半刚性基层材料抗变形能力的分析与比较

半刚性基层材料的优缺点及改进措施道桥1201 袁勤祥U201215552摘要：现在，我国的公路建设中，半刚性材料以其较高的强度，较低的造价和广泛的原材料来源，被大量地应用于各地的各等级公路之路面基层中。

可是由于各地区气候、地质、材质等的差异性，导致了对半刚性基层的选材要求也是不尽相同的。

而目前，我国现行的有关路面设计规范和半刚性材料的施工规范中，对基层或底基层材料选取的标准着重强调了混合料的七天无侧限抗压强度值，这当然有利于广大同行业者的工作统一，可是另一方面就没有突显出半刚性材料的其他路用性能在实际中的重要作用和影响。

选取基层材料时，只单一考虑一种指标是不大合理的，实际上应根据当地条件要求,综合考虑各项路用性能表现，再合理选材。

关键词：半刚性基层受力性能结构特点改进措施据调查，我国高速公路约75%的路面结构为半刚性基层沥青路面。

但是在实际使用过程中，半刚性基层沥青路面结构还是出现了不少问题，主要表现为路面开裂，且裂缝中相当数量为半刚性基层开裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝。

但是到目前为止，仍没有找到阻止半刚性基层沥青路面裂缝产生的有效方法。

本文将从路面结构受力特点角度讨论道路工程中应用半刚性材料的优缺点，并从结构与材料角度提出一些改善途径。

半刚性基层沥青路面结构的突出优点主要表现在以下几方面：（1）半刚性基层的刚度大，因此沥青面层层底的弯拉应力值通常小于0.17MPa，从而具有较强的抵抗行车疲劳破坏能力，甚至可认沥青面层不会产生行车疲劳破坏。

（2）具有较高的强度和承载能力。

资料显示，近年来国内多数高速公路路面结构在使用期内的代表弯沉均在20（0.1mm）以内。

后期强度高且具有随龄期不断增长的特性。

纵观我国高等级公路路面现状，仍主要以半刚性基层沥青路面结构为主。

目前我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用了半刚性材料。

与以往基层材料相比，虽然半刚性基层材料具有诸多优点和广阔的使用前景，但是在实际使用过程中还是出现了裂缝、冲刷等问题，其中半刚性基层沥青路面开裂现象普遍、裂缝问题十分严重。

半刚性基层材料的特点
半刚性基层材料是指在路面结构中作为基层的一种材料，它具有介于刚性和柔
性之间的特性，能够同时承受车辆荷载和抵抗变形。

在路面工程中，半刚性基层材料的应用越来越广泛，其独特的特点使其成为路面结构中不可或缺的一部分。

首先，半刚性基层材料具有较高的承载能力。

由于其介于刚性和柔性之间的特性，半刚性基层材料能够在承受车辆荷载的同时，保持一定的变形能力，从而减小了路面结构的应力集中，延长了路面的使用寿命。

其次，半刚性基层材料具有较好的变形性能。

在路面工程中，由于车辆的频繁
行驶和气候的变化，路面结构会受到各种变形力的作用，而半刚性基层材料能够通过其较好的变形性能，有效地缓解这些变形力的影响，保持路面的平整度和舒适性。

另外，半刚性基层材料具有较好的耐久性。

由于其材料本身的特性和施工工艺
的合理设计，半刚性基层材料能够在长期的使用中保持较好的性能，不易出现龟裂、剥离等问题，从而减小了路面维护的成本和工作量。

此外，半刚性基层材料具有较好的施工性能。

在路面工程中，施工的质量和效
率直接影响着路面结构的使用效果，而半刚性基层材料由于其较好的施工性能，能够有效地提高施工效率，保证施工质量，节约施工成本。

总的来说，半刚性基层材料具有承载能力高、变形性能好、耐久性强、施工性
能优等特点，使其在路面工程中具有重要的应用价值。

随着科技的不断进步和工程技术的不断完善，相信半刚性基层材料在未来会有更广阔的发展空间，为路面工程的建设和维护提供更好的技术支持。

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。

公路工程项目半刚性与半柔性基层材料差异性及适用性分析发布时间：2021-05-07T15:44:45.730Z 来源：《工程管理前沿》2021年3期作者：曾献文[导读] 半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界，尤其是早期破坏，曾献文广东承信公路工程检验有限公司 511400摘要：半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界，尤其是早期破坏，其防治一直是工程行业攻关的重点，由于半刚性基层沥青路面早期病害难以发现，一旦早期病害出现，其后续劣化进程较快，直接威胁到沥青路面的正常服役年限；本文通过对比半刚性和半柔性基层材料之间的特性，提出了选用半柔性基层和复合基层用于路面承重结构层的工程方案，希望能够解决当前半刚性基层沥青路面早期破坏的现实难题。

关键词：公路工程；半刚性基层；半柔性基层；复合式基层；结构适用性0引言经实践调研发现，国内在役公路项目有超过90%的路面采用了半刚性基层，半刚性基层与沥青面层一度成为公路结构层的“黄金组合”；虽然半刚性基层拥有承载力高、抗变形能力强、荷载稳定性佳等优势，但依旧存在自身的“硬伤”，其中，半刚性基层沥青路面早期病害就是典型的“硬伤”之一。

1半刚性基层和半柔性基层的材料特点（1）半刚性基层的用料取材广泛，只要满足荷载稳定性即可，常用的半刚性基层原材料有粉煤灰、水泥、矿渣、碎石等；（2）半柔性基层材料较全柔性基层材料而言，其对环境温度变化的反馈不明显，自身稳定性良好，基层的后期强度增长显著；较全刚性基层材料而言，在温度变化条件下的脆性特性不明显，不容易出现脆性开裂，早期强度更高；（3）半柔性基层不仅具备良好的塑性和应力松弛性能，同时兼具较高的抗变形刚度，且水泥掺加量明显低于半刚性基层，满足低碳绿色的选材宗旨。

半柔性基层目前已经在大量的公路施工项目中得到应用，通过工程实践检验，其工程适用性良好，满足推广应用的条件。

2材料性能差异2.1强度特性（1）半柔性基层混合料中的乳化沥青含量对其力学特性的影响较为明显，通过分析半柔性基层混合料在7天饱水条件下的无侧限抗压强度指标发现，试验试件饱水条件下的吸水能力较差，侧面证明了半柔性基层混合料的水稳特性；半柔性基层混合料在60℃条件下的动稳定度超过6000次/mm，充分说明半柔性基层混合料在抗车辙方面的优异性能。

半刚性基层材料的特点
半刚性基层材料是指在道路基层中添加一定量的沥青或水泥来增强基层的稳定
性和承载能力的材料。

它具有以下几个显著的特点。

首先，半刚性基层材料具有较好的承载能力。

通过在基层中添加沥青或水泥等
材料，可以有效提高基层的承载能力，使其能够承受车辆和行人的荷载，减少基层的变形和沉降，保证道路的平整度和舒适性。

其次，半刚性基层材料具有较好的抗水性能。

由于添加了沥青或水泥等胶凝材料，半刚性基层材料能够有效防止水分的渗透，减少基层的软化和破坏，延长道路的使用寿命，减少养护成本。

此外，半刚性基层材料还具有较好的抗裂性能。

添加沥青或水泥等材料可以有
效减少基层的裂缝和龟裂，提高基层的整体稳定性，减少维护和修复的频率，降低养护成本。

另外，半刚性基层材料还具有较好的施工性能。

相比于传统的水泥混凝土基层，半刚性基层材料的施工工艺更加简单，施工周期更短，能够大大缩短道路的封闭时间，减少交通影响，提高施工效率。

总的来说，半刚性基层材料具有承载能力强、抗水性好、抗裂性能高、施工性
能优等特点，是一种在道路工程中应用广泛的基层材料。

在实际工程中，需要根据道路的交通量、环境条件和使用要求等因素，合理选择半刚性基层材料的配合比例和施工工艺，以保证道路的安全、舒适和持久使用。

道路半刚性基层强度形成机理与特点分析本文对道路半刚性基层材料的强度形成机理及半刚性基层具有性能进行研究，分析了影响半刚性基层主要性能特点，达到控制最佳施工质量目的。

标签：半刚性基层；强度机理；影响因素路面结构中，路面基层是直接位于面层下的结构，起承重、扩散荷载应力等作用。

因此，要求基层具有一定的整体性、强度、刚度和水稳定性。

随着高等级公路的发展，半刚性基层得到愈来愈广泛的应用，已成为高等级道路路面基层的主导形式。

1 半刚性基层类型根据稳定材料的不同有水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类、水泥粉煤灰稳定类、石灰水泥粉煤灰综合稳定类等类型。

2 半刚性基层强度形成机理分析2.1 水泥稳定类强度形成机理分析水泥属于水硬性胶结料，通过水泥稳定的材料，能够较好的改善其物理力学性质，适应各种不同的气候条件与水文地质条件。

特点是具有良好的整体性、足够的力学强度、水稳性和耐冻性、初期强度增长很快，使用范围很广，是目前我国常见的基层类型。

在水泥稳定基层材料的过程中，水泥和被稳定材料之间发生了多种复杂作用，使被稳定材料的性能发生明显的变化。

这些作用可以概括为：化学作用：如水泥颗粒的水化、硬化作用及水泥水化产物与粘土矿物之间的化学作用；物理化学作用：如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用，微粒的凝聚作用，水及水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、结晶作用；物理力学作用：如土块的机械粉碎作用，混合料的拌和、压实作用。

2.2 石灰粉煤灰稳定类强度形成机理分析石灰粉煤灰基层是目前我国修筑高等级公路的主要结构层，二灰稳定类材料基层常采用以粉煤灰与石灰为主，掺入不同比例的土或粒料的混合方式。

由于土粒中的有效成分很有限，与石灰作用形成的结构强度与二灰之间形成的强度相比非常低；另一方面二灰中的粒料所起的作用主要集中在形成骨架、提高材料内摩阻力方面，并不会在石灰或粉煤灰之间产生质变的化学作用，而化学作用恰恰是基层材料形成结构强度的最根本原因。