半刚性材料优缺点及改进措施

半刚性材料优缺点及改进措施（精选5篇）

半刚性材料优缺点及改进措施 第1篇

浅议半刚性路面的优缺点

道桥1201班 U201215553 唐建一

摘 要

半刚性基层具有承载能力强，耐久性好，稳定性高等优点，同时也存在排水能力差，容易使路面产生剥落，松散，坑槽，泛油，车辙等病害。

概述

半刚性基层是用水泥,石灰等无机结合料处治的土或碎砾石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层,在前期具有柔性路面的力学性质,后期的强度和刚度均有较大幅度的增长,但是最终的强度和刚度仍远小于水泥混凝,由于这种材料的刚性处于柔件路面与刚性路面之间,因此把这种基层和铺筑在它上面的沥青面层统称为半刚性路面，这种基层称为半刚性基层.半刚性基层类型

半刚性基层按材料可划分为三种类型即水泥稳定类基层,石灰稳定类基层及综合稳定类基层

水泥稳定类基层

水泥稳定类基层主要指在粉碎的土中加入一定数量的水泥和水并按照一定的施工工艺施工形成的具有一定抗压强度的结构层

石灰稳定类基层

石灰稳定类基层主要指在粉碎的土中加入一定数量的石灰和水并按照一定的施工工艺施工形成的具有一定抗压强度的结构层

综合稳定类基层

综合稳定类基层主要指采用水泥石灰工业废渣等无机结合料中的两种或更多种结合料与土,水按照一定比例规范施工并具有一定抗压强度的结构 半刚性基层路面的特点 优点

(1)具有较高的强度和承载能力,后期强度高且具有随龄期不断增长的特性

(2)刚度大, 半刚性基层抗压回弹模量值可高达1800MPa致使沥青面层弯拉应力相应减小,从而提高沥青面层抵抗行车疲劳破坏的能力.(3)稳定性好, 半刚性基层材料具有较高的水稳性和冰冻稳定性,因此在水以及多次冻融下不影响半刚性材料基层的承载能力.缺点

近年来,随着我国高等级公路的迅猛发展,半刚性基层的强度刚度愈来愈大,但路面损坏的速度也愈来愈快,其主要表现如下：

抗缩裂性能差

半刚性基层是以水泥,石灰,粉煤灰等为结合料将松散砂石胶结为整体,铺筑而成的基层,虽然板体性强,具有很高的承载能力,但其性脆,抗缩裂性能差

排水性能差

在半刚性基层材料中,胶结材料通常都是细粉状的,碾压成型后具有很好的整体性, 其内部非常致密, 无法形成嵌挤型结构,因此,基本上不透水或渗水性很差, 当外界环境水通过各种途径进入路面并达到基层后,水不能从半刚性基层中迅速排走,而只能沿着沥青层和基层的界面扩散积聚, 这种界面水分的存在不仅改变了,界面连续的边界条件,使路面的受力状态极为不利,而且水对半刚性基层的长期浸泡,会很快破坏半刚性基层的整体结构,使基层底

基层及路基的稳定性也随之恶化,在干湿交替水分冻融循环及重复荷载的作用下,半刚性基层材料的强度模量和整体承载能力将会显著下降.自愈能力差

半刚性材料是一种脆硬性的材料,特别是在重载交通条件下,半刚性路面对重轴载的作用非常敏感, 若将重载车换算成标准轴载车,对于柔性基层通常是按 4次方换算, 而对半刚性基层则是 8-12次方的关系,轴载愈重,对半刚性基层的危害也愈大,而且一旦破坏后,其自身没有愈合能力,也无法通过沥青表面维修得到补救,只能挖掉重新修建,因此,路面的维修养护成本很大.改进措施

（1）力学分析表明,为使路面结构具有良好的力学性能,合理的半刚性材料厚度显得尤为重要。在半刚性基层上方铺筑沥青碎石层或级配碎石层可很大程度上改善路面的力学性能,考虑施工厚度要求,半刚性底基层厚度为ZOCm较为适宜。重载敏感性分析表明,沥一青稳定碎石基层沥青路面的重载适应性较强,适合于现阶段我国高等级公路上重载较多的情况。

（2）由于裂缝的存在,原有结构的力学性能发生改变,并且导致结构层内的应力重新分布。路面开裂且模量未衰减时,为避免进一步的破坏,当荷载不超过15OKN时,基层厚度宜在3Ocm以上;当荷载为150一ZOOKN时,基层厚度宜在35cm以上。路面开裂并导致模量衰减时,即使基层开裂严重,较厚的基层仍可以使路面结构保持良好的承载能力,减小基层裂缝向上反射的可能性。

（3）对于多雨环境下的半刚性基层沥青路面,设置水泥稳定碎石排水基层有利于使沥青下面层和排水基层成为连续体系,延缓沥青路面出现水损坏,延长沥青路面的使用寿命。

结束语

半刚性面层材料作为一种新型的复合材料, 国内外对它的研究应用尚处于起步阶段,研究成果也相对较少,但从目前的研究成果可以看出它具有满足理想半刚性面层技术要求的可能性 和成为理想半刚性面层的前景,与半刚性基层较为匹配,符合刚性路面柔性化,柔性路面刚性化的发展趋势,可以从整体上形成真正意义的半刚性路面,是新型路面结构的发展方向, 因此,半刚性面层材料研究工作的开展对开发使用性能介于传统的柔性面层和刚性面层之间的半刚性面层,为最终实现由半刚性基层与半刚性面层组合成的真正意义上的半刚性路面具有重大的理论意义和实用价值.参考文献

川中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTGDSO一2006).北京:人民交通出版 社.2006.12 [2]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.「3〕高英,曹荣吉.超重交通荷载下沥青路面的应力分析「J〕.公路交通科技,2001,(6):36一40.〔4」黄学文.半刚性基层沥青路面病害的原因与防治[J」.合肥工业大学学报(自然科学 版),2000,(5):729一734.

半刚性材料优缺点及改进措施 第2篇

半刚性基层沥青路面主要病害及防治措施

根据工程实践分析了半刚性基层沥青路面几种主要的病害形式及主要的防治措施,重点探讨了如何对其病害进行防治,以延长半刚性基层沥青路面的寿命,推广半刚性基层沥青路面的应用.

作 者：王静杰 WANG Jing-jie 作者单位：贵州省通力达公路工程监理咨询有限公司,贵州,贵阳,550003刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：36(12)分类号：U416.223关键词：半刚性 沥青路面 裂缝 防治措施

半刚性材料优缺点及改进措施 第3篇

沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的。影响裂缝的主要原因有:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和车载类型以及施工因素等。作为半刚性基层沥青路面其面层开裂的原因大致可分为三种:

1 疲劳裂缝

如车辙一样, 沥青路面的疲劳开裂同样是由于重复荷载的作用在行车道出现的一种破坏。疲劳开裂的早期现象是路面在纵横向出现间断的裂缝, 之后, 路面出现更多的变形。这种疲劳开裂有时被称为“龟裂”, 因为路面的破坏形状类似于龟的背部形状。对一些极端的情况, 疲劳开裂的最终结果是路面出现坑槽。

沥青混合料如果具有较高刚度, 路面结构在荷载作用下的变形较小, 则路面的疲劳开裂较小。柔的材料, 高的变形, 高的应力水平, 则路面的疲劳寿命较低。因此, 路面的疲劳开裂的机理很容易被了解, 但产生的原因却不十分容易被说明。它不能简单地说是材料的问题, 疲劳开裂一般由多种原因引起, 很明显, 必须有重复的疲劳荷载作用。一些其他的原固如差的路基排水将导致路面强度减弱、弯沉增大, 路面出现疲劳开裂。差的设计、差的施工质量同样可导致路面出现疲劳开裂。因此, 弱的路面结构、高的路面弯沉和重复荷载将很容易产生路面疲劳开裂。在许多情况下, 重复荷载作用下的路面结构出现疲劳开裂没有很多初期迹象, 因此, 必须加强路面的评价与养护。当路面在短于设计年限的时间内出现开裂, 可能是路面受到重的荷载。

一般克服路面过早出现疲劳开裂有以下途径:1) 充分考虑路面设计年限内的重载交通;2) 利用隔水措施, 保证路面土基干燥;3) 用厚的路面;4) 利用的路面材料在水的作用下不致出现多的减弱;5) 路面材料有一定的刚度。

2 低温开裂

路面的低温开裂主要与恶劣的环境因素有关, 其主要特征是路面每隔一定距离出现横向开裂。沥青路面的低温开裂主要有二种形式:一种是由于气温骤降造成面层温度收缩, 在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成。在一般情况下, 由于沥青混合料具有良好的应力松驰性能, 温度升降产生的变形不致于产生过高的温度应力, 但当气温骤降时, 由于沥青混台料的应力松驰赶不上温度应力的增长, 超过其极限拉伸应变, 便产生开裂。此类裂缝多从路表面产生向下发展。另一种是经过长时间的温度循环, 使沥青混凝土的极限拉伸应变变小, 应力松驰性能下降, 将在温度应力小于抗拉强度时产生开裂。一般认为低温开裂与路面材料有关, 硬的材料比柔的材料更容易出现低温开裂, 沥青在环境因素的作用下出现氧化就更容易出现低温开裂。为了减少低温开裂, 必须选用软的沥青, 减少沥青混合料的空隙率。

3 反射裂缝

这种裂缝是由于半刚性基层的干燥收缩或温度收缩开裂, 在裂缝部位应力集中使得沥青面层产生反射裂缝。在半刚性沥青路面上现场钻芯取样观察表明, 裂缝中相当数量为半刚性基层先裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝, 这一比例常常超过50%。因此, 反射裂缝成为半刚性沥青路面的主要病害。根据第十八届世界道路会议介绍, 国外在减轻半刚性基层沥青路面反射裂缝方面的措施, 概括起来大致如下:

1) 半刚性基层预切缝:德国1986年设计规范规定, 当沥青罩面的厚度小于或等于14cm时。不管基层厚度多大, 只要基层抗压强度超过12Mpa, 基层必须预先切纵缝和横缝。2) 预制微裂纹;在基层中制造微裂纹的目的是降低其收缩性, 同时水硬性结合料稳定基层内的均匀细裂缝有好的传荷能力, 对该层的永久最载力有利。3) 中间层:俄罗斯在14~10cm厚的沥青混凝土下设置乳化沥青处理集料防裂中间层或集料中间层。4) 设置应力消解层:如英国采用高抗拉强度的聚台物网作为半刚性基层与沥青层的中间层以延缓裂缝向上传播。有些国家使用土工织物或橡胶沥青中间层以减少路面裂缝。5) 提高沥青路面厚度, 选择模量低的沥青混凝土和提高沥青混凝土抗剪疲劳强度等措施以减少半刚性路面裂缝。6) 提高基层材料强度。

4 总结

我国在半刚性沥青路面裂缝方面也做了不少工作。八五交通部重点科研项目:半刚性基层沥青路面的研究中, 就对1) 半刚性基层材料开裂机理, 温缩、干缩规律;抗裂性能的评价方法;材料的最佳组成设计和改善措施。2) 沥青面层低温缩裂机理, 开裂温度的预估方法, 沥青材料抗裂性能的评价方法和集料的合理组成。3) 反射裂缝产生条件与三维光弹模型试验, 防裂措施的途径等方面进行了研究。就目前来看我国在防治反射裂缝方面主要有三大部分:

一是改善沥青混凝土面层性能, 如增加沥青层厚度、加筋罩面层、使用改性沥青等;二是设置应力/应变吸收薄膜夹层, 如采用SA~MI、土工织物、土工布、土工网格、粘接间断层等;三是针对基层材料本身, 选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系统小和抗拉强度高的半刚性材料。

公开课优缺点及改进措施,文档 第4篇

1、教学环节有新意。

2、引入运用大量古诗词，激发学生兴趣。

3、问题设计合理。

4、设计内容比较广泛。

不足：

1、教师上课放的不够开。

2、教学环节过渡不够自然。

3、朗读过程中，对每次朗读应提出不同的要求。

4、教师语言不够精炼。

5、对与多媒体课件环节的相接不够熟练。改进措施

1，多听优秀教师的的课。

2、注重基本功的训练。

3、上课前要吃透教材。

4、多看优秀视频，学习先进经验。

半刚性材料优缺点及改进措施 第5篇

关键词：半刚性基层,裂缝,形成机理,防治措施

为了适应重交通发展的需要,我国高等级公路建设中越来越多地采用半刚性材料基层,目前我国90%以上高等级公路沥青路面的基层均采用了半刚性材料。然而,随着半刚性沥青路面的大量使用,逐步发现半刚性沥青路面也存在着一些严重问题,这是由于这种半刚性基层的材料、结构特性较易造成基层开裂进而使沥青面层产生裂缝,从而进一步导致或加速路面的破坏。调查表明,无论是南方还是北方,路面通车后一年,最迟第二年均出现大量裂缝。不论是北方冰冻区还是南方非冰冻区,半刚性沥青路面裂缝严重的事实是一样的。

1 半刚性基层裂缝形成机理

1.1 温度收缩机理

由于半刚性基层材料存在着温度收缩的特性,基层铺筑后,冬季随着温度的降低,基层材料便产生收缩,即使是铺了沥青面层后,如果面层较薄也会产生温度收缩。由于基层在路面结构中受到约束,当气温大幅度下降时,基层材料中拉应力或拉应变会急剧增大,一旦超过基层材料的抗拉强度或极限抗拉应变就会引起基层的开裂。半刚性基层一般是在高温季节中铺筑而成,成型初期未被沥青面层封闭,由于环境温度存在着昼夜温差,在基层中产生较大温度应力,这种温度应力日复一日地反复作用在基层中,也会使基层产生裂缝。当沥青面层较厚时,对半刚性基层有很好的隔温保护作用,能够明显降低半刚性基层顶面所受负温的绝对值,也可明显减少半刚性基层顶面的温度变化,从而可减少半刚性基层产生温缩裂缝。

1.2 干燥收缩机理

当半刚性基层铺筑后,由于基层材料具有干燥收缩性,随着基层混合料中水分的减少而产生干缩和干缩应力。水分减少得越多、越快,产生的干缩应力就越大,水分减少得慢,干缩应力逐渐增长,干缩应变产生得就会缓慢。如果无合适的养生,在前几天内就会产生很大的干缩应力,而此时基层混合料的抗拉强度还不大,因此很容易产生干缩裂缝。半刚性基层养生结束后,如不及时铺筑沥青封层和面层,让其曝晒,则随着曝晒时间增长,也会产生干缩裂缝。开始时,干缩裂缝往往很细,随着水分继续减少,裂缝会增宽至3 mm以上。半刚性基层的干缩裂缝主要是横向的,但也有纵向的及不规则的块状。在干燥季节,特别是在干旱地区,可能在铺筑沥青面层后半刚性基层中的水分还会进一步减少,因而,还会陆续产生干缩裂缝,直到基层的含水量达到平衡含水量。

2 半刚性基层裂缝的防治措施

2.1 针对半刚性基层材料采取的措施

为减少半刚性基层的开裂,应尽量提高基层材料的抗拉强度,降低材料的弹性模量、温缩系数和干缩系数,减小基层内部的最大收缩应力。对二灰稳定类基层宜优先选用的类型依次为:二灰稳定碎石→二灰稳定砂砾石→二灰稳定砂→二灰稳定石末→二灰稳定煤矸石(因煤矸石易风化);对水泥稳定类基层宜优先选用的类型依次为:水泥稳定碎石→水泥稳定砂砾石→水泥稳定砂→水泥石灰综合稳定类。必要时可加入早强剂,以提高半刚性基层早期强度,使其抗弯拉强度增大而弯拉模量变化不大,温湿效应减弱,耐用性提高,抗裂性增强。可采用补偿收缩措施,如掺加膨胀剂,也可采用限制收缩措施,如掺加合成纤维、土工织物等来增强基层材料的抗裂性能。

水泥剂量的多少与水泥稳定材料的强度、弹性模量、温缩系数和干缩系数大小有直接关系。随着水泥用量增加,其强度和弹性模量增加,但是收缩系数也随之增加,因而,在满足要求的情况下,宜采用最小的水泥用量以降低弹性模量和收缩系数。尽量使用骨架密实结构矿料级配,骨架密实型半刚性材料比规范推荐级配中值的悬浮结构半刚性材料在干缩系数方面可降低31%,在温缩系数方面可以降低18%左右。由于细骨料特别是粒径为0.075 mm左右的细骨料有较大的干缩系数,比表面积大,遇水膨胀,失水后干缩变形大,因而,半刚性基层材料中细料含量越多,其内部孔隙也就越多,从而在水作用下其收缩也就越大,所以要严格控制粒料中细料的含量和塑性指数,做到连续级配,避免间断级配,必要时采取掺配等手段优化级配。

2.2 针对施工过程采取的措施

实践表明,相当数量的基层裂缝是由施工质量引起的,因而一定要确保半刚性基层的施工质量,尽量减小基层内部温度变化量和含水量损失量。基层混合料要尽量采用厂拌法施工,保证混合料拌和均匀,并严格控制基层碾压含水量,含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许范围内,含水量不宜过小,否则会影响水泥的水化,影响基层的强度形成,但含水量也不宜超过最佳含水量的1%,因水分过多会引起干缩裂缝。在基层碾压完成后要及时进行养生,使混合料的含水量不受损失,决不能让基层暴晒变干裂。养生结束后,应立即喷撒稀释的高粘度沥青,做成透层或封层,在其上撒布3 mm～8 mm的石屑。透层具有一定的保温保湿作用,但如果时间稍长,半刚性基层混合料中的水分也会损失,并产生干缩裂缝,在温差大时也可能产生温缩裂缝,因此做完透层或封层后要尽快铺筑沥青面层。

2.3 设置预切缝的措施

在基层设置预切缝也可减少基层裂缝的产生。在铺筑沥青面层前,通过对基层采用预切缝处理的措施来减小基层的“相对长度”,以此来减小基层内部累积的温缩、干缩应力效应,并可削弱基层的约束条件。但应注意预切缝的间距、深度等尺寸参数,应通过试验和实际情况确定。预切缝间距越小,接缝越多,不仅增加施工的复杂性,而且影响路面的整体强度。但是,预切缝过长也会带来一些问题,如温度翘曲应力增大,干缩、温缩引起基层的伸缩量大,增加基层开裂的可能性等。由于在荷载和环境因素作用下的基层预切缝缝隙处的沥青面层易产生应力集中,因此还要对预切缝处预先处理(如用乳化沥青填缝、在切缝处铺设一定宽度的防水油毡或土工织物等),这样可使预切缝“停留”在基层而不会反射到面层,即使产生反射裂缝,也比基层自由开裂而产生的反射裂缝规则。此外,也可以在基层施工过程中人为地制造微细裂纹,以此降低基层收缩性,同时,使水硬性结合料稳定基层内的均匀细裂缝有好的传荷能力。

3 结语

半刚性基层开裂主要是由半刚性材料的温度收缩和干燥收缩引起的,因而,采取措施减小这两种收缩并提高基层材料的抗拉强度是防治半刚性基层裂缝的关键。在实际工程中,施工过程是基层裂缝产生的一个决定性环节,在此过程中一定要加强施工质量控制,加强基层养护,尽量减少含水量的过快损失。

参考文献

[1]杨红辉.掺膨胀剂及纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究(硕士学位论文)[D].西安:长安大学,2003.

[2]罗炼,曾波,齐文吉吉.高等级公路半刚性基层几个问题的讨论[J].中外公路,2003,23(5):49-52.

[3]汤勇.半刚性基层预切缝防止反射裂缝的试验研究(硕士学位论文)[D].沈阳:东北大学,2003.

[4]徐江萍,张磊.水泥粉煤灰稳定碎石基层沥青路面防裂措施研究[J].中外公路,2005,25(3):43-46.

[5]王建伟.路面半刚性基层横向裂缝的研究[J].平顶山工学院学报,2003,12(1):70-72.