无机结合料的开裂原因及解决措施.docVIP

无机结合料的开裂原因及解决措施 1.概述 由于半刚性基层具有强度高、水稳定性和冰冻稳定性好、刚性较大等优点，此外，半刚性基层材料板体性好，利于机械化施工且工程造价低，能适应重交通发展的需要，因而，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和底基层。目前我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用了半刚性材料，并且在我国今后高等级公路建设中，半刚性基层材料仍将成为路面基层的主要材料。 然而，随着半刚性基层沥青路面的大量应用，在实际使用过程中出现了不少问题，尤其是裂缝问题日益突出，并成为该结构的主要缺陷。国内已建成高速公路使用调查表明，通车后一年最迟两年均出现了大量裂缝。就目前的研究现状来看，引起路面开裂的原因有很多，有面层材料方面的、基层材料方面的、设计方面的、施工方面的以及环境方面的。深入系统地研究和探讨半刚性基层裂缝产生的具体原因并采取相应有效的防治措施，将有益于延长路面的使用寿命，使半刚性基层路面发挥其更好的使用性能，以适应我国公路事业迅速发展的需要。 2.无机结合料开裂原因 2.1 纵向裂缝形成的主要原因 1）地基原因 地基土天然含水量较高，在设计及施工时未做处理，在高填土后，由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降，造成路面纵向开裂。 2）路基施工原因 如果土基施工时天气干燥，局部路堤填料土块粉碎不足，路基压实不均匀， 暗埋式构造处因构造物长度限制，路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够，或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好，都会造成纵向裂缝。 3）水的渗透破坏 中央分隔带、路表、边坡等渗水，使局部路基受水浸泡后承载力降低。在动静荷载的作用下，路基滑动产生裂缝，另外填料若为弱膨胀土，如施工中未做处理，渗水后含水量变化，也会导致裂缝产生。 4）沥青含腊量偏高 延度偏于下限，油层抗拉强度低，加之受当地资源的影响，出现公路两侧空、重载失调，路面长期在行车作用下形成裂缝。 2.2 横向裂缝产生的原因 1）失水收缩引起横向裂缝 干缩性裂缝有两种情况：一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期（一般为7d）的干缩；二是养护期满后到施工沥青封层或透层、摊铺沥青混凝土面层这段时间的干缩。基本上其机理是相同的，只是损害程度不相同。水泥稳定碎石压实成型到正常养护期（通常为7d）期间，因为混合料自身的水份和养护洒水的水分蒸发及其混合料内部水化作用发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等，造成在一定程度基层混合料体积趋向减小而收缩，形成拉裂的情况。这段时间的天气如果是正常的，气温变化不大，可称混合料（基层）从最佳含水量到较干燥的干缩过程为一次性干缩，其形成的裂缝是有限的。 从满基层养护期后到施工沥青封层或透层油、摊铺沥青混凝土面层之间，这段时间如果间隔的比较长，自然天气从睛到雨，从雨到睛，风吹日晒雨淋，基层料从“较干燥→饱水状态→较干燥→饱水状态”反复循环作用，水分反复的“蒸发、饱和、蒸发、饱和”，干缩过程多次重复，一定会造成基层拉裂严重的现象出现，在薄弱地方体现为裂缝，在多雨的地区这种破坏十分明显。结束养生之后，如果其上为沥青面层，应先对基层进行清扫，及时喷洒透层或粘层沥青、在清扫干净的基层上，也可先做下封层，以避免基层干缩开裂。 2）沥青及混凝土的温缩引起的裂缝 温缩性裂缝也说成是热胀冷缩产生的裂缝。万物都有热胀冷缩的性质，水泥稳定碎石基层等半刚性基层也有。水泥无机结合料不同的内部矿物颗粒构成的固相、液相和气相体，在温差作用下定将使其形成热胀冷缩的体积变化，从而产生温缩性裂缝。 因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料，温度下降时，沥青混合料逐渐变硬变脆，并发生收缩变形。当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，沥青路面表面就会被拉裂，并逐步向下发展，形成上宽下窄的横向裂缝。 3）差异沉降引起的横向裂缝 在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处，因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂，并反射到沥青面层，形成横向裂缝。 3.裂缝的处理措施 3.1 预防裂缝的处理措施 1）选择合格的材料 收缩裂缝是材料自身固有的性质，选择收缩性小的材料是十分关键的。所以，在设计半刚性路面的时候，首先基层粉粒应该选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小的和抗拉强度高的材料，在所有无机结合料材料中水泥稳定粒料和密实式石灰粉煤灰稳定粒米是收缩系数最小的材料，首先应该选用这两种材料作为沥青路面的基层。 2）无机结合料配合比的调整 （1）级配的控制 传统型无机结合料级配为悬浮密实型，完成碾压后表面相对比较密实、光滑，然而用水量会增大，且承重能力主要依靠水泥与集料结合的强度。实践证明，无机结合料基层级配参考利用沥青SMA骨架密实结构是合理的。这种结构主要通过粗集料形成嵌挤结构，细集料进行缝隙填充。其中4.75mm