半剛性基層裂縫產(chǎn)生原因及采用預(yù)鋸縫對(duì)裂縫防治的

半剛性基層裂縫產(chǎn)生原因分析及采用預(yù)鋸縫對(duì)裂縫防治的研究1前言目前，我國(guó)的高速公路瀝青混凝土路面普遍采用半剛性基層，水泥穩(wěn)定碎石是較為常見(jiàn)的一種半剛性路面的基層材料，水泥硬化后形成板狀半剛性體,提高路面的承載力，具有很高的強(qiáng)度和剛度，有著良好的穩(wěn)定性能。同時(shí)，可以高度機(jī)械化施工，對(duì)環(huán)境污染少，能充分利用當(dāng)?shù)氐牟牧稀Ｈ欢雱傂曰鶎硬牧嫌绕涫撬喾€(wěn)定碎石類(lèi)材料由于脆性，對(duì)溫度、濕度敏感性較強(qiáng)，在強(qiáng)度形成及使用過(guò)程中，會(huì)因溫度變化產(chǎn)生溫度收縮裂縫和因含水量變化而產(chǎn)生干縮裂縫。當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)這種裂縫往往擴(kuò)展到面層形成反射裂縫。影響公路的使用。控制和減少水穩(wěn)碎石裂縫應(yīng)首先弄清其產(chǎn)生的內(nèi)在原因,掌握裂縫發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,分析計(jì)算它的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力大小,從而提出相應(yīng)的防治措施。2工程概況安陽(yáng)至南樂(lè)高速公路ANTJ—02(K2+250～K9+000)由路橋華祥承建，此工程是安陽(yáng)至林州高速公路向東延伸的組成部分，同時(shí)也是河南省高速公路的重要組成部分。該項(xiàng)目采用18cn水泥穩(wěn)定碎石底基層183955m2，36cm水泥穩(wěn)定碎石基層181994m2。3技術(shù)要求3.1水泥穩(wěn)定碎石基層3.1.1水泥穩(wěn)定碎石的粒徑級(jí)配(見(jiàn)表-1)表-1要通過(guò)下列叛篩駛孔殲(怪方孔丸篩振mm爭(zhēng))心的質(zhì)量百煤分瞞率井(動(dòng)%)桌31.5伯26.5殊19次9.5碑4.75標(biāo)2.36招0.6最0.07冤5籃液限植塑限羨100題90~1鴿00拼72~8檔9戀47~6典7柳29~4趴9艷17~3核5津8~22智0~7期<28德<93.1.2基層材料配合比及壓實(shí)度基層材料為水泥穩(wěn)定碎石，7天抗壓強(qiáng)度3.8Mpa，基層壓實(shí)度要求≥98%。3.1.3水泥選用初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)（宜在6h以上）的水泥，嚴(yán)禁使用快硬、早強(qiáng)水泥和已受潮變質(zhì)的水泥。水泥標(biāo)號(hào)為32.5級(jí)。3.1.4碎石基層所用碎石其最大粒徑不應(yīng)超過(guò)31.5mm，集料壓碎值≤30%，有機(jī)質(zhì)含量≤2%，硫酸鹽含量≤0.25%。為了減少基層施工成型后的干縮裂縫，在進(jìn)行配合比生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加4.75mm以上粗集料的用量，減少0.075mm以下的細(xì)料含量，提高壓實(shí)混合料的嵌擠強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗裂性，對(duì)應(yīng)采用的碎石都應(yīng)事先篩分成3～4個(gè)大小不同的粒徑，分別堆放，然后配合，更能保證級(jí)配的合理3.2水泥穩(wěn)定碎石底基層3.2.1水泥穩(wěn)定碎石的粒徑級(jí)配(見(jiàn)表-2)表-2妨通過(guò)下列嶺篩六孔育(展方孔給篩鍬mm誓)宋的質(zhì)量百君分遠(yuǎn)率稻(叼%)端37.5宋31.5煌26.5垃19反9.5雜4.75去2.36范0.6霞0.07墳5泰100峰90~1計(jì)00撲67~9瞎0切45~6歇8棍29~5盤(pán)0濱18~3炎8委8~22制0~7犁3.2.倍2養(yǎng)基層材料深配合比及磁壓實(shí)度蹈巧基層材料盯為水泥穩(wěn)蛾定碎石階，譯7輕天抗壓強(qiáng)艱度陸2.5M射p朽a堤，水泥劑打量柜≥縣3革%賞，基層壓憑實(shí)度要青求供≥豎97滅%詠。底基層翠采用的水備泥、碎石姿等材料要效求同基層蒜。養(yǎng)生時(shí)犯間不少士于葬7凡天。杠4艦影響半剛嶄性基層裂蜂縫產(chǎn)生的姿因素串臭擦影響水泥借穩(wěn)定碎石互基層產(chǎn)生弄裂縫的因計(jì)素很多，財(cái)主要影響礙因素如下待：豎4.夏1挎原材料的令選擇號(hào)水泥作為迫唯一的穩(wěn)撕定駱劑懼,啊其質(zhì)量至香關(guān)重鞋要生,評(píng)我標(biāo)段選輛用海工牌饒緩擁凝棗P.O3魚(yú)2.祥5戚水竹泥鍵,撒其各項(xiàng)技怒術(shù)指標(biāo)均宇能滿足施盾工要求。揪碎石選用泛當(dāng)?shù)卦S家隨溝生產(chǎn)的紅級(jí)配碎石扮，其壓碎銹值、有機(jī)揀質(zhì)含量、上硫酸鹽含印量也能滿絡(luò)足施工要勺求。遮4.膝2踐配合比設(shè)絕計(jì)聲水泥穩(wěn)定宗碎石基層霸配合比設(shè)瀉計(jì)時(shí)，一移方面要考導(dǎo)慮基層基的鐵7翅d鬧無(wú)側(cè)限抗殃壓強(qiáng)度滿殺足設(shè)計(jì)規(guī)摟范的要求陸，另一方贊面要考慮肉到基層的拐干縮溫縮仆裂縫退。詢(xún)

萄在滿足設(shè)幫計(jì)強(qiáng)度的噸基礎(chǔ)上限體制水泥用扒量銀。水泥劑研量太小頁(yè),建不能確保推水泥穩(wěn)定斑碎石基層零的強(qiáng)度；凍而量太大創(chuàng)既不經(jīng)濟(jì)溜,訊還會(huì)使基友層的裂縫這增多、增期寬繞,繳一般水泥沉劑量應(yīng)控減制鮮在芽4泰%夾～危5蓬%徑之間嶼。廚乳

襖配合比時(shí)討限制細(xì)集耳料、粉料美用量，集歷料級(jí)配黃中矩0.07逮5弱ｍｍ以下慈顆粒含量頂不宜大茂于萍5麻%摧，大骨料昨宜多點(diǎn)，滋級(jí)配宜取濁偏粗限臨。童天4.餅3含施工過(guò)程端中因素患4.3.悉1墨混合料的耍含水量少施工過(guò)程豈中對(duì)水的屠含量應(yīng)控技制在比最糞佳含水量但大燙1籍%返左右。含掙水量過(guò)小筑時(shí)，基層乎表層松散嶺，碾壓容單易起皮，議難以壓實(shí)郊；含水量緊過(guò)大碾壓厭時(shí)粘輪，路表面起拱靠，而且基廊層成型后及水分散失耗愈多，形桌成的裂縫社愈多。所推以施工過(guò)糊程中含水修量要控制孟適宜。侍悔奴件圖津一途間托水泥穩(wěn)定薦碎石攤辯鋪米掃凡證第促談轉(zhuǎn)烈圖吼二設(shè)攜刃基層取芯搏4略.富3.2限拴混合料拌庫(kù)和曲祝拌和時(shí)間死不拌和必麥須要充分飛、均勻、叮穩(wěn)定。拌者和時(shí)間不喉足、拌和蛙不均勻，料易出現(xiàn)粗慎細(xì)料集中持、離析等勿現(xiàn)象?；炫c合料鋪筑錯(cuò)成形后由掀于不同地寧段、上下籠層之間的籃干縮溫縮性性不同，寒易產(chǎn)生裂央縫。顛4乏.3咬.3咐裳混合料攤臂鋪與壓均實(shí)格躺混合料攤當(dāng)鋪后，應(yīng)爽盡快完成禁碾壓，縮窯短從加水暖拌和到完?duì)蕹赡雺旱呢倳r(shí)間。如唇果不及時(shí)椅碾壓，水加泥就會(huì)產(chǎn)氧生部分凝芝結(jié)作用，攜影響壓實(shí)疊度，混合準(zhǔn)料的強(qiáng)度倦和性能下國(guó)降，抗裂計(jì)縫能力也居下降倍。侮努4鹽.3皺.4泡巖基層養(yǎng)生蹤及交通管碼制捏么水泥穩(wěn)定遠(yuǎn)碎石施工停完成后，鑰及時(shí)用倦土工布炒養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)掛生期不能奮小佛于形7崖ｄ，創(chuàng)否則違基層表面榆的水分蒸暫發(fā)，極易善產(chǎn)生均勻裳的裂紋帆。轟4.銅4岔非人為因猛素鳴搭重非人為因喂素是指由船外荷載引縫起的裂縫肉和收縮、沒(méi)膨脹、不既均勻沉降唯等原因引勇起的裂縫均,異其中造成貿(mào)收縮裂縫廚的原因主弓要是溫度匙和濕度的摧下降。把通過(guò)調(diào)查蜜分析發(fā)現(xiàn)蔥,腥裂縫主要腳是由溫度爆變化引起疤,杰這是因?yàn)橘Q(mào)(嘴1)留一些人為剩影響裂縫搭產(chǎn)生的因扎素可以很臟好的控制主；寸(戲2)副水穩(wěn)碎石混施工是在票路基沉降暈基本穩(wěn)定雷后開(kāi)始進(jìn)門(mén)行的源,短在施工過(guò)頁(yè)程中雖還悅有沉降但名這種沉降享是整體性頃的弦,攤非局部性即的；誰(shuí)(翼3鮮)幼盡管水穩(wěn)債碎石施工休完成后行季車(chē)會(huì)加重陽(yáng)部分裂縫燭的產(chǎn)生或煤發(fā)展夾,屬但不是產(chǎn)假生裂縫的拆主要原因電；罩(卻4痰)怕水穩(wěn)碎石筆施工后采扔用土工布解覆蓋灑水遮養(yǎng)生法進(jìn)患行養(yǎng)護(hù)川,礦因此盡管朱失水收縮腰產(chǎn)生的表濟(jì)面裂縫或華內(nèi)部微裂睛縫可能削搜弱水穩(wěn)碎潤(rùn)石的抗拉鑰能力妻,圈但尚不足糕以形成有蘆規(guī)律的橫印向貫穿裂出縫。贏5蛋建立計(jì)算提模型撒選擇合理摘的計(jì)算模湯型居,懸為此做以尊下假定神:欄(艙1)侮假設(shè)水穩(wěn)公碎石為彈尤性地基上地的板。膀(的2)管為找到基楊層與底基川層間相互電約束的幾邪何關(guān)系軌,滋假定它們錘均是可變侄形的彈性悲結(jié)構(gòu)兇,測(cè)都可通過(guò)旁它們之間詠的剪應(yīng)力善與應(yīng)變的發(fā)關(guān)系反映怪出來(lái)。紋(濟(jì)3)韻從裂縫方慨向分析耐,慧裂縫基本勝是垂直于賴(lài)主線方向摸,憤因此假定麥水穩(wěn)碎石夜基層受縱危向約束潤(rùn),蛇橫向不受瞧約束。零(增4)旬因水穩(wěn)碎陽(yáng)石層厚度崇較薄更,晉故假定它荷們所受的蔬溫差是均欺勻溫差。夢(mèng)(噴5)壟為方便問(wèn)悶題的解決村且做到概揭念清晰喚,里結(jié)構(gòu)上某嚼點(diǎn)的摩擦房應(yīng)力與該姓點(diǎn)的水平悶應(yīng)變采用妄類(lèi)似土力堵學(xué)中線形鎖關(guān)系的假先定駝即譜τ婚=f驚x病δ捕(1)懇閃腰熄式中道fx倉(cāng)為摩擦阻悶力系數(shù)。孕(凍6)襖根據(jù)水穩(wěn)痰碎石裂縫夜形狀分析釀,四主拉應(yīng)力凡是引起水扭穩(wěn)碎石裂稻縫的主應(yīng)奔力。參照矮混凝土強(qiáng)浮度理論計(jì)萄算采用主望拉應(yīng)力分監(jiān)析法。由淘于表面裂邁縫危害較井小磁,越控制水穩(wěn)盲碎石裂縫折需要防止傍的是貫穿蹈裂縫脖,息計(jì)算水穩(wěn)校碎石內(nèi)部袖的約束應(yīng)釘力只考慮悔計(jì)算引起也貫穿裂縫克的平均拉障應(yīng)力。設(shè)悠某段水穩(wěn)系碎石長(zhǎng)度來(lái)為羅L,歇厚度為暗h,謎寬度為賄W,睜如圖予11挑所示仁,睛若承受的灑溫差即施渠工期間的摔峰值溫度炮平均值與姻水穩(wěn)碎石揉基層基本限裂縫穩(wěn)定哀后內(nèi)部溫濕度差為險(xiǎn)T,棉則根據(jù)上秀述假設(shè)建肝立計(jì)算模掌型如下。褲如圖值10鼻所示在任開(kāi)意點(diǎn)雁x蠅處截取一迷段扭dx哈長(zhǎng)的單元狡,飯?jiān)O(shè)伍圖郵10飲水穩(wěn)碎糧石受約束彈計(jì)算模型孫及計(jì)算簡(jiǎn)氧圖妙圖謠11航水穩(wěn)碎六石基層主早要應(yīng)力及疊位移圖陵承受的均妻勻內(nèi)力為別F,廳底基層對(duì)濃水穩(wěn)碎石涼層的剪力值為廊Q,塌根據(jù)極限渡狀態(tài)的平割衡方程悶Σ寨X=刪0瓜有苗F+睜df-促F-流Q=車(chē)0(戚2)著由譽(yù)(言2)宵式得未Whd吧σ肌x-酷W對(duì)τ袋dx糞=0獅(3)棵荷叔式覽中里σ身x船為水平應(yīng)乓力。抄隨著溫度季的下降配,瓶由于水穩(wěn)爪碎石的收窄縮變形受見(jiàn)到底基層澆的約束蜻,拾所以在水泥穩(wěn)碎石層否與底基層錦接觸面上饞產(chǎn)生剪應(yīng)常力避,尖水穩(wěn)碎石塵內(nèi)部出現(xiàn)耗拉應(yīng)力。治由訓(xùn)(百3)透可知當(dāng)權(quán)W茄、筍h粥棋一定時(shí)積,機(jī)當(dāng)最大拉爺應(yīng)力超過(guò)映抗拉強(qiáng)度邪,卸即在最大塑拉應(yīng)力處壞(購(gòu)板塊中部齡)救出現(xiàn)第一荷條裂縫需,隱一段分成聲兩段兇,交裂縫處應(yīng)暖力松弛從遺而引起應(yīng)盡力重分布她；溫度再刮下降水穩(wěn)牌碎石內(nèi)部剝拉應(yīng)力積疲累直到超郵過(guò)抗拉強(qiáng)哪度再次在遼每段的中框部出現(xiàn)裂題縫獎(jiǎng),剪二段變?yōu)闀r(shí)四段。溫踩度不斷下完降吊,矩水穩(wěn)碎石辱不斷重復(fù)奶上述進(jìn)程捷,井直到板塊譽(yù)中部的最腎大拉應(yīng)力鎮(zhèn)大于或等等于抗拉強(qiáng)紅度裂縫才害穩(wěn)定破,曠裂縫不斷陽(yáng)開(kāi)展的過(guò)央程也就是緩應(yīng)力不斷易釋放的過(guò)丘程。血6訓(xùn)顫防治措施副為了防治爽半剛性基貴層裂縫的判產(chǎn)生，我芹們可以參南照水泥混站凝土路面刻裂縫設(shè)置附鋸縫的原奴理，在基酷層上用切呆割機(jī)進(jìn)行舉切割，設(shè)掘置預(yù)鋸縫捏，然后采并用瀝青材漁料進(jìn)行填申縫，效果巡明顯。對(duì)彩基層進(jìn)行末預(yù)鋸縫處滔理的目的賄：一是延術(shù)長(zhǎng)基層裂胖縫間距；命二是可以象減少瀝青嬌面層龜裂已、網(wǎng)裂、膽坑槽等病濤害，這是儀因?yàn)榛鶎蛹?xì)預(yù)鋸縫縫風(fēng)隙處若預(yù)覺(jué)加處理，羊那么就可軟以防止基視層裂縫反敢射到瀝青據(jù)面層上來(lái)俘。碗預(yù)鋸縫間即距越小，犯接縫越多鴿，不僅增握加施工的采復(fù)雜性，范同時(shí)如果揪對(duì)基層預(yù)由鋸縫處理津不當(dāng)還容攻易使面層?jì)D產(chǎn)生反射憑裂縫，從銀而影響路匙面的整體歡強(qiáng)度。但嫁是基層預(yù)烈鋸縫過(guò)長(zhǎng)把也會(huì)帶來(lái)舌一些問(wèn)題刪：例如基摘層的干縮筍、溫縮及歡溫度翹曲恒應(yīng)力增大旬，增加了池基層開(kāi)裂狹的可能性攝等。調(diào)查乘發(fā)現(xiàn)大部向分裂縫的陶間距娘在罵300握m饑左右，我弄們?cè)O(shè)置預(yù)肥鋸縫間距早為蒸1.麥5榜倍自然裂卸縫間距粉即炸500錫m曾，取得的么效果明顯鳴。傻采用預(yù)鋸填縫的穩(wěn)定易類(lèi)基層及街時(shí)鋸縫，棄使基層有稱(chēng)規(guī)則的斷哨開(kāi)以釋放即基層內(nèi)的從溫縮應(yīng)力抹，是防止穴基層養(yǎng)生筑階段開(kāi)裂盲的最有效賠的措施。莊如鋸縫太叮早因強(qiáng)度總不足，縫愛(ài)槽被鋸縫相機(jī)打成不星規(guī)則的毛寫(xiě)邊；如鋸允縫太晚基底層在早期大溫度裂縫咽已經(jīng)形成費(fèi)，造成開(kāi)準(zhǔn)裂。因