《講義路面》ppt課件

1、第九講第九講 水泥穩(wěn)定碎石基層裂痕防止措施水泥穩(wěn)定碎石基層裂痕防止措施一、裂痕的成因一、裂痕的成因水泥穩(wěn)定碎石屬于半剛性基層，半剛性基層是采用無(wú)機(jī)水泥穩(wěn)定碎石屬于半剛性基層，半剛性基層是采用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定的各種集料和土類，并具有一定強(qiáng)度和厚度的結(jié)合料穩(wěn)定的各種集料和土類，并具有一定強(qiáng)度和厚度的路面基層構(gòu)造。路面基層構(gòu)造。1裂痕構(gòu)成機(jī)理裂痕構(gòu)成機(jī)理由于半剛性基層瀝青路面其組成資料本身固有的特性，由于半剛性基層瀝青路面其組成資料本身固有的特性，開裂幾乎是不可防止的，分析裂痕構(gòu)成過(guò)程，大致分為初開裂幾乎是不可防止的，分析裂痕構(gòu)成過(guò)程，大致分為初期收縮裂痕，中期內(nèi)應(yīng)力裂痕，后期荷載外力裂痕期收縮裂痕，

2、中期內(nèi)應(yīng)力裂痕，后期荷載外力裂痕3個(gè)階段。個(gè)階段。1.1初期收縮裂痕初期收縮裂痕水泥穩(wěn)定基層完工后水泥穩(wěn)定基層完工后30d部分路段產(chǎn)生橫向裂紋，縫寬部分路段產(chǎn)生橫向裂紋，縫寬1-3mm，橫向貫穿或半貫穿，垂向深度為水泥穩(wěn)定基層厚，橫向貫穿或半貫穿，垂向深度為水泥穩(wěn)定基層厚度的度的0.3-0.5倍。初期收縮裂痕主要是由于壓實(shí)后的水泥穩(wěn)倍。初期收縮裂痕主要是由于壓實(shí)后的水泥穩(wěn)定基層中的水不斷蒸發(fā)和水泥水化作用水泥穩(wěn)定基層壓實(shí)定基層中的水不斷蒸發(fā)和水泥水化作用水泥穩(wěn)定基層壓實(shí)體發(fā)生體積收縮，構(gòu)成收縮裂痕。體發(fā)生體積收縮，構(gòu)成收縮裂痕。1.2中期內(nèi)應(yīng)力裂痕瀝青碎石下面層鋪筑后90d即有少量反射裂痕產(chǎn)生

3、，水泥穩(wěn)定基層鋪筑后6個(gè)月大部分裂痕根本構(gòu)成，90的裂痕橫向和垂向均已貫穿水泥穩(wěn)定基層和瀝青碎石面層，水泥穩(wěn)定基層構(gòu)成了長(zhǎng)度不等的相對(duì)獨(dú)立的受力板塊。普通開裂地段裂痕間距在20-l00m之間，嚴(yán)重開裂地段裂痕問(wèn)距在6-30m之間，裂痕寬度為1-5mm。一年后裂痕有少量添加和擴(kuò)展，裂痕數(shù)量在上年根底添加5-8，縫寬普遍增大，普通為5mm，部分地段添加到l0mm。中期內(nèi)應(yīng)力裂痕產(chǎn)生的主要緣由是：由于水泥穩(wěn)定碎石基層本身體料干縮和溫差應(yīng)變脹縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超越水泥穩(wěn)定基層本身的極限抗拉強(qiáng)度，使其從強(qiáng)度薄弱斷面處產(chǎn)生斷裂。 中期內(nèi)應(yīng)力裂痕的特點(diǎn)是：橫裂多，縱裂少，裂痕規(guī)那么順直，上下貫穿但無(wú)垂向錯(cuò)位。1

4、.3后期荷載外力裂痕隨著路面運(yùn)用時(shí)間的延伸，橫向裂痕在不斷添加，縫寬在不斷增大，橫向裂痕在不斷附生縱向裂痕最終構(gòu)成網(wǎng)裂片區(qū)，最終半剛性基層瀝青路面發(fā)生早期構(gòu)造性破壞。中期內(nèi)應(yīng)力裂痕根本構(gòu)成以后，水泥穩(wěn)定基層構(gòu)成相對(duì)無(wú)限延續(xù)的簡(jiǎn)支板受力體系，即：長(zhǎng)度不同且相對(duì)獨(dú)立的水泥穩(wěn)定基層板塊，受底基層的支承，支承面強(qiáng)度高的部位構(gòu)成相對(duì)支點(diǎn)，強(qiáng)度低的部位構(gòu)成相對(duì)懸空。 導(dǎo)致開裂的要素主要有資料特性、車輛荷載與路面構(gòu)造設(shè)計(jì)、路基強(qiáng)度及其均勻性、底基層強(qiáng)度及其均勻性、自然環(huán)境等。水泥穩(wěn)定基層礦料的級(jí)配、細(xì)粉料含量、塑性指數(shù)，路面構(gòu)造組成及其厚度，車輛荷載的大小，路基和底基層的強(qiáng)度及其均勻性，地質(zhì)土質(zhì)，水文氣候等

5、各方面的要素與半剛性基層瀝青路面的開裂都有直接關(guān)系。2.2.1路面構(gòu)造組成從確保質(zhì)量、方便施工、節(jié)約投資的原那么出發(fā)，普通采用3層構(gòu)造，即：底基層、基層、面層。 2.3嚴(yán)厲控制施工工藝半剛性瀝青路面的裂痕有一部分是由于施工工藝控制不嚴(yán)呵斥的，因此在施工過(guò)程中要嚴(yán)厲控制各分項(xiàng)工程的施工工藝，特別是關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工工藝。2.3.1基層變異系數(shù)越小，強(qiáng)度越均勻；變異系統(tǒng)越大，強(qiáng)度差別越大。因此，采用彎沉值的變異系數(shù)來(lái)評(píng)判和控制強(qiáng)度的均勻性是合理的。要使底基層的彎沉值變異系數(shù)減小，一是路床彎沉值的變異系數(shù)首先要小；二是碎石的級(jí)配要好，級(jí)配曲線要盡量集中；三是攤鋪時(shí)要防止偶爾的粗集料集中或細(xì)集料集中；四是

6、碾壓密實(shí)平整。二、減少裂痕的幾項(xiàng)措施二、減少裂痕的幾項(xiàng)措施 添加瀝青面層的厚度添加瀝青面層的厚度;加強(qiáng)公路的排水設(shè)計(jì)，防止水損壞加強(qiáng)公路的排水設(shè)計(jì)，防止水損壞;采用枯燥收縮、溫度收縮系數(shù)小，抗拉和抗沖刷性能好的資采用枯燥收縮、溫度收縮系數(shù)小，抗拉和抗沖刷性能好的資料鋪筑半剛性基層料鋪筑半剛性基層;選用抗裂性能好的瀝青，改善級(jí)配，加選用抗裂性能好的瀝青，改善級(jí)配，加強(qiáng)瀝青路的抗裂設(shè)計(jì)強(qiáng)瀝青路的抗裂設(shè)計(jì);采取預(yù)開裂和預(yù)切縫技術(shù)措施采取預(yù)開裂和預(yù)切縫技術(shù)措施;設(shè)置應(yīng)設(shè)置應(yīng)力吸收層和封層，減輕路面應(yīng)力傳送。力吸收層和封層，減輕路面應(yīng)力傳送。在現(xiàn)場(chǎng)施工中主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)展防治。在現(xiàn)場(chǎng)施工中主要在以下

7、幾個(gè)方面進(jìn)展防治。1基層資料的選擇。經(jīng)過(guò)對(duì)不同路段的調(diào)查闡明，基層基層資料的選擇。經(jīng)過(guò)對(duì)不同路段的調(diào)查闡明，基層資料的種類對(duì)瀝青面層的裂痕有明顯的影響，即基層資料的資料的種類對(duì)瀝青面層的裂痕有明顯的影響，即基層資料的收縮性愈小，面層裂痕愈少。其中石灰土碎石基層裂痕率最收縮性愈小，面層裂痕愈少。其中石灰土碎石基層裂痕率最大，水泥碎石基層裂痕率次之，二灰碎石裂痕率最小。大，水泥碎石基層裂痕率次之，二灰碎石裂痕率最小。2無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定資料的含水量?？菰锸湛s是無(wú)機(jī)結(jié)合無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定資料的含水量。枯燥收縮是無(wú)機(jī)結(jié)合料的特性之一，當(dāng)水量過(guò)大時(shí)，會(huì)加大資料的干縮應(yīng)變，使料的特性之一，當(dāng)水量過(guò)大時(shí)，會(huì)加大資料

8、的干縮應(yīng)變，使基層產(chǎn)生干縮裂痕?；鶎赢a(chǎn)生干縮裂痕。3在碎、礫石級(jí)配集料粒組成方面，規(guī)范中對(duì)粉料的含量控制得也不夠嚴(yán)厲，如0.5mm篩孔的經(jīng)過(guò)量要求為6%25%;0.074mm篩孔經(jīng)過(guò)量為0%10%。特別是級(jí)配碎石本身含有石粉，將0.5mm、0.074mm的顆粒經(jīng)過(guò)量限制在規(guī)范的中下限或接近下限的范圍。4半剛性基層的養(yǎng)護(hù)與暴曬時(shí)間。半剛性基層的干縮應(yīng)力的大小與混合料水分散失的速度成正比，特別是剛剛鋪筑的半剛性基層，水分散失的速度非?？?，混合料產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大，此時(shí)基層的抗拉強(qiáng)度還沒(méi)有完全構(gòu)成，假設(shè)不能保證半剛性資料的含水量，即不能及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，半剛性基層就會(huì)產(chǎn)生干縮裂痕。并且養(yǎng)護(hù)終了后，要及時(shí)鋪

9、筑面層，假設(shè)讓其暴曬，基層遲早會(huì)產(chǎn)生干縮裂痕，這種裂痕將會(huì)反映到瀝青面層，構(gòu)成延伸裂痕。5土工合成資料。鋪設(shè)土工織物之后，可以約束和減少瀝青面層部分集中出現(xiàn)的收縮應(yīng)變，從而延緩裂痕的延伸，使基層的開裂受阻于土工織物，并在基層外表產(chǎn)生程度分布，使收縮運(yùn)動(dòng)只能傳播部分的應(yīng)力到瀝青面層上來(lái)，在基層裂痕附近構(gòu)成一個(gè)局部分離層。由于這種浸透瀝青的土工布本身有柔性特點(diǎn)，其彈性模量?jī)H為瀝青混凝土的1/8，所以它在面層和基導(dǎo)之間可以起著一個(gè)緩解裂痕傳送和分布的作用。土工合成資料普通宜選用玻纖格柵、土工織物等。目前部分高速公路及市政道路開場(chǎng)采用全斷面鋪筑玻纖格柵，以到達(dá)預(yù)防裂痕的目的。三、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石配合

10、比設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 眾所周知，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石構(gòu)造目前尚無(wú)相應(yīng)的技眾所周知，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石構(gòu)造目前尚無(wú)相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范及規(guī)范，但從上述原理分析上看，水泥與粉煤灰和石術(shù)規(guī)范及規(guī)范，但從上述原理分析上看，水泥與粉煤灰和石灰與粉煤灰的反響機(jī)理很類似，都實(shí)踐上是氫氧化鈣與粉煤灰與粉煤灰的反響機(jī)理很類似，都實(shí)踐上是氫氧化鈣與粉煤灰玻璃體的反響，只不過(guò)水泥可以構(gòu)成較高的早期強(qiáng)度?；也Ａw的反響，只不過(guò)水泥可以構(gòu)成較高的早期強(qiáng)度。1、原資料質(zhì)量要求、原資料質(zhì)量要求1.1水泥：采用水泥穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于水泥的質(zhì)量水泥：采用水泥穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于水泥的質(zhì)量要求要求1.2粉煤灰：采用石灰粉煤灰穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于粉粉煤灰：采用石灰粉煤灰穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于粉煤灰的質(zhì)量要求。煤灰的質(zhì)量要求。1.3碎石：采用石灰粉煤灰穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于碎石碎石：采用石灰粉煤灰穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于碎石的質(zhì)量要求。的質(zhì)量要求。2、其他質(zhì)量要求2.1根據(jù)的規(guī)定底基層7天無(wú)側(cè)限抗壓值2.5Mpa，基層7天無(wú)側(cè)限抗壓值應(yīng)3.5Mpa。2.2水泥粉