书名 | 水泥稳定碎石基层沥青路面开裂机理研究 | 出版社 | 河海大学出版社 |
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页数 | 200页 | 开本 | 16 |
作者 | 王艳 | 出版日期 | 2012年11月1日 |
语种 | 简体中文 | ISBN | 9787563032587 |
前言
第1章 绪论
1.1研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 反射裂缝
1.2.2 表面裂缝
1.3研究的目的与意义
1.4研究的内容与技术路线
第2章参数测定及选择
2.1 面层材料的模型选择及有限元参数转化
2.1.1 面层材料本构模型选择
2.1.2 Prony级数转化方法
2.1.3 原材料性能及级配选择
2.1.4蠕变试验及参数获取
2.1.5 其他面层材料参数
2.2基层材料参数测定
2.2.1 原材料性质与级配设计
2.2.2强度试验
2.2.3 收缩性能试验
2.2.4疲劳性能试验
2.2.5 基层材料参数选择
2.3有限元模型的参数选择与验证
2.3.1荷载场的确定
2.3.2 有限元模型的建立和验证
2.4本章小结
第3章 水泥稳定碎石基层沥青路面温度场分析
3.1温度场数值模拟
3.1.1 路面材料的热特性参数
3.1.2 太阳辐射及地面有效辐射
3.1.3 对流换热
3.1.4底部边界条件
3.2无裂缝结构
3.2.1 不同面层厚度
3.2.2不同基层厚度
3.2.3 不同基层材料
3.3含基层裂缝的结构
3.4含表面裂缝结构
3.5水泥稳定碎石基层沥青路面温度场预估
3.6本章小结
第4章水泥稳定碎石基层沥青路面受力分析
4.1基本假定
4.2正交试验设计
4.3无裂缝结构受力分析
4.3.1 湿度、温度变化
4.3.2 车辆荷载作用
4.4含基层裂缝结构受力分析
4.4.1 温度荷载作用
4.4.2 车辆荷载作用
4.5含表面裂缝结构的受力分析
4.5.1 温度荷载作用
4.5.2 车辆荷载作用
4.6不同开裂结构的应力对比分析
4.6.1 温度应力
4.6.2荷载应力
4.7本章小结
第5章 水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝扩展分析
5.1裂缝扩展机理
5.1.1 基层裂缝向上扩展
5.1.2表面裂缝向下扩展
5.2动力粘弹性有限元法
5.2.1 阻尼的定义
5.2.2 面层材料参数
5.2.3结构频率提取
5.3疲劳寿命分析
5.3.1 疲劳寿命计算方法
5.4基层裂缝扩展分析
5.4.1 温度作用
5.4.2 荷载作用
5.4.3粘弹性分析
5.5表面裂缝扩展分析
5.5.1 温度作用
5.5.2 荷载作用
5.5.3粘弹性分析
5.6疲劳寿命预估
5.6.1 自下而上的裂缝
5.6.2 自上而下的裂缝
5.7本章小结
第6章路面裂缝状态调查和评价
6.1综合裂缝状态调查
6.2芜宣路调查
6.2.1 概况
6.2.2 第一次裂缝调查
6.2.3 第二次裂缝调查
6.3沥青路面裂缝评价
6.4本章小结
第7章 沥青路面抗裂设计指标与方法
7.1水泥稳定碎石基层沥青路面结构的应力特征
7.1.1 温度荷载作用
7.1.2 行车荷载作用
7.2现行沥青路面设计指标
7.2.1 沥青路面结构总厚度设计指标
7.2.2 沥青面层的设计指标
7.2.3基层设计指标
7.3沥青路面结构的开裂及疲劳验算
7.3.1 开裂验算
7.3.2 温度疲劳验算
7.3.3荷载疲劳验算
7.4水泥稳定碎石基层沥青路面抗裂设计方法
7.4.1 抗裂设计指标及流程
7.4.2 设计实例
7.5本章小结
第8章结论与展望
8.1 主要结论
8.2创新点
8.3展望
附录1 温度分布函数子程序
附录2回归分析程序
参考文献
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《水泥稳定碎石基层沥青路面开裂机理研究》可供从事道路工程材料性能研究、道路结构没计理论与设计方法研究的丁程师参考,也可作为这一领域博士、硕士学位研究生的参考用书。
水泥稳定碎石基层(湖南)
1、 湖南市政定额D2-63 水泥稳定碎石基层 是否已经包含了7天的养护用水? 查看定额工作内容,工作内容未含养护就不包括。 2、定额 顶层多合土养生 (D2-131 / D2-132)是指哪种情况?...
沥青稳定碎石基层与水泥稳定碎石基层区别
沥青稳定碎石基层包括热拌沥青碎石、沥青贯入碎石、乳化沥青碎石混合料等:1、热拌沥青碎石适用于柔性路面上基层及调平层;2、沥青贯入式碎石可设置在沥青混凝土与粒料基层之间,作上基层,此时应不撒封层料,也不...
水泥稳定碎石基层纵向开裂原因?
是不是地基结构不同,造成不均匀沉降
做水泥稳定碎石基层用什么施工机械
分两种的:1、水泥稳定碎石基层级配是连续级配两台ABG423型摊铺机梯队摊铺,能有效的减少摊铺过程中形成的离析现象,22B型振动压路机2台,18-21三轮压路机2台。运输车辆选用20方的双桥车。如果为...
5%水泥稳定碎石基层的配合比??????
去试验所可以做级配的。
水泥稳定碎石基层是半刚性材料基层,可以用作高速公路、一级公路以及城市主干路和快速路的基层,它是沥青面层的下承层,是连接沥青面层与路基的纽带,是车辆荷载的主要承担者,其主要承担沥青面层传递而来的行车垂直荷载,并将荷载均匀地分散在路基中。沥青面层所发生的许多病害,都与其有直接的关系,下面分别介绍水泥稳定碎石基层的常见病害及防治措施。
1、开裂现象及防治措施
1)水泥稳定碎石基层经常发生开裂现象,其裂缝形状一般沿道路纵向呈规则分布的横向裂缝,间距一般为5m~10m,裂缝宽度一般为3mm~5mm左右。
2)究其原因,其一是温度裂缝,即基层施工完毕后,随着温度的降低,水稳基层会产生收缩应力,当水稳基层的抗拉强度不足以抵抗收缩应力时,即发生拉裂现象。其二是湿度裂缝,即基层施工完毕后,随着水分的蒸发,基层的湿度将明显降低,就会产生干缩应力,从而导致干缩裂缝。
3)防治措施。控制水稳基层的水泥剂量,一般控制在4%~7%之间,因为水泥剂量偏大时,水泥的水化热会使基层内外产生温差,从而导致开裂现象。严格选择水泥品种及水泥强度等级,一般选用普通水泥、矿渣水泥和火山灰水泥,水泥强度等级一般为32.5MPa,因为水泥活性成分过多或强度等级过高,会产生大量的水化热,从而导致开裂现象。加强基层的养护,使基层的养护期不少于7d,在养护期内,一定要保证水稳基层表面始终处于湿润状态,切忌或干或湿,从而避免干缩裂缝的产生。可以采取对水稳基层表面进行缩缝切割的办法,以消除温缩和干缩裂缝的形成。方法是用切割机沿道路纵向每隔5m切割一道缩缝,缝宽3mm,缝深5mm~8mm,然后在缝内灌以乳化沥青,采取这种办法的机理是,人工提前消除基层所产生的收缩应力,从而使基层的收缩应力提前释放。
2、离析现象及防治措施
1)水稳基层经常发生离析现象,所谓离析即粗细料集中现象,也即级配变异现象,离析还造成水稳基层的强度不均匀,表面不平整等病害。
2)究其原因,水稳混合料在搅拌过程中发生的放料离析,在运输过程中发生的颠簸离析,在卸料过程中发生的卸料离析,在摊铺过程中发生的摊铺离析,在找平过程中发生的找平离析等。
3)防治措施。水稳混合料在搅拌站输出时,应尽量降低出料高度,成品仓应设置搅拌装置,并能间歇放料。成品仓放料口距运料车厢的垂直距离不宜大于2m,运料车应及时移动前后位置,保证均匀装料,以降低每次装料的堆体高度。运料车辆在运输过程中,应匀速行驶,起步刹车要平稳,路况差时应慢行,避免强烈的颠簸振动。运料车辆在向摊铺机受料斗卸料时,应缓慢均匀地提升车厢,切忌速度太快,同时车厢的倾斜角度应控制在30度之内。摊铺过程中,应使螺旋布料器均匀地运转,切忌或快或慢,同时,应尽量使每次摊铺的宽度控制在6m之内。人工找平时,应扣锹布料,切忌扬锹远抛,同时,刮爬拖动的次数不大于2次。
3、平整度差及防治措施
1)水稳基层的平整度控制非常重要,因为其是沥青面层的下承层,如果平整度控制不好,一方面会影响面层的平整度,另一方面会造成面层的厚度难以控制从而增加工程成本。
2)产生水稳基层平整度差的原因有以下几个方面。下承层或路基的平整度差,水稳基层铺装后会反射至基层表面。摊铺方法不能保证质量。碾压方法有问题,没有按照规范的程序进行碾压。找平次数少,或找平质量差。摊铺过程中不能保证连续均匀摊铺。养护不到位,使基层表面出现松散、坑槽现象。未能控制施工车辆的通行,而出现基层表面的跑飞现象。
3)防治措施。水稳基层的下承层或路基必须达到规定的平整度要求后,才能进行水稳基层的摊铺,若下承层表面是平整度很差的波浪状,则势必会反射至基层表面,而造成基层表面的平整度难以控制。
水稳基层应当采用摊铺机进行铺装并采取半幅路施工的方法,同时应配置自动找平的控制装置如非接触式平衡梁,而且应在摊铺机两侧挂设基准标高线进行标高控制。
水稳基层的碾压非常重要,一般采取先静压后振压,先轻压后重压,先稳压后复压的碾压程序进行。
稳压用6t~8 t双钢轮压路机或关闭振动的30t压路机进行,每次错轮为钢轮的1/2宽,一般碾压1遍~2遍。稳压后开始找平,找平完毕后稳压1遍~2遍,如平整度没有问题,即开始复压。复压用30t或以上压路机振动碾压,错轮为前轮宽的1/3,一般碾压4遍~6遍。振动碾压时须注意压路机起步后才能开始振动,压路机停止前应先关闭振动,否则会形成碾压起终点的波浪。
4)人工找平时,应选择有丰富找平经验的师傅负责找平,同时要配备6m左右的直尺辅助检查不平整处。
5)摊铺机铺装过程中,应保证连续均匀地摊铺,摊铺机前方应有运料车辆在等候卸料,否则摊铺机经常停顿会影响平整度。
6)水稳基层应加强养护,使基层表面尽快形成强度。
先采用一台振动压路机错半轴静压稳压1遍,混和料铺筑后要尽快完成初压,以减缓混和料中水分的散失。而后两台振动压路机错半轴、低频、高幅的挂振碾压方式碾压4遍。再用两台振动压路机错半轴、高频、低幅的振动挂振碾压方式碾压2遍,直至压实度满足设计要求,达到98%,最后采用胶轮压路机碾压2遍。
先采用一台振动压路机错半轴静压稳压1遍,混和料铺筑后要尽快完成初压,以减缓混和料中水分的散失。而后两台振动压路机错半轴、低频、高幅的挂振碾压方式碾压4遍。再用两台振动压路机错半轴、高频、低幅的振动挂振碾压方式碾压2遍,直至压实度满足设计要求,达到98%,最后采用胶轮压路机碾压2遍。
论防止改性沥青路面开裂现象产生的施工措施
摘要:由于改性沥青路面具有优异的路用性能,近十年来,改性沥青在我国高速公路中得到了越来越多的应用。但与基质沥青相比,改性沥青有着较高的粘度,使得改性沥青路面施工工序控制的难度较大,如拌和温度增高,拌和时间延长,碾压难度加大等,若施工工艺不当及工序控制不严,都会造成改性沥青路面因空隙率过大而易渗水,最终导致早期损坏等问题。这种路面在应用中质量可靠,连价低,但是会出现开裂的现象,本文根据多年的实际经验,对防治改性沥青路面开裂现象的施工措施进行简要的论述。
改性沥青路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低,而且低温性能良好。改性沥青是指掺加改性或采取对沥青轻度氧化等加工措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改变而制成的沥青结合料。
目前国内外对减少半刚性路面裂缝的主要思路是:1)使用防裂效果更好的面层或基层材料;2)通过增加沥青面层厚度以防止基层反射裂缝;3)从结构本身人手防止和减少半刚性沥青路面基层的反射裂缝。在沥青面层和半刚性基层之间设置一层弹性模量低、韧性好的材料作为应力吸收层以吸收半刚性基层裂缝,目前这种方法是国内外工程实践中用得较多的一项工程措施。针对半刚性基层沥青路面反射裂缝采取的具体措施如下:
一、增加沥青面层的厚度
通过增加沥青面层厚度以防止基层反射裂缝,国际上通用的结论是需要将沥青面层增加至15~25cm增加加铺层厚度,一方面可以减少旧面层的温度变化,并降低加铺层的拉应力,另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,降低接缝处的弯沉差,减少加铺层的剪切应力。同时,可以延长其疲劳断裂寿命。
但单纯依靠增加加铺层厚度的方法有其弊端:一方面增加加铺层厚度可能会受到路面标高的限制;另一方面增加加铺层厚度,必将大幅度增加路面造价,而且在夏季高温时沥青混合料高温蠕变易产生车辙,同时会削弱由于旧水泥混凝土板作基层而产生的强基薄面的优势,故而这一方法有很大的局限性。
从已铺筑的高速公路的实例来看,裂缝情况随着面层厚度的加大有明显的改善,但是,车辙随着路面厚度的增加也随之增加。由上可以看出,通过较厚的沥青面层来防止和减少反射裂缝,在经济上不合算,还可能导致其他路面病害的发生。
二、进行半刚性材料的合理组成设计
通过进行半刚性基层材料的合理设计,如:调整结合料用量与比例,增加粗骨料含量并严格设计级配,以尽可能的减小其温缩和干缩系数,增加半刚性基层材-料的抗裂性能,但是不能从根本上消除半刚性材料的开裂而导致的路面反射裂缝。
三、在面层与基层之间增加级配碎石层
采用具有一定厚度的优质级配碎石作为上基层,而用半刚性材料作为下卧层,这种上柔下刚式的“组合基层”在很大程度上能够防止和减少半刚性基层反射裂缝,同时级配碎石基层还能充当具有排水功能的基层。级配碎石层是由特粗式级配沥青碎石混合料所组成,具有20%~35%的空隙率,它提供了一种教逸运动的方式,能够把交通荷载与环境温度作用下所引起的原水泥混凝土路面板产生的运动消散掉。目前国内将级配碎石作为半刚性基层与沥青面层之间的中间层的设尚不多见,但在美国、澳大利亚以及南非已作为减少沥青路面反射裂缝的措施获得了较多应用,且效果较好。但是与其他方法相比,增加级配碎石层的经济性较差。
四、加铺土工织物或格栅
包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物。无纺织物厚度为04mm-4mm,模量为IOMPa~160MPa,临界应力5MPa-20MPa,临界应变40%~140%。织物的厚度较薄些,为04mm-07mm,模量则高些,为400MPa-1500Mpa,临界应力和应变相应为40MPa~140MPa和8%~15%。无纺织物夹层的主要作用与橡胶沥青应力吸附夹层相似。而织物由于模量稍高,可对加铺层起少量加筋作用。
在半刚性基层顶或沥青之间设置各种土工合成材料,可以提高沥青混合料的抗拉强度与抗变形能力。20世纪八十年代初,英国诺丁汉大学布朗教授经过三、四年的试验和研究将塑料格棚应用于沥青路面。他通过对比加铺和未加铺土工格棚的沥青路面,认为前者比后者可以推迟疲劳裂缝出现达19倍,可以减少车辙50%。
土工织物中间层对沥青面层底的箍固作用大大增强了沥青面层的抗裂强度,土工织物中间层国外自20世纪80年代以来广泛使用,多用于具有严重裂缝旧沥青路面或水泥路面上加铺沥青新面层的中间防裂层,品种多为编织尼龙、无纺聚丙烯和玻璃纤维几种,其中以无纺聚内烯(Petromat)效果较好,总的研究结果表明防裂效果有好有坏,一般来说土工织物中间层对于垂直差动位移和水平位移较大(温缩严重)的情况效果不大,此外其防裂效果可能较短暂。
格栅包括聚丙烯或聚醋土工格栅、玻璃格栅和金属格栅。土工格栅的厚度为08mm-11mm模量为900MPa-2500MPa,临界应力和应变与织物相近。金属格栅的厚度为2 m m~4 m m,其模量可达到8000MPa-10000MPa刚度大的夹层对于降低加铺层内因温度下降而引起的应力和应变的作用不如软夹层,但对于降低荷载产生的应力应变的作用则远大于软夹层,采用复合式夹层(下层为应力吸收层,上层为金属格栅),虽然可以像软夹层那样减少温度引起的反射裂缝,但仍保留了软夹层不能降低加铺层荷载应力的缺点。由此,各种夹层具有不同的刚度,在减少反射裂缝方面所起作用也不同。软夹层在减少温度引起的反射裂缝中可起到重要作用,但在降低荷载应力方面作用不大,甚至可能有不良影响,而刚(劲)度与沥青加铺层材料相近的硬夹层,则对降低荷载产生的反射裂缝最为有效,但在减少温度引起的反射裂缝方面不如软夹层有效。因而,在选择夹层类型时,应对诱发反射裂缝的主要原因以及不同夹层减缓反射裂缝的效果进行具体分析。
五、基层预切缝
基层预切缝方法是在铺沥青面层前将半刚性基层按一定间距设置预锯缝,且设法让这种裂缝仅保留在基层本层,而不反射到面层。基层采用预锯缝来减少沥青面层反射裂缝的措施在国内外工程实践中有一定的应用,且国外应用也较早,如:德国1986年设计规范规定,当沥青面层厚度小于或等于14cm时,基层厚度不管多大,只要基层抗压强度不大于12MPa,基层必须预切缝;前苏联为了避免薄沥青面层下水泥稳定土基层产生不规则的紊乱的裂缝反射到沥青面层上,也为了减少裂缝的破坏作用,建议在水泥土基层上每隔8 m~12m作一假缝,深6cm-8cm,缝宽10mm-12mm它的防裂原理主要是通过锯缝改善基层约束条件,从而在一定程度上释放温度应力来达到防裂目的。同时,在锯缝防裂基础上铺设一定宽度土工织物,既起到了防渗作用,又在一定程度上缓解了裂缝处沥青面层应力集中,从而延缓或消除了面层反射裂缝的产生。
实践证明,这些措施达到了一定的防裂效果,但是各种措施的防裂效果和机理不相同,且各类措施防裂效果很有限。因此,如何采取措施以较少或延缓路面的反射裂缝还应根据路面结构的实际情况,综合利用多种防裂措施与方法以达到最佳的防裂效果。
裂缝,是半刚性基层沥青路面的质量通病,主要表现为横向裂缝、纵向裂缝、龟裂及网裂等。无论南方还是北方,裂缝问题是各类破损中最常见、最易发生和最早产生的病害之一,它几乎伴随着路面整个使用周期,并随着路龄的增长而越来越重。
1、裂缝自身其实并不可怕,裂缝处渗水带来的次生损坏不容忽视。
沥青路面一旦产生裂缝,外界的水可以不断的由裂缝处渗入并积存于基层顶面。由于半刚性基层是一种致密材料,水不可能由基层下渗或及时排除,在交通荷载作用下将产生强大的动水压力,使基层顶面产生较大冲刷效应,导致基层与沥青面层失去连续状态,沥青面层底面拉应力、顶面剪应力就会大幅增加,加剧路面破坏速度,短时间内很快出现大网裂、坑槽、唧浆、松散等现象,严重的可直接导致路面产生结构性破坏,不仅缩短了路面使用寿命,而且影响路容路貌和交通服务质量。
2、春季是路面裂缝处治的最佳时机,为什么秋季还要加强?
秋季,路面环境由高温逐步降温进入低温状态,由于材料收缩受限制,当其超过材料的抗拉强度时而产生开裂的现象。再者,由于我国目前灌缝材料、工艺及施工质量控制总体不容乐观,相当一部分裂缝在入冬前,出现二次或多次开裂现象。
卷胎
跑料
开裂
失黏
裂缝渗水的长期研究表明:由于表面张力的存在,水在路表的径流速度与裂缝下渗水量成反比,雪融水进入裂缝的水量是小雨进入裂缝水量的6倍。由此可见,冬季雪融水的慢经流下渗,对路面的危害要远大于雨水的直接渗入,入冬前对路面裂缝进行处治显得格外重要。
3、因地制宜,选择适宜的天气、适宜的裂缝处治技术与材料
众所周知,采用各种技术手段封闭路面裂缝,防止水渗入路面结构内部,被国际上广泛认为是减缓路面病害出现、延长路面使用寿命的有效手段。
加热型密封胶
常温型密封胶
自黏式抗裂贴
自黏式贴缝胶
网裂碎石封层
结 语
选择恰当的养护时机、适当的施工工艺和优良的修补材料,才能降低沥青路面灌缝体系的失效率,达到封水、延长道路使用寿命的目的。无论什么季节,及时防止外界自由水沿裂缝渗入,这才是对待裂缝的正确态度。
秋季,还要加强沥青路面裂缝处治养护,有利于降低冬季雪融水对路面的损坏,有利于除雪保畅工作和保证服务质量。正当时,选择良好天气,对沥青路面裂缝进行集中处治势不容缓,势在必行。
浅谈沥青路面裂缝及处理发表时间:2009-11-20 来源:《中小企业管理与科技》2009年5月下旬刊供稿
[导读] 分析公路沥青路面裂缝的形成、危害及裂缝的种类、产生原因,提出对裂缝的处理措施 杨震 (广东晶通公路工程建设集团有限公司)
摘要:分析公路沥青路面裂缝的形成、危害及裂缝的种类、产生原因,提出对裂缝的处理措施。
关键词:沥青面层 低温裂缝 反射裂缝 处理
0 引言
由于沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便等优点,在我国高速公路修建中得以广泛应用。但许多新建高速公路沥青路面在建成早期便出现路面开裂情况,极大的影响了沥青路面的使用年限。
按沥青路面产生裂缝的原因,裂缝可分成荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要由于路面设计不周或施工原因,结构层本身强度不足,不能适应日益增长的交通量及轴载作用而产生的强度裂缝,最初一般表现为纵向开裂,然后发展为网裂,由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面设计的前提下,这一类荷载裂缝并不是主要的。非荷载裂缝主要有两种,一种是基层开裂在路面形成反射裂缝,一种是沥青路面本身产生的低温裂缝。我国新建高速公路早期路面开裂主要主要为非荷载裂缝,应该给予极大的重视。
1 沥青路面低温裂缝的形成、影响因素及预防措施
位于路面面层的沥青结构层,直接受到气温变化的影响,当温度下降时,沥青面层就会产生收缩变形,由于沥青路面没有收缩缝,于是这种变形会受到基层对路面的摩阻力和路面无限连续板体对收缩变形的约束作用,使沥青面层内部产生拉应力,当温度骤降造成此种拉应力超过沥青混凝土具有的极限抗拉强度时,路面就将出现裂缝,以释放应力。
影响沥青面层温度裂缝的因素主要有:
11 沥青性质
111 首先是沥青油源的影响,相对而言稠油沥青在低温时能承受较大的拉伸应变,所以抗裂性能要高得多。
112 沥青的针入度,当沥青油源相同时,针入度大的沥青有较低的劲度模量,比硬沥青的路面裂缝少。
113 沥青的延度,特别是15℃延度大小与开裂有一定的关系,相关研究表明采用15℃延度较大的沥青可以减少低温裂缝的产生。
114 沥青的老化性能,沥青老化后针入度、延度都将下降,沥青将变硬变脆,抵抗低。
115 温裂缝的能力将大幅降低,造成路面开裂严重。
116 沥青含蜡量,含蜡量大的沥青脆性增加,温度敏感性大,拉伸应变小,抵抗低温裂缝的能力较差。
12 沥青混合料的组成
121 沥青用量,一般来说,沥青用量的增加,混合料的应力松弛性能提高,但是混合料的收缩应变也会相应增大。
122 矿料组成级配,不同级配组成的混合料的温度应力增长规律有较大的差异,粒径粗的,空隙率大的混合料内部微空隙较多,应力松弛极限温度降低,使温度应力有所减小;由于沥青混合料中加入了矿粉,沥青与矿粉结合后将变得更加粘稠,抵抗低温裂缝的能力将下降。
123 集料品种,集料与沥青的粘附性对裂缝的产生影响很大,粘附性较小的话,沥青与集料的结合力较低,沥青混凝土的抗拉强度变小,抵抗温缩应力的能力就较低,裂缝就容易形成。
13 施工裂缝,各种纵横向施工由于接缝处理不好,该部位抵抗温缩应力的能力较低,造成温缩应力集中在此处释放,造成开裂。碾压和摊铺温度过低,机械设备对沥青面层拉应力造成新铺层表面产生的微裂缝,以后可能在这些地方开裂。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
针对低温裂缝产生的各种因素,应采取以下各项措施,尽量提高沥青混凝土的抗裂性能,减少裂缝的产生。
131 选择优质的油源好的稠油沥青,该沥青应具有含蜡量低,且具有良好的高、低温性能和施工抗老化性能。
132 使用与沥青粘附性高的碱性碎石,并使用反击破生产的碎石,同时在混合料中掺入1%~2%的水泥,提高沥青与集料之间的结合力,从而提高沥青混凝土的抗裂性能。
133 严格控制配合比设计,尽量合理优化,在配合比设计中要严格控制优化矿料级配组成;对配合比中空隙率与稳定度要进行调整;尽量提高沥青混凝土的强度。严格控制矿粉掺量,粉胶比应该控制在08~12左右。
134 沥青用量在马歇尔最佳用量±05%范围内对裂缝影响小,施工中拌合楼应该保证沥青用量,因为沥青用量大对低温抗裂是有益的,但也不能超过此范围,否则会降低高温稳定性。
135 掺加沥青改性剂,提高沥青抗老化性能。
136 施工时严格控制摊铺和碾压温度,施工组织必须紧密,大风和降雨时停止摊铺和碾压;宜采用全路宽多机全幅摊铺,以减少纵向接缝。横向接缝施工前要涂刷粘层油并用摊铺机熨平板预热,保证接缝两端连接紧密。摊铺时上下层之间纵向接缝位置应错开15cm(热接缝)或30~40cm(冷接缝)以上,横向接缝均应错开1m以上。
2 沥青路面反射裂缝的形成及防范、处理措施
在我国现阶段修建的高速公路沥青路面中,绝大多数采用水泥稳定碎石等半刚性类材料修筑路面基层,然而,半刚性材料的缺点在于抗变形能力低,在温度、湿度变化时易产生裂缝,裂缝处的应力集中现象使交通荷载产生在面层下部的拉应力比没有裂缝的部位大,当该处集中的拉应力大于沥青混凝土的极限强度时,沥青面层也将在此处开裂。沥青路面一旦出现裂缝就很容易导致水的下渗,当外荷载作用时在结构层内部产生冲刷,从而导致裂缝发展加快,而半刚性类基层水稳定性较差,极易产生水损害,造成基层松散破坏,最后导致路面结构性破坏,影响路面的使用功能。
要减少反射裂缝的产生应该从以下几方面进行控制
21 选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料;对采用水泥作为无机结合料的半刚性基层,在保证强度的同时尽量降低水泥剂量;从而降低基层本身的收缩裂缝的产生机率。
22 在基层和面层之间设置土工织物、土工格栅中间层或在基层上加铺一层稀浆封层作为应力吸收层,使基层裂缝处的应力集中通过中间层的吸收扩散,从而均匀的传递到沥青面层。
23 优化半刚性基层配合比,尽量降低细集料的掺配比例,从而降低干缩裂缝的产生。
24 控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。对分层摊铺的基层,应该使上下层之间接缝位置错开3~4m。
25 在我国现阶段沥青面层高速公路中,基层一般分三层摊铺,因此在摊铺上一层基层时必须对下承层出现的裂缝进行处理,应该将裂缝凿成1cm宽2cm深的槽,灌入改性乳化沥青,然后在裂缝上覆盖土工布或土工格栅;施工时应准确记录裂缝位置,以后摊铺更上一层结构层时都必须在此位置铺设土工布或土工格栅进行补强。
3 结语
造成沥青路面出现裂缝的原因是多方面的,但是只要加强对设计、施工的管理,严格控制原材料质量,优化配合比设计,提高施工质量,沥青面层裂缝是可以得到有效的控制的。
参考文献:
[1] 沈金安沥青及沥青混合料路用性能人民交通出版社200114
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