半刚性基层沥青路面裂缝分析

半刚性路面裂缝是近年来高级公路常出现的问题，分析裂缝产生的原因，主要是由于面层材料质量及基层收缩产生的反射裂缝，就此提出了减少裂缝的有效措施．     

道路抗裂缝剂在半刚性基层中的应用研究

为减小半刚性基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,本课题组通过化工废料火山灰反应产物开发低成本的微膨胀道路基层抗裂缝剂,将其添加于道路基层混合料中.通过对半刚性基层材料掺加抗裂缝剂的试验研究,分析了抗裂缝剂对半刚性基层材料的水泥净浆凝结时间、基本力学性能和材料收缩性能的影响;并借助SEM测试手段,从微观上对水泥体系中钙矾石的生成进行了分析.结果表明,半刚性基层抗裂缝剂具有很好的微膨胀性和增密性,使道路基层结构因温度和湿度的变化引起材料收缩的空间大大减少,源头上解决路面裂缝难题,延长道路使用寿命.     

半刚性基层沥青路面施工期开裂分析及预测

半刚性基层沥青路面在我国高等级公路的应用较为广泛．笔者就半刚性基层沥青路面施工期开裂分析及预测进行了一些探讨，针对半刚性基层路面的开裂进行了理论分析，结合试验成果和理论公式的计算得到半刚性基层路面开裂的定性结论．     

基于室内结构试验的半刚性基层开裂数值仿真

为获得半刚性基层沥青路面结构的力学参数并分析其变化规律,设计并修建了大尺度半刚性基层沥青路面结构室内试槽,采用逐级加载方法进行结构内部应力、应变和模量的分层检测与试验.在试验数据的基础上,建立道路三维有限元模型,验证模型正确后进行了承载板数值仿真试验,分析了超载引起的半刚性基层开裂位置、起裂荷载、裂缝状态、应力强度因子和裂缝类型等问题.结果表明:当交通荷载超过起裂荷载时基层裂缝开始出现,沿路面横向基层层底靠近承载板中轴线位置的单元首先开裂,裂缝在行车荷载作用下进一步向上扩展而形成基层横向裂缝;半刚性基层荷载型开裂主要以I型张开型裂缝为主,应力强度因子大小取决于施加的荷载大小、裂缝长度和模型几何尺寸,应重点从合理设计基层厚度、改进基层材料性能和严格控制超载几个方面减少半刚性基层裂缝的产生.     

路面半刚性基层横向裂缝的研究

通过对几条公路路面横向裂缝进行的调查分析，研究了路面半刚性基层的横向裂缝产生的原因和机理，提出了减少基层横向裂缝的方法和避免基层横向裂缝反射至油面的方法。     

基于控制裂缝和车辙的半刚性基层沥青路面力学行为分析

针对目前重载车辆、高性能材料和大厚度结构层的采用,结合半刚性基层沥青路面在使用过程中出现的裂缝和车辙,通过分析不同荷载情况下半刚性基层和沥青面层在改变厚度和模量时的路面结构力学行为,研究路表弯沉、层底拉应力、拉应变和剪应力、剪应变的变化,提出了可以减少路面裂缝和车辙的半刚性基层和沥青面层的厚度和模量范围,改善了路面结构层受力,增强半刚性基层在高等级路面结构中的适应性。分析结果表明:控制裂缝为目的时,沥青面层厚度宜选用17~24cm,半刚性基层厚度宜选用35~50cm;沥青面层模量不宜大于2 500MPa,半刚性基层模量宜在1 400~2 500MPa;控制车辙为目的时,沥青面层厚度宜选择16~25cm,模量宜为1 800~3 000MPa,半刚性基层模量宜为1 600~3 000MPa。     

柔性基层改善沥青路面半刚性底基层温度状况分析

半刚性沥青路面反射裂缝产生的原因之一是半刚性基层温度变化引起的,半刚性基层和沥青面层之间加入柔性基层可有效地防止沥青路面出现反射裂缝,根据传热学原理,采用有限单元法对吉林通化试验路3种路面结构半刚性基层顶部温度状况进行了对比,分析结果表明无论夏季或冬季,柔性基层都能有效地改善沥青路面半刚性基层的温度状况,从而减少或消除沥青路面出现反射裂缝．     

半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治

半刚性基层沥青路面普遍存在反射裂缝．首先根据西尔斯和不里恩公式计算了半刚性基层中的温缩应力和干缩应力,指出它们是导致基层首先开裂的主要原因,在此基础上运用断裂力学观点阐述了沥青路面反射裂缝的两种开裂模式：剪切型,拉裂型．分别分析了行车荷载与温度荷载造成的不同破坏模式．最后针对影响裂缝形成和扩展的因素提出了3种防治措施,即增加面层厚度,改善基层的温干缩性质,设置应力吸收层．     

沥青路面表面裂缝扩展分析

沥青路面早期裂缝的出现,降低了道路的使用年限.为了研究使用状态下沥青路面表面裂缝的扩展行为,基于断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,分析了移动荷载下裂缝应力强度因子K11的变化规律,研究了不同裂缝开裂深度和不同的层间摩擦接触状况下的路面响应,并探讨了面层厚度、面层和基层模量等路面结构参数对裂缝扩展的影响.为半刚性基层沥青路面的合理化设计和沥青路面的维修养护提供一定的理论参考.     

沥青路面耐久性的影响因素分析及其改进措施

影响沥青混凝土路面耐久性的主要因素是车辙、裂缝和半刚性基层的质量．道路交通量大、气温高、路面结构及材料组成配比不当等导致车辙的形成；裂缝因成因不同而分为疲劳裂缝、温度裂缝和反射裂缝，分别探讨了其影响因素；半刚性材料的强度和抗冲刷能力以及施工质量均会影响半刚性基层的质量．应从合理设计路面结构层次及混和料配合比，采取正确的施工方法和养护方法，选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料，提高基层质量等来提高沥青路面的耐久性。     

具有柔性基层的半刚性沥青路面的理论计算

针对我国高等级公路半刚性沥青路面采用柔性基层 (级配碎石 )防止反射裂缝的作法 ,考虑柔性基层非线性(弹塑性 )特性的基础上 ,采用弹塑性有限元法分析了吉林通化试验路三种路面结构面层底面及半刚性基层底面弯拉应力的变化规律 ,在此基础上对通化试验路具有碎石基层的半刚性沥青路面结构设计提出了一些合理的建议 ,并对通化试验路两种具有碎石基层半刚性沥青路面结构的沥青面层的抗疲劳寿命进行了预估     

水泥粉煤灰路面基层材料工程实验研究

水泥稳定基层材料的收缩系数大,加之内蒙古地区气候干燥,温差大,当地水泥稳定基层的开裂严重.为了解决此问题,在赤通高速进行了水泥粉煤灰路面基层工程实验研究.结果表明：水泥粉煤灰路面基层材料强度高,达到和水泥稳定基层相同的强度可节省水泥用量15%,水泥粉煤灰稳定基层外观致密不离析,基层整体性抗裂性好,相对于水泥稳定碎石具有明显的技术经济指标.     

水泥剂量对半刚性基层沥青路面反射裂缝的影响

目的为了减少半刚性基层沥青路面的反射裂缝，研究半刚性基层混合料的温缩与干缩性能．方法根据室内温缩与干缩试验及试验路段验证，对比分析了采用不同水泥剂量的水泥稳定砂砾混合料的工作性能．结果得到了不同水泥剂量下的温缩与干缩曲线。在试验路段调查数据的基础上，确定了混合料的温缩与干缩的变化规律。提出了水泥剂量对半刚性沥青路面反射裂缝的出现有明显的影响．当水泥剂量为3％时可以有效的减少路面反射裂缝的产生并且能够保证路面的强度．结论水泥剂量对水泥稳定砂砾混合料的温缩与干缩影响明显，随着水泥剂量的增加，混合料的温缩与干缩显著，并且以干缩为主．     

半刚性基层沥青路面施工期开裂分析

从半刚性基层材料——水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土入手，对半刚性基层材料的湿胀干缩性和热胀冷缩性进行了分析，对施工期沥青面层的温缩裂缝、反射裂缝和对应裂缝进行分析，得出沥青路面施工期出现开裂的主要原因．     

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.     

骨架密实型水泥稳定碎石基层抗裂性分析和应用

骨架密实级配水泥稳定碎石与常规级配相比,具有较高的密度,较小的含水量,嵌挤形成的强度大,并具有较好抗裂性能和力学性能,能预防沥青面层的缩裂,提高了路面的承载力和耐久性。因此骨架密实型水泥稳定碎石具有较好的发展前景。