半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工綜合抗裂技術研究.pdf

1、水泥穩(wěn)定碎石瀝青路面具有優(yōu)良的路用性能，是我國當前高等級公路的主要路面結構。然而，其反射裂縫及剪切滑移病害問題，是目前國內外一直沒有很好解決的重大技術難題。通過對瀝青路面開裂滑移及半剛性基層收縮的深入分析，從瀝青路面裂縫及剪切滑移的根源出發(fā)，提出向基層中添加具有緩凝微膨脹性質的低成本抗裂縫劑，實施瀝青路面基、面層連續(xù)施工，取消傳統(tǒng)基層3-7天的養(yǎng)生期，基層鋪筑碾壓完成后混合料尚未初凝前，即攤鋪面層并完成碾壓。通過實施連續(xù)抗裂型施工方法，

2、一方面，從根本上減少了基層反射裂縫的產生；另一方面，增加基、面層間的粘結強度，達到克服道路裂縫和剪切滑移產生的目的。該研究可以從施工技術上解決瀝青路面裂縫及剪切滑移病害的難題，同時縮短施工工期，提高工程質量，延長路面壽命，經濟、社會效益顯著。然而，關于該項技術，國內外展開的研究非常少，對于連續(xù)施工所需緩凝膨脹型抗裂縫劑的開發(fā)、連續(xù)施工基面層粘結強度及層間接觸機理、壓實及施工質量控制等方面還未有系統(tǒng)研究，限制了連續(xù)施工的在工程實際中的推廣

3、應用。
　　本研究主要內容包括：⑴開發(fā)出適用于半剛性基層瀝青路面抗裂縫連續(xù)施工技術的基層抗裂縫劑，使其能夠與連續(xù)施工工藝配合使用，并改善水泥穩(wěn)定碎石基層的收縮性能和抗裂性能。通過室內試驗確定適合的抗裂縫摻量，并結合掃描電子顯微鏡SEM和XRD分析，對抗裂縫劑的緩凝及微膨脹作用機理進行微觀分析。⑵在進行大量試驗的基礎上，對摻抗裂縫劑水泥穩(wěn)定碎石基層材料的力學性能和收縮性能進行了研究。分析了抗裂縫劑摻量、延遲成型時間、齡期等因素對水泥

4、穩(wěn)定碎石各項性能指標的影響。結果表明，通過向基層中添加適量的抗裂縫劑，水泥穩(wěn)定碎石力學強度得到提高，并改善水泥穩(wěn)定碎石的收縮性能。⑶采用自行研發(fā)設計的道路基面層剪切拉拔試驗儀，通過剪切拉拔試驗，對比分析了傳統(tǒng)施工方法與連續(xù)施工方法下基、面層的層間粘結性能，連續(xù)施工對于提高基面層的層間粘結性能十分有利。對連續(xù)施工不同基層初始壓實度、施工延遲時間等因素下，半剛性基層與瀝青面層的層間粘結性能和層間嵌入深度的研究則表明，連續(xù)施工狀況下，存在一個

5、適宜的基層初始壓實度使得基面層間的粘結強度達到最大；在抗裂縫劑所能達到的緩凝硬化時間內，延遲成型的強度損失較小，超過該時間，則會對層間粘結強度造成一定的損失；連續(xù)施工可使道路基面層間的相互嵌擠深度達到8~10mm，基面層間能夠較好的相互嵌擠咬合，形成連續(xù)的整體。⑷利用分形理論和層間接觸理論，提出一種適用于連續(xù)施工基面層接觸分析的雙粗糙表面接觸模型，計算連續(xù)施工的基面層間臨界接觸面積和實際接觸面積，結果表明，單位面積下連續(xù)施工成型的基面層

6、間實際接觸曲面面積遠大于傳統(tǒng)施工成型的基面層間接觸平面面積，連續(xù)施工的基面層間接觸面抗塑性變形能力增強；最后，通過層間剪切和拉拔強度試驗，進行了集料級配分維數與層間粘結強度的相關性分析。⑸運用非線性有限元軟件ABAQUS，建立連續(xù)施工層間接觸模型，對比計算了路面結構分別采用接觸模型和連續(xù)模型在車輛荷載作用下的力學響應，分析了各響應指標隨層間接觸狀態(tài)變化的特性。結果表明，抗裂縫劑與連續(xù)施工技術的應用，使基層具有更加致密的內部結構，基層與面