缝发展过程是首先应在道路表面某些位置产生,然后再向两侧扩展。
一般情况下,反射裂缝多出现在轮迹处。
环境因素会加
速反射裂缝的扩展。
裂缝一旦出现,水分的浸入、氧化以及行车荷载的反复作用,常常加速反射裂缝向四周扩展。
即使裂缝贯穿于整个路面宽度,也不会影响行车的舒适性。
各地区的温度状况不同,各路段的交通条件和现有路面的结构状况也不相同,因而,反射裂缝的产生有可能主要是温度原因引起的,也有可能主要是荷载作用引起的,或者是温度和荷载共同作用所造成的。
对于基层裂缝引起的反射裂缝而言,主要是由于温度引起的,行车荷载在其形成的后期起到促进作用,但较薄的沥青面层和较厚的沥青面层的反射裂缝产生的机理不同;对于旧水泥砼接缝上的沥青罩面层中出现的反射裂缝而言,主要是由于荷载原因引起的,行车荷载的施加速度远高于温度变化产生的面板伸缩位移的速度,特别是偏荷载作用。
3防治对策及处理方法
防治反射裂缝方面主要从以下三种方式进行处理:一是改善沥青混凝土面层性能,如增加沥青层厚度、加筋罩面层、使用改性沥青等;二是设置应力/应变吸收薄膜夹层,如采用SAM沥青结构、土工织物、土工网格、粘结间断层等;三是对基层材料本身,选择抗冲刷性好,干缩系数和温缩系数小和抗拉强度高的半刚性材料。
3.1适当增加面层厚度
由机理分析,反射裂缝明显受沥青面层厚度的影响,厚度超过15cm的面层可以有效防止反射裂缝的扩展;还可以降低车辆荷载引起的剪应力。
当然,过分的增大面层的厚度,会增加造价,应适当的增大沥青面层的厚度,使得起到明显的防止裂缝的作用。
3.2改善半刚性基层的温干缩性质
造成半刚性基层沥青反射裂缝的一个重要原因是半刚性基层自身的开裂。
为了减少自身的开裂,所以就要降低其温缩和干缩系数。
(1)尽量使用骨架密实结构矿料级配。
(2)由于细料比表面大,所以半刚性基层材料中细料越多,材料内部孔隙也就越多,从而在水作用下其收缩也就越大,所以要控制粒料中细料含量和塑性指数。
通过0.075 mm 筛孔的细料含量控制在约5%~7%;细土的塑性指数应尽可能地小,不宜大于4。
(3)在满足强度要求的情况下,用最小水泥剂量。
因为随着水泥用量增加,其收缩也随之增加。
必要时,在水泥稳定料中使用减水剂。
3.3在面层和基层之间设置应力应变削减中间层(SAM)
SAM 对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果,可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少(有人研究认为可减少到15%),可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性,降低应力强度因子。
SAM可以分成以下几类:橡胶沥青中间层,预制纤维膜布,土工织物中间层,低稠度沥青混凝土中间层,开级配沥青混凝土底层。
在选择和设计SAM应注意以下几点:(1)SAM 与面层、基层的
粘结性能,这种粘结必须是均匀和永久的,否则会过早出现分层。
(2)SAM 的劲度:夹层的劲度与夹层的模量和厚度有关,如果夹层的劲度很低,那么在罩面层的底部引起很大的应变,从而导致罩面层的开裂。
与此相反,如果夹层的劲度过高或者夹层特别薄,温度应力将100%的传递到罩面层中,起不到防止反射裂缝的效果。
(3)SAM 的韧度:如果SAM 的韧度太低,那么裂缝将很容易在SAM 中扩展,使得SAM 没有防治效果或者效果有限。
3.4在面层和基层之间设置级配碎石
减少反射裂缝的一个较有效措施是在半刚性基层与较薄沥青面层之间设置厚100~150mm的级配碎石中间层。
级配碎石作为散粒结构,不传递拉应力、拉应变,能充分吸收其下层裂纹释放的应变能;级配碎石还有很好的隔离作用,可以大大改善半刚性基层的温度、湿度状况,从根本上消除和减轻半刚性基层的温缩和干缩,减少反射裂缝。
4结语
反射裂缝的产生主要是由于半刚性基层的温干缩应力导致基层先开裂,而后在温差应力和荷载应力共同作用下向面层发展。
面层厚度和基层的温缩性能是影响反射裂缝多少和发展快慢的主要因素。
增加面层厚度,降低半刚性基层的温干缩系数,在基层和面层之间添加SAM层或级配碎石是消除和减少反射裂缝的有效措施。
关于半刚性基层反射裂缝的成因及预防措施的研究
梁 与 旧梁 连 接 在 一 起 共 同 受 力 由于 应 运 中 的 车 辆 荷 载在 新 增
主梁 后 的桥 梁 结 构 中重 新 分 布 . 原 粱 中所 受 荷 载得 以 减 少 . 使 加 固后 的桥 梁 承 载能 力 和 刚 度 得 以提 高 当 增 设 的 纵 梁 位 于 主 梁
截 面 加 固 法 、 部 粘 贴 加 固法 、 部 预 应 力 加 固 法 、 变 结 构 体 杆 、 筋 网 等配 合 起 来 使 用 , 外 外 改 钢 促进 了锚 喷技 术 的完 善 。实 践 证 明 , 系 加 固法 、 设 纵 梁 加 固法 。 增 锚 喷技 术 完 全 可 以应 用 于 桥 梁 上 部结 构 的加 固增 强 加 大 截 面 加 固法 采 用增 大 构 件 的截 面 面 积 .根 据 荷 载 大 小 和 净 空 条 件 不 同 .可 分 为 以 加 大 截 面 面积 为 主 和 加 配 钢 筋 为 主
的一 侧 或 两 侧 时 . 有 拓 宽 的 作 用 此 法 适 用 于梁 体 结 构 基 础 完 兼 好 . 承 载 能力 不 能 满 足 要 求 的 场 合 而
33 梁 结 构 加 固新 技 术— — 锚 喷 支 护 -桥
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摘要: 反射裂缝已 成为半 性基层沥青混凝土 刚 路面 和在旧 水泥 凝土 混 路面 铺沥 上加 青混 凝土面 层的 要质量通病 主 。本文 通过.
对 沥青路面早期损 坏中反射裂缝现象的研究’ 深入分析了裂. 发生和扩展的力 学机理, 缝 在此基础上提出辛 应防治反射裂 睡 缝的i
半刚性基层沥青路面反射裂缝成因及其防治措施
半刚性基层沥青路面反射裂缝成因及其防治措施本文结合坦桑尼亚尼雷尔大桥引道工程,首先详细阐述归纳反射裂缝形成与原因,然后针对防治措施,从原材料控制、混合料设计和级配设计等方面出发,提出一种新型应力吸收层夹层,并对其混凝土材料抗弯拉强度和抗压性能进行评价。
标签:半刚性基层;反射裂缝;防治在东非国家的国家主干道路中,沥青路面因连续施工、表面平整且易于养护维修等特点得到较广泛的应用,同时沥青混凝土道路基层99%以上都是采用级配机砸碎石、水泥稳定粒料土等半刚性材料,但半刚性基层最大特点为易产生裂缝,并在荷载、环境温度等因素共同作用下,基层裂缝会逐渐扩展延伸到沥青混凝土面层,进而形成反射裂缝,影响道路使用性能和使用寿命。
现如今,相关学者针对反射裂缝的防治措施进行了大量研究与实践,其中包括基层预切缝、增设土工布加层等方法,本文结合坦桑尼亚尼雷尔大桥引道工程项目,在应力吸收层研究的基础上,提出一种新型应力吸收层夹层,对应力吸收层混凝土材料抗弯拉性能和抗压性能进行评价研究。
一、反射裂缝形成与成因(一)反射裂缝形成该项目临近坦桑尼亚经济首都达累斯萨拉姆港口,引道及匝道桥区域具有车流量大、集装箱拖车载重大、车速快等特点,路面表面在一定期限内出现横向、纵向裂缝和龟裂等病害,其中较大部分裂缝是属于反射裂缝,目前反射裂缝主要存在温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝两种。
(二)反射裂缝成因分析1、干缩开裂。
该项目半刚性基层是由水泥和G15粒料高强度土等材料按照设计配合比由路拌机均匀拌和、碾压而成,其强度的形成过程主要依靠大量的水泥物理化学反应。
而当基层含水率或养护不足时,基层材料会因缺乏水分而使水泥化学反应不充分,其强度无法达到设计要求,从而容易因体积收缩而产生开裂。
2、原材料不合格。
半刚性基层施工过程中,原材料不合格或施工不规范均会引起路面运营过程中产生裂缝。
第一是基层粒料土强度低于G15,或者是塑限值(PI)偏高等原材料不合格造成的裂缝。
半刚性路面基层产生裂缝的原因与预防措施
度 ,不 断 提 升 材 料 的 刚性 要 求 。 由 于 水 泥 稳 定 基 层 材 料 的 强 度 比较 高 , 因此 对 刚性 需 求 也 比较 大 ,为 了提 升 拉 应 力 ,禁 止 出现 开 裂 的情 况 ,必 须 重 视 材 料 的合
理 应 用 。根 据 工 程 实 践 可 知 ,掌握 材 料 配 合 比能 有 效
石 屑 在基 层 配合 比设 计 中 占有重 要位 置 ,通 常 人们
认 为 采 用 石 屑 可 以 减 少 裂 缝 ,采 用 河 砂 会 增 加 裂 缝 ,但 实
段 ,要根据温 度差异确定合 理的养护措 施 。
际情况表 明 ,细集 料中对裂 缝产生起 主要作用 的材料粒径 为0 . 0 7 5 mm左 右 ,这 与其有 较大 的线荷载膨 胀系 数有关 , 由于这类 细料 比表 面积 大 ,遇水 膨胀 ,失 水后收缩 。 1 . 2荷 载过 大 荷载 裂缝 是 当前 半 刚性 路 面应 用过 程 中存 在 的主 要 问题 ,由于半 刚性 路 面底 部 容易 出现 拉 应力 ,拉应 力 直
构 的不断 发展 ,半 刚性 路 面容 易产 生 不 同的裂 缝 ,直 接 对 路 面质 量产 生 影 响 。为 了对裂 缝 进行 有效 的控 制 ,需 要 结合 路面现 状 ,确 定合 理 的预 防措施 。
基 层 的配 合 比设 计 中存在 的 主要 问题 是许 多施 工 单 位仅 仅 满足 于在 实 验室 掺 配 出符合 级 配 曲线 的基 层混 合 料 ,至 于 曲线 的走 向 、形状 很 少有 人去 认 真推 敲 。混 合 料 的 曲线光 滑 连续 ,对于 减轻 裂 缝有 益 ,当粗集 料 比例 6 0 % ~6 5 %以上 时 ,裂缝 有 所 降低 ,采 取有 效 的措 施 在
半刚性基层沥青路面反射性裂缝的成因及控制方法
半刚性基层沥青路面反射性裂缝的成因及控制方法采取一些預防措施和设计理念可以最大限度的减少半刚性基层沥青路面的收缩开裂。
本文针对半刚性基层沥青路面结构特点,对采取合理的施工和养生方案、预裂和在半刚性基层和面层间设置应力吸收层等三种控制半刚性基层产生反射性裂缝的方法进行探讨。
标签:半刚性基层;沥青路面;预裂引言:引发沥青路面出现裂缝的原因有很多,裂缝类型也各不相同。
疲劳开裂或由基层损坏引起的裂缝属于路面结构性破坏。
而水泥稳定碎石基层产生的反射性裂缝虽然并不影响路面的路用性能,但如果裂缝宽度较大(>6mm),最终会对路面使用性能造成影响。
材料特性、施工工艺、交通荷载和层间接触状态都是相关影响因素。
相比于无结合料基层而言,水泥稳定类基层具有强度高,整体性和水稳性好等特点,其荷载分布的范围更大,从而可为沥青路面提供良好的支撑。
水泥稳定土、水泥稳定碎石基层和全深式再生技术的应用可以减少基层和路基间层分离引起的路面开裂。
由于水泥稳定基层可以减小沥青路面的弯沉和层底拉应变,因而能够有效降低路面结构中出现的疲劳开裂开裂的程度。
水泥稳定基层还可以将水分阻隔在基层之外,提高了路面结构的抗冻性能,进而可以减少基层破坏和由此引发的路面开裂及坑槽等损坏类型。
此外水泥稳定基层可以将荷载分布在更大的范围内,因此可以跨越不良路基,减少路基破坏。
但半刚性基层也有其自身的缺点,半刚性材料容易在温度变化及水分散失时产生很大的收缩变形,进而会形成基层的收缩裂缝,并通过基层反射到沥青面层上。
反射性裂缝产生三个必备条件:基层中的宽裂缝造成沥青面层出现应力集中;应力集中无法缓解;沥青脆性大,应力集中导致表面开裂。
1.影响路面产生裂缝的主要因素路面产生裂缝的主要原因有材料特性、施工步骤、交通荷载和层间接触状态。
在材料特性方面,裂缝的产生主要由于水泥稳定基层的干缩现象。
一般来说半刚性基层的干缩程度受集料类型、压实度、养生、水泥含量和温湿度等因素的影响。
半刚性基层裂缝产生的原因及预防措施
关键 词:半 刚性基Байду номын сангаас 裂缝产生原 践证 明, 拌制混合料时 , 含水量宜略大于
因 防治
最佳含水量 ,一般可控制大于 l %一2 %
左右 ,使混合料运到现场摊铺后碾压时 低一 定水 泥剂 量 的情 况下 也 能 够达 到设
一
、
引言
的含水量不小于最佳含水量 ( 控制不大 计强度。 因此 , 不能为追求强度而盲 目地
基 层 裂缝 的预 防提 出 了相 应 的对 策 和 方 混合料压不实 。 另外 , 混合料大量蒸发散 大 , 宽度大的裂缝传荷能力差 , 容易使沥
法。
失水分 , 也容易产生严重的干缩裂缝。 实 青面层产生反射裂缝。 ( ) - 通过改善级配来降低水泥剂量 实践证明 ,良好 的混合料级配在降
不 均匀 的裂纹 。 三 、 刚性 基层 裂 缝的 预 防措 施 半 ( ) 水 泥稳 定基 层 材料 的 强度 一 限制
展,半 刚性路 面基层这种结构形式被越 来越 多地应用到公路建设 中。 但是 , 刚 半
性基层的裂缝 问题却 一直 困扰着施工单 度和干缩应变有很大影 响。 含水量过小 ,
半刚性路面基层具有强度高 、承载 于最佳含水量 的 1 %为宜 ) 。水泥稳定碎 增加水泥剂量 ,要在混合料级配上进行 对原材料规格进行分级, 尽 力强 、 水稳性好 、 抗冻性 强 、 冲刷等特 石基层干缩应变随混合料 的含水量增加 改善和优化 , 耐 点, 在我国高等级公路施工中得到普遍的 而增大。 施工碾压 时含水量越大 , 结构层 量细分, 材料分级越多就越容易掺配, 才 推广和应用。 然而, 多年来的实践表明, 尽 越易产生干缩性裂缝 。即使铺 筑了沥青 能得到最佳的配合比。通过改善级配提 从 降低 很多, 使用范 面层 ,在 旱季 或 冬季 也 可 能产 生 干 燥 裂 高混合料的密实性 , 而保证强度 , 围很广, 但也暴露出一些不容忽视的缺陷 缝 。 因此 , 施 工 时 , 根 据天 气 情 况适 水泥用量 ,减小因水泥用量大而产生裂 在 应 和不足。半刚性基层最致命的缺点是收 当增加或减少拌和用水量。 缩系数大 、 抗变形能力低 , 自身的干缩 、 在 ( 混合料 ≤0 7 mm粉尘含量或 四) .5 0 温缩作用下会产生裂缝并反射到路面, 导 含 泥 量超 标
半刚性基层裂缝形成机理及防治措施
浅谈半刚性基层裂缝形成机理及防治措施摘要半刚性基层在我国高等级公路建设中得到广泛应用,裂缝问题是其主要缺陷。
本文对半刚性基层裂缝形成机理进行了分析,并提出了相应的防治措施。
关键词半刚性基层裂缝形成机理防治措施1.引言由于半刚性基层具有强度高、水稳性和冰冻稳定性好、刚性较大、材料板体性好,利于机械化施工且工程造价低,能适应重交通发展的需要等优点,我国高等级公路建设中越来越多地采用了半刚性材料基层。
国内已建成高速公路使用调查表明,半刚性基层沥青路面通车后一年最迟两年均出现了大量裂缝,裂缝率最高达640m/1000m2面开裂的原因很多,主要分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
非荷载型裂缝又可分为沥青面层自身的温缩裂缝和由基层温缩、干缩、疲劳引起的反射裂缝和对应裂缝。
在上述诸多类型的裂缝中,非荷载型裂缝是最主要的,尤其是由半刚性基层材料温缩和干缩引起的裂缝问题最为严重,所占比例超过50%。
2.半刚性基层裂缝形成机理半刚性基层的裂缝是由其温度收缩、干燥收缩和疲劳荷载作用产生的,而疲劳荷载作用是次要的,主要因素是温度收缩和干燥收缩。
因而,半刚性基层材料的温度收缩机理和干燥收缩机理便构成了半刚性基层裂缝形成的主要机理。
2.1温度收缩机理半刚性基层材料的基本结构是由固相(组成其空间骨架原材料的颗粒和其间的胶结料)、液相(存在于固相表面与空隙中的水和水溶液)、气相(存在于空隙中的气体)组成,因而半刚性基层材料的外观胀缩性是固、液、气三相不同温度收缩性的综合效应,使得基层材料产生体积收缩即温度收缩。
一般气相大部分与大气贯通,在综合效应中影响较小,可以忽略。
就组成固相的矿物颗粒而言,原材料中砂粒以上颗粒温度收缩系数较小,粉粒以下颗粒,特别是粘土矿物的温度收缩性较大。
存在于半刚性基层材料内部大空隙、毛细孔、凝胶孔中的水主要是通过“扩张作用”、“表面张力作用”和“冰冻作用”这三种过程对半刚性材料产生较大影响的。
半刚性材料在干燥和饱水状态下有较小的温度收缩值,而在一般含水量下有较大的温度收缩值。
半刚性基层裂缝原因分析及防治措施
半刚性基层裂缝原因分析及防治措施1、表现特征半刚性基层产生收缩裂缝,主要表现为温缩、干缩和水泥硬化收缩三种裂缝形式,导致沥青路面产生反射裂缝或对应裂缝。
2、原因分析(1)水泥剂量偏大或水泥稳定性差。
(2)原材料塑性指数高,石料含泥量超过规范规定,细集料、石粉塑性指数超标。
(3)混合料拌合计量不准,含水量偏大,成型后因水分散失出现干缩裂缝。
(4)基层强度形成之前,未按要求进行养生。
(5)养护结束后未及时铺筑封层,水泥稳定碎石强度未达到龄期即开放交通。
(6)高温季节施工因结构内部水分急剧散失,强度升高,导致基层内部产生干缩应力,产生体积收缩应变,从而出现横向收缩裂缝。
(7)压实度不够,基层孔隙率大。
3、防治措施(1)混合料的级配设计宜采用骨架密实结构,在满足设计强度的条件下尽量降低水泥用量。
(2)选择合适的原材料并确保料源稳定,水泥初凝时间、细度、比表面积、凝结时间、安定性、抗压强度等指标必须满足规范要求;碎石材料加工生产的同时必须配备振动预筛和除尘装置,以减少集料的含泥量。
(3)严格控制拌和和碾压时的含水量,保证计量的准确,在碾压时混合料含水量宜较试验得出的最佳含水量大0.5%~1%。
(4)压实成形后应及时用透水土工布覆盖,保证在7d内及时洒水保湿养生,严禁在终凝前失水影响强度形成,纵横向施工接缝严格按规范要求进行处理。
(5)严禁车辆在基层强度未达到龄期前通行;在水泥稳定基层养生结束后应及时喷洒透层沥青或做下封层,有条件时应立即铺筑沥青面层。
(6) 地表温度低于2~3℃时不宜施工,严防霜冻。
夏天高温施工时,在摊铺前对下层洒水湿润,摊铺压实施工应连续紧凑。
(8)压实要及时,压实度应满足要求。
半刚性基层的反射裂缝机理和防治措施
2反 射裂缝 的扩展 分 析 对于反射裂 缝的产生和 发展, 目前一般 认为是 由于温 度变 化引起 的混 凝土 板伸缩 和行车荷 载驶过接缝 或裂缝, 缝端附近 的沥青混凝 土材料 内产 生应力 在 集 中, 接缝或 裂缝处 不能很 好地传 递拉应 力或剪 应力, 而 导致 反射裂 缝的产 生 和 发展 。行车荷 载驶 过接缝 或裂缝 处时 , 拉伸裂 缝之外 , 缝两边 的路 面结 除 裂 构也 将对 上面 各层 或下 面 各层产 生剪 切 作用, 诱发 反射 裂缝 产生 和发 展 。
1引言 随着我 国交 通量的迅速 增加和重载 的 日益增 多, 传统 的以单一粒料基层 为 主 的路面 结构 已不能 适应 重载 交通 的需要, 以水泥稳定 碎石 为主 的半刚性基 而 层 沥青路 面, 因为其 板体 性强, 承载 能力 高的特 点而得 到广泛 的应用 。但 由于 半 刚性材 料本身 的温缩 和干缩 性质 , 外界温 、湿 度变 化时, 易导致基 层开 在 容 裂[ ] 。 。开裂后在 温度 梯度 和温度 变化 产生 的温度 应力 的共 同作用 下, 裂缝 沿 开裂 基层 向上 扩展 至面 层, 使沥 青 面层也 出现裂 缝 。 裂缝出现后 , 在行车 和降水 的共 同作用下, 加速裂缝 的发展, 终导致路 会 最 面 结构层 的损坏 , 响道路 的行车 功能, 影 如何 正确认 识半刚性 基层沥 青路 面的 反射 裂缝, 深入分析 反射裂缝 的扩展机 理, 然后 根据不 同状况采取相 应的措施 , 对 减少 路面 的早 期损 坏, 降低 养护 维修 成本 , 延长 路面 使用 寿命 具有 重要 意 义 。
应 用 技 术
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半刚性基层沥青路面裂缝原因及防治措施
1疲劳裂缝 如车辙—样,沥青路面的疲劳开裂同样是由于重复荷载的作用在 行车道出现的一种破坏。疲劳开裂的早期现象是路面在纵横向出现间断 的裂缝,之后,路面出现更多的变形。这种疲劳开裂有时被称为“龟 裂”,因为路面的破坏形状类似于龟的背部形状。对一些极端的情况, 疲劳 开裂 的最 终结 果是 路面 出现 坑槽 。 沥青混合料如果具有较高刚度,路面结构在荷载作用下的变形较 小,则路面的疲劳开裂较小。柔的材料,高的变形,高的应力水平,则 路面的疲劳寿命较低。因此,路面的疲劳开裂的机理很容易被了解,但 产生的原因却不十分容易被说明。它不能简单地说是材料的问题,疲劳 开裂一般由多种原因引起,很明显,必须有重复的疲劳荷载作用。一些 其他的原固如差的路基排水将导致路面强度减弱、弯沉增大,路面出现 疲劳开裂。差的设计、差的施工赁量同样可导致路面出现疲劳开裂。因
此,弱的路面结构、高的路面弯沉和重复荷载将很容易产生路面疲劳开 裂。在许多情况下,重复荷载作用下的路面结构出现疲劳开裂没有很多 初期迹象,因此,必须加强路面的评价与养护。当路面在短于设j 十年限 的时 间内 出现 开裂 ,可 能是 路面 受到 重的 荷载 。
—般克服路面过早出现疲劳开裂有以下途径:1) 充分考虑路面设 计年限内 的重载交通;2) 利用隔水措施,保 证路面土基干燥 ;3) 用 厚的路面;4)利用的路面材料在水 的作用下不致出现多的减弱;5) 路面 材料有 一定 的刚度 。
l I {( 土黼) 类为沥基青层;、路沥面青混; 凝裂土缝为;面措层施的丰刚性路面被大量用于高等级岔璐路面。
半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治措施
半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治措施摘要:半刚性基层沥青路面在我国公路建设中得到了广泛的运用,但半性基层在运营期间易产生干缩裂缝和低温收缩裂缝,在交通荷载和温度荷载的重复作用下,半刚性基层的这种收缩裂缝很容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝。
反射裂缝大大的缩短了路面的使用寿命。
关键词:沥青路面半刚性基层反射裂缝1、前言近年来,随着交通运输业的快速发展,公路等级越来越高,半刚性路面在高等级公路中的应用也日益广泛[1],随之而来的是裂缝问题。
调查表明,裂缝中有50%以上为半刚性基层先开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。
道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。
基层反射裂缝是指半刚基层先于沥青面层开裂,在荷载应力与温度应力的共同作用下,在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部在上方大体对应的位置开裂,然后逐渐向上或向下扩展而使裂缝贯穿。
反射裂缝的产生,往往是沥青路面损坏加剧的开始,导致雨水沿裂缝下渗软化半刚性基层造成基层刚度不足而形成唧浆、沉陷等病害。
2、沥青路面半刚性基层特点半刚性基层指无机结合料稳定类基层,其结合料一般采用水泥、石灰、工业废渣等材料,具有承载力大、刚度大、压缩模量高、板体性能强、弯沉小等优点,但这种材料温缩、干缩变形大,易开裂,属于脆性材料。
由于半刚性基层材料温缩和干缩特性和本身的脆性,所以不可避免地会产生反射裂缝。
首先,当车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时,路面所受应力产生突变,并在路面裂缝处产生较大的应力集中,同时在温度应力的反复作用下,导致面层疲劳而产生反射裂缝;再者,由于界面上水的存在改变了层间接触条件,路基路面结构间不再连续,成为半连续甚至光滑接触模式,沥青层底在荷载作用下将出现超过极限拉应力状态,导致沥青面层开裂,承载力降低,产生车辙等病害。
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及向路基延伸,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性破坏,一旦损坏很难进行维修。
