半剛性基層裂縫產(chǎn)生原因及采用預鋸縫對裂縫防治的

半剛性基層裂縫產(chǎn)生原因分析及采用預鋸縫對裂縫防治的研究1前言目前，我國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，具有很高的強度和剛度，有著良好的穩(wěn)定性能。同時，可以高度機械化施工，對環(huán)境污染少，能充分利用當?shù)氐牟牧?。然而半剛性基層材料尤其是水泥穩(wěn)定碎石類材料由于脆性，對溫度、濕度敏感性較強，在強度形成及使用過程中，會因溫度變化產(chǎn)生溫度收縮裂縫和因含水量變化而產(chǎn)生干縮裂縫。當瀝青面層較薄時這種裂縫往往擴展到面層形成反射裂縫。影響公路的使用?？刂坪蜏p少水穩(wěn)碎石裂縫應首先弄清其產(chǎn)生的內(nèi)在原因,掌握裂縫發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,分析計算它的應力狀態(tài)和應力大小,從而提出相應的防治措施。2工程概況安陽至南樂高速公路ANTJ—02(K2+250～K9+000)由路橋華祥承建，此工程是安陽至林州高速公路向東延伸的組成部分，同時也是河南省高速公路的重要組成部分。該項目采用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)定碎石的粒徑級配(見表-1)表-1要通過下列叛篩駛孔殲(怪方孔丸篩振mm爭)心的質量百煤分瞞率井(動%)桌31.5伯26.5殊19次9.5碑4.75標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度基層材料為水泥穩(wěn)定碎石，7天抗壓強度3.8Mpa，基層壓實度要求≥98%。3.1.3水泥選用初凝時間3h以上和終凝時間較長（宜在6h以上）的水泥，嚴禁使用快硬、早強水泥和已受潮變質的水泥。水泥標號為32.5級。3.1.4碎石基層所用碎石其最大粒徑不應超過31.5mm，集料壓碎值≤30%，有機質含量≤2%，硫酸鹽含量≤0.25%。為了減少基層施工成型后的干縮裂縫，在進行配合比生產(chǎn)時，應適當增加4.75mm以上粗集料的用量，減少0.075mm以下的細料含量，提高壓實混合料的嵌擠強度，增強其抗裂性，對應采用的碎石都應事先篩分成3～4個大小不同的粒徑，分別堆放，然后配合，更能保證級配的合理3.2水泥穩(wěn)定碎石底基層3.2.1水泥穩(wěn)定碎石的粒徑級配(見表-2)表-2妨通過下列嶺篩六孔育(展方孔給篩鍬mm誓)宋的質量百君分遠率稻(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00撲67~9瞎0切45~6歇8棍29~5盤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)生弄裂縫的因計素很多，財主要影響礙因素如下待：豎4.夏1挎原材料的令選擇號水泥作為迫唯一的穩(wěn)撕定駱劑懼,啊其質量至香關重鞋要生,評我標段選輛用海工牌饒緩擁凝棗P.O3魚2.祥5戚水竹泥鍵,撒其各項技怒術指標均宇能滿足施盾工要求。揪碎石選用泛當?shù)卦S家隨溝生產(chǎn)的紅級配碎石扮，其壓碎銹值、有機揀質含量、上硫酸鹽含印量也能滿絡足施工要勺求。遮4.膝2踐配合比設絕計聲水泥穩(wěn)定宗碎石基層霸配合比設瀉計時，一移方面要考導慮基層基的鐵7翅d鬧無側限抗殃壓強度滿殺足設計規(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

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

襖配合比時討限制細集耳料、粉料美用量，集歷料級配黃中矩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，滋級配宜取濁偏粗限臨。童天4.餅3含施工過程端中因素患4.3.悉1墨混合料的耍含水量少施工過程豈中對水的屠含量應控技制在比最糞佳含水量但大燙1籍%返左右。含掙水量過小筑時，基層乎表層松散嶺，碾壓容單易起皮，議難以壓實郊；含水量緊過大碾壓厭時粘輪，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烈圖吼二設攜刃基層取芯搏4略.富3.2限拴混合料拌庫和曲祝拌和時間死不拌和必麥須要充分飛、均勻、叮穩(wěn)定。拌者和時間不喉足、拌和蛙不均勻，料易出現(xiàn)粗慎細料集中持、離析等勿現(xiàn)象?；炫c合料鋪筑錯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格躺混合料攤當鋪后，應爽盡快完成禁碾壓，縮窯短從加水暖拌和到完犧成碾壓的貍時間。如唇果不及時椅碾壓，水加泥就會產(chǎn)氧生部分凝芝結作用，攜影響壓實疊度，混合準料的強度倦和性能下國降，抗裂計縫能力也居下降倍。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)定遠碎石施工停完成后，鑰及時用倦土工布炒養(yǎng)護，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,杰這是因為貿(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)定雷后開始進門行的源,短在施工過頁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(翼3鮮)幼盡管水穩(wěn)債碎石施工休完成后行季車會加重陽部分裂縫燭的產(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)生法進患行養(yǎng)護川,礦因此盡管朱失水收縮腰產(chǎn)生的表濟面裂縫或華內(nèi)部微裂睛縫可能削搜弱水穩(wěn)碎潤石的抗拉鑰能力妻,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蛋建立計算提模型撒選擇合理摘的計算模湯型居,懸為此做以尊下假定神:欄(艙1)侮假設水穩(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系軌,滋假定它們錘均是可變侄形的彈性悲結構兇,測都可通過旁它們之間詠的剪應力善與應變的發(fā)關系反映怪出來。紋(濟3)韻從裂縫方慨向分析耐,慧裂縫基本勝是垂直于賴主線方向摸,憤因此假定麥水穩(wěn)碎石夜基層受縱危向約束潤,蛇橫向不受瞧約束。零(增4)旬因水穩(wěn)碎陽石層厚度崇較薄更,晉故假定它荷們所受的蔬溫差是均欺勻溫差。夢(噴5)壟為方便問悶題的解決村且做到概揭念清晰喚,里結構上某嚼點的摩擦房應力與該姓點的水平悶應變采用妄類似土力堵學中線形鎖關系的假先定駝即譜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,四主拉應力凡是引起水扭穩(wěn)碎石裂稻縫的主應奔力。參照矮混凝土強浮度理論計萄算采用主望拉應力分監(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,息計算水穩(wěn)校碎石內(nèi)部袖的約束應釘力只考慮悔計算引起也貫穿裂縫克的平均拉障應力。設悠某段水穩(wěn)系碎石長度來為羅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T,棉則根據(jù)上秀述假設建肝立計算模掌型如下。褲如圖值10鼻所示在任開意點雁x蠅處截取一迷段扭dx哈長的單元狡,飯設伍圖郵10飲水穩(wěn)碎糧石受約束彈計算模型孫及計算簡氧圖妙圖謠11航水穩(wěn)碎六石基層主早要應力及疊位移圖陵承受的均妻勻內(nèi)力為別F,廳底基層對濃水穩(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0(戚2)著由譽(言2)宵式得未Whd吧σ肌x-酷W對τ袋dx糞=0獅(3)棵荷叔式覽中里σ身x船為水平應乓力。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)生剪應常力避,尖水穩(wěn)碎石塵內(nèi)部出現(xiàn)耗拉應力。治由訓(百3)透可知當權W茄、筍h粥棋一定時積,機當最大拉爺應力超過映抗拉強度邪,卸即在最大塑拉應力處壞(購板塊中部齡)救出現(xiàn)第一荷條裂縫需,隱一段分成聲兩段兇,交裂縫處應暖力松弛從遺而引起應盡力重分布她；溫度再刮下降水穩(wěn)牌碎石內(nèi)部剝拉應力積疲累直到超郵過抗拉強哪度再次在遼每段的中框部出現(xiàn)裂題縫獎,剪二段變?yōu)闀r四段。溫踩度不斷下完降吊,矩水穩(wěn)碎石辱不斷重復奶上述進程捷,井直到板塊譽中部的最腎大拉應力鎮(zhèn)大于或等等于抗拉強紅度裂縫才害穩(wěn)定破,曠裂縫不斷陽開展的過央程也就是緩應力不斷易釋放的過丘程。血6訓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置附鋸縫的原奴理，在基酷層上用切呆割機進行舉切割，設掘置預鋸縫捏，然后采并用瀝青材漁料進行填申縫，效果巡明顯。對彩基層進行末預鋸縫處滔理的目的賄：一是延術長基層裂胖縫間距；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，這是儀因為基層細預鋸縫縫風隙處若預覺加處理，羊那么就可軟以防止基視層裂縫反敢射到瀝青據(jù)面層上來俘。碗預鋸縫間即距越小，犯接縫越多鴿，不僅增握加施工的采復雜性，范同時如果揪對基層預由鋸縫處理津不當還容攻易使面層婦產(chǎn)生反射憑裂縫，從銀而影響路匙面的整體歡強度。但嫁是基層預烈鋸縫過長把也會帶來舌一些問題刪：例如基摘層的干縮筍、溫縮及歡溫度翹曲恒應力增大旬，增加了池基層開裂狹的可能性攝等。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，我弄們設置預肥鋸縫間距早為蒸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。傻采用預鋸填縫的穩(wěn)定易類基層及街時鋸縫，棄使基層有稱規(guī)則的斷哨開以釋放即基層內(nèi)的從溫縮應力抹，是防止穴基層養(yǎng)生筑階段開裂盲的最有效賠的措施。莊如鋸縫太叮早因強度總不足，縫愛槽被鋸縫相機打成不星規(guī)則的毛寫邊；如鋸允縫太晚基底層在早期大溫度裂縫咽已經(jīng)形成費，造成開準裂。因