[发明专利]一种评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的方法

说明书

本发明公开了一种评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的方法，包括如下步骤：(1)成型半刚性材料试件并养生。(2)进行劈裂试验，获取应力‑应变全曲线。(3)计算应力‑应变全曲线包围的面积。(4)进行劈裂回弹模量试验。(5)成型沥青混合料试件，进行劈裂试验，获取劈裂劲度模量和应力‑应变全曲线。(6)计算应力‑应变全曲线包围的面积。(7)成型半刚性材料试件并养生。(8)进行自由收缩试验和约束收缩试验。(9)当约束收缩试件完全断裂时，记录自由收缩试件收缩应变。(10)计算输入到半刚性材料中的能量密度。(11)计算面层储存的能量密度。(12)计算面层储存的能量密度与其完全破坏需要的能量密度的差值，定义为路面抗缩裂指数。(13)路面抗缩裂指数小于0，则面层未开裂；若等于0，则面层处于临界状态；若大于0，则面层开裂。本发明将半刚性材料置于路面结构中，综合考虑了应力和应变的作用，使评价更加可靠，更具实用性。

所属领域

本发明涉及一种评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的方法，属于道路建设领域。

背景技术

我国高速公路超过90％都是半刚性基层沥青路面。半刚性材料，又叫做无机结合料稳定材料，不同的无机结合料与土拌和得到不同的稳定材料，例如石灰土、水泥土、石灰粉煤灰稳定碎石和水泥稳定碎石。半刚性基层广泛使用于我国是因为其能够提供良好的路面承载力，并且造价较低。然而，半刚性基层极易产生收缩(干燥收缩和温度收缩)裂缝，从而扩展到沥青面层，形成反射裂缝。工程实践表明，有的路面在基层铺筑完，且面层尚未铺筑时，便出现了收缩开裂；有的在面层铺筑后的第一个冬季就出现反射裂缝。

反射裂缝的出现给道路的使用性能带来严重的后果。一是影响路面美观，降低行使质量。二是破坏了路面结构的整体性和连续性，在一定程度上削弱了结构强度，例如裂缝处承载力较弱，弯沉较大。更为严重的是，外界的水分可以通过开裂处下渗，积聚在基层，造成基层水损害，并且弱化基层与面层之间的黏结，诱发其他病害的发生。研究表明，在发生横缝(超过50％为反射裂缝)的情况下，出现龟裂、唧浆、沉陷和松散的概率分别为33.73％、25.30％、20.48％和19.28％。此外，有研究表明，虽然我国高速公路设计年限为15年，但不到10年就要进行大中修，不到5年就要进行中修，这其中就有许多是反射裂缝导致的。因此，合理及时的处治反射裂缝具有重要的工程价值。

为了减少反射裂缝，在进行路面设计时，需要选用抗缩裂性能较高的沥青路面结构组合，因此，需要对沥青路面半刚性基层的抗缩裂性能进行评价。现阶段，用来评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的相关指标有收缩系数、收缩抗裂系数和收缩能密度抗裂系数。这些指标要么只考虑了材料的收缩性能，没有考虑材料的抗裂性能；要么只从应变的角度考虑，不够全面；要么综合考虑应力应变的作用，但是没有考虑到基层材料断裂后的情况。更为重要的是，这些指标只能评价材料本身的性能，没有从路面结构的角度考虑。反射裂缝是半刚性基层在干缩和温缩的综合作用下，储存的弹性应变能逐渐释放到面层中，导致面层开裂，从而形成的。因此，评价沥青路面半刚性基层的抗缩裂性能不能局限于材料本身，一定要基于路面结构，综合考虑基层和面层材料应力和应变的作用。

发明内容

技术问题：为了克服现有评价方法的不足，本发明提供一种评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的方法，将材料置于路面结构中进行考虑，评价结果更加可靠，更具有实用性。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种评价沥青路面半刚性基层抗缩裂性能的方法采用的方法包括如下步骤：

步骤1：

1.1)按规定配合比成型6个水泥稳定碎石的半刚性材料圆柱体试件，并养生达到规定的龄期；

1.2)将养生后的3个半刚性材料圆柱体试件取出，进行劈裂试验，获取半刚性材料的应力-应变全曲线；

1.3)计算上述应力-应变全曲线包围的面积此面积为所述半刚性材料完全破坏需要的能量密度；