戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面上拱原因及力學(xué)分析

戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面上拱原因及力學(xué)分析戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面上拱原因及力學(xué)分析

摘要：戈壁區(qū)域常用水泥穩(wěn)定碎石基層作為瀝青路面的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際工程中，經(jīng)常出現(xiàn)路面表面出現(xiàn)拱現(xiàn)象。本文對(duì)戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面上拱的原因進(jìn)行了分析，并通過力學(xué)分析和實(shí)例說明了其產(chǎn)生拱現(xiàn)象的力學(xué)原理。

關(guān)鍵詞：戈壁區(qū)；水泥穩(wěn)定碎石基層；瀝青路面；拱現(xiàn)象；力學(xué)分析

一、引言

戈壁區(qū)的特殊氣候條件和地理環(huán)境，使得戈壁區(qū)的基礎(chǔ)材料選擇具有一定局限性。在戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石作為基層材料廣泛使用，為了提高路面的抗裂性和承載力，通常在其上面鋪設(shè)瀝青層。然而，在實(shí)際施工和使用中，發(fā)現(xiàn)戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面出現(xiàn)拱現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了路面的使用壽命和行車安全。因此，深入分析拱現(xiàn)象的原因，并進(jìn)行力學(xué)分析，對(duì)于改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工具有重要意義。

二、拱現(xiàn)象的原因

1.基層材料的性質(zhì)不均勻性：戈壁區(qū)特殊的環(huán)境和氣候條件導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層材料的性質(zhì)不均勻。其中，材料內(nèi)部的顆粒分布不均勻和含水率差異較大是導(dǎo)致拱現(xiàn)象的主要原因之一。

2.施工工藝不當(dāng)：戈壁區(qū)施工條件較為惡劣，施工工藝不當(dāng)也是導(dǎo)致拱現(xiàn)象的重要原因之一。施工中，如果基層材料的壓實(shí)不均勻或者超過允許值，會(huì)導(dǎo)致基層的強(qiáng)度分布不均勻，從而引發(fā)拱現(xiàn)象。

3.荷載作用：戈壁區(qū)經(jīng)常受到強(qiáng)風(fēng)、沙塵暴等自然災(zāi)害的侵襲，加之交通運(yùn)輸?shù)韧饨绾奢d的作用，會(huì)導(dǎo)致基層材料的應(yīng)力分布不均勻，也會(huì)引發(fā)拱現(xiàn)象。

三、力學(xué)分析

1.基層材料的力學(xué)性質(zhì)：水泥穩(wěn)定碎石基層材料是由水泥、砂石和碎石顆粒組成，其力學(xué)性質(zhì)受到顆粒間粘結(jié)力和顆粒內(nèi)的負(fù)荷傳遞效應(yīng)的影響。在水泥固化過程中，水泥顆粒和石料顆粒之間會(huì)發(fā)生包覆、粘結(jié)和交聯(lián)等作用。

2.荷載作用下的應(yīng)力分布：在路面使用過程中，由于車輛荷載的作用，基層材料會(huì)受到橫向和縱向的壓力，其分布不均勻會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。當(dāng)荷載作用超過基層材料的承載能力時(shí)，基層材料會(huì)發(fā)生破壞，進(jìn)而引發(fā)拱現(xiàn)象。

3.拱現(xiàn)象的力學(xué)原理：基層材料在受到荷載作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，并通過內(nèi)部顆粒間的摩擦力傳遞。當(dāng)應(yīng)力分布不均勻時(shí)，會(huì)造成顆粒之間的相對(duì)位移和局部破壞，進(jìn)而導(dǎo)致拱現(xiàn)象的產(chǎn)生。受到拱的約束作用，上層材料無法平穩(wěn)地沉淀，從而形成凹凸不平的路面。

四、拱現(xiàn)象的解決方法

1.優(yōu)化基層材料的配比：合理調(diào)整基層材料的顆粒分布和含水率，提高其力學(xué)性能，減小基層材料的不均勻性。

2.加強(qiáng)施工管理：嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，確?；鶎硬牧系木鶆驂簩?shí)，避免超壓和不均勻力的作用。

3.針對(duì)荷載作用進(jìn)行設(shè)計(jì)：根據(jù)不同荷載條件下路面的應(yīng)力分布情況，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和加固，在關(guān)鍵部位進(jìn)行增強(qiáng)，提高基層材料的承載能力。

五、結(jié)論

戈壁區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面上拱是多方面因素綜合作用的結(jié)果。本文通過對(duì)拱現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析，并進(jìn)行力學(xué)分析，揭示了拱現(xiàn)象的力學(xué)原理。在實(shí)際工程中，可通過優(yōu)化基層材料配比、加強(qiáng)施工管理和針對(duì)荷載作用進(jìn)行設(shè)計(jì)等方式，減小拱現(xiàn)象的發(fā)生，提高路面的使用壽命和行車安全性綜上所述，拱現(xiàn)象是基層材料承載能力不足時(shí)發(fā)生的一種破壞現(xiàn)象。其力學(xué)原理是由于基層材料受到荷載作用時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力分布不均勻，導(dǎo)致顆粒之間相對(duì)位移和局部破壞，從而形成拱。為解決拱現(xiàn)象，可以通過優(yōu)化基層材料的配比、加強(qiáng)施工管理和針對(duì)荷載作用進(jìn)行設(shè)計(jì)等方法來減小拱的發(fā)生。在實(shí)際工程中，