稳定类材料应用于道路路面的基层或底基层,主要承受道路面层传递的车轮荷载垂直压力作用,并将其向下面的结构层次扩散分布,同时起到调节和改善路基路面水温状况的作用,还可为面层施工提供稳定而坚实的工作面。为此稳定类材料应具有足够的强度和稳定性,并具有较小的温缩、干缩变形以及较强的抗冲刷能力。
稳定类材料性能
稳定类材料的施工性能和运营阶段使用性能的总称。
- 英文名称
- performance of stabilized materials
- 所属学科
- 土木工程
稳定类材料试件单位面积上能够承受的最大压力,单位为兆帕。当稳定类材料的抗压强度和其他性能符合设计要求时,可以用作道路路面结构的基层、底基层或垫层。抗压强度是反映稳定类材料强度特征的主要指标,7天龄期抗压强度也是稳定类材料配合比设计的主要指标。
稳定类材料试件在标准试验条件下的应力与应变之比。根据加载模式的不同,稳定类材料的模量有抗压回弹模量(动态、静态)、劈裂回弹模量、弯拉回弹模量等。在中国现行设计规范中,以沥青路面路表弯沉值为设计或验算指标时,基层或底基层的设计参数采用抗压回弹模量;以沥青层底、基层或底基层层底拉应力为设计指标或验算指标时,稳定类材料应采用规定龄期(水泥稳定类材料龄期为90天、二灰稳定类材料为180天)时的抗压回弹模量。
稳定类材料的收缩性有干缩性和温缩性之分。干缩性指稳定类材料失水后尺寸收缩的性能;温缩性指稳定类材料在降温后尺寸收缩的性能。稳定类材料在形成强度的硬化过程中,会出现因温度变化而引起的温度收缩和因水分变化而引起的干缩收缩。当收缩量达到一定程度时,会在结构中出现收缩裂缝。如果将这类材料用于道路的基层结构,而上面的沥青面层较薄,在温度变化与车辆荷载的综合作用下,基层结构中裂缝会扩展至面层,形成反射裂缝,导致路面结构的损坏。
通常,采用稳定类材料试件的一维单向变化来评价其收缩性,以收缩应变或收缩系数来表征稳定类材料收缩性能的大小。
在动水压力的作用下材料抵抗水流冲击所表现的性能,是稳定类材料重要的使用性能之一。在半刚性基层沥青路面中,路表水会由面层的缝隙、边缘等部位向下渗入,若不能及时排出,水分将滞留于基层与面层的结合处。在行车荷载尤其是在重载车辆作用下,这些水分会产生相当大的水压力,对基层表面产生冲刷作用,致使稳定类材料中的细料剥落,在基层与面层之间形成细料浆。在行车荷载的重复作用下,细料浆将会不断增多,并在行车荷载作用下逐渐由面层的裂缝中唧出,形成唧泥现象。当面层裂缝是基层的反射裂缝时,由于面层裂缝与基层裂缝相互贯通,路表水将进入基层内部,对基层内部的稳定类材料产生冲刷作用,唧泥现象将更为严重。
基层一旦受到冲刷,将导致面层与基层之间形成脱空状态,这将加剧路面的损坏进程。因此,稳定类基层材料不仅应满足强度要求,还应检验其抗冲刷性能。稳定类材料的抗冲刷性常用抗冲刷试验进行评价:将标准试件养生至指定龄期(水泥稳定类材料为28天,二灰稳定类材料为90天),以冲击力峰值0.5兆帕、冲刷频率10赫兹,在冲刷桶中冲刷30分钟。用冲刷质量损失P表征稳定类材料的抗冲刷性能。