维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第５期 ＶｏＩ＋３３ Ｎｏ．５ ・３２４・ ２ ０ ０ ７年２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮ－ＸＩ ＡＲＣＨＩ 嗍 Ｅ Ｆ如．２００７ 文章编号：１００９．６８２５［２００７ｌ０５－０３２４—０２ 沥青稳定碎石排水基层的透水性分析 王化海张雪强 摘要：阐述了如何防治沥青路面的水损害方法，从原材料试验、透水性能的评价指标、试验方法等方面进行了论述，对 沥青混合料渗透性能试验结果进行了分析，试验表明三种级配的渗透系数均满足要求。 关键词：沥青，碎石，透水性，排水基层 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码：Ａ 沥青路面的水损害已经成为我国沥青路面的主要病害之一， 同时参照国外沥青稳定碎石排水型材料的级配，拟定试配方案， 大量的调查表明，进入路面结构内的自由水是造成路面损坏的首 最终确定了三种具有代表性的级配：级配Ｉ型为连续型开级配， 要因素。如果在路面内部设置排水系统，将路面结构中的内部滞 级配Ⅱ型为间断型开级配，级配Ⅲ型为大粒径间断开级配。对这 水及时排除到路面和路基结构外，可以改善路面的使用性能，提 三种级配的混合料进行马歇尔试验，要求试件的稳定度、流值和 高其使用寿命ｌ１］。排水型沥青稳定碎石基层具有透水能力强和 空隙率能够满足要求。 便于机械化施工等优点，较多作为排水基层材料。 ２透水性能的评价指标 １原材料试验 既然是作为排水型材料，那么对它的透水能力的评价就尤为 １．１ 沥青 重要。混合料的透水性以渗透系数表征。资料表明，日本对不同 由于沥青稳定碎石混合料中细集料含量少，要提高沥青用量 渗水方向渗透系数的比较结果认为：水平方向的渗透系数比垂直 而不出现流淌，沥青必须采用较稠的标号，故采用Ａ＿７０号沥青， 方向约大２倍～３倍，这说明由垂直方向渗透下来的水在水平方 参照ＪＴ－Ｊ ０５２．２００ｏ公路工程沥青及沥青混合料试验规程中的有 向是能很快排走的，故关键在于垂直方向的渗透能力。排水基层 关试验方法检验各项指标所得材料性质指标如表１所示。由表１ 混合料的要求渗透系数与要求的排水能力有关，即与面层的设计 可知，沥青材料的各项指标均达到规范要求。 渗入率及排水基层的设计宽度和厚度有关。美国Ｈ．Ｈ．Ｒｉｄｇｅｗａｙ 表１沥青的技术性质指标 曾进行过对路面裂缝和接缝渗入量的测定，其结果为：对于沥青 针人度（１／１０ ｍｍ） ２５℃ ６５ １５℃ ３１ ５℃ １２ 混凝土路面，水分通过裂缝或接缝的渗入率大约变化在每厘米缝 １．８６ ｃ ／ｔｌ～９２０ ／ｈ，平均约为每厘米缝１００ ｃｍ３／ｈ。因此， 延度／２５℃ １５℃ ５℃ ｃｍ ＞１００ ＞１ｏ０ １３ Ｒｉｄｇｅｗａｙ建议排水设计时采用每厘米缝ｉ００ ｃｍ３／１１的渗入率计 软化点（环球法／℃） ４８．６ 算表面水的渗入量，这一建议值已被美国ＡＡＳＨＴＯ的路面结构 密度（１５℃ ・ｃｒｎ一０） １．０５４ 设计指南（１９９４）采纳作为表面水的设计渗入率。当表面水渗入 薄膜加热 质量损失／％ ０ 量一定时，排水性材料的渗透系数越大，则所铺成的排水基层可 试验 针人度比／％ ８７ ２５℃ ＞１００ 以越薄，否则相反。日本《沥青路面纲要》要求Ｏ３ＦＣ材料的渗透 １６３℃．５ ｈ 延度／ｅｒｎ １５℃ ＞１００ 系数不小于０．０１ ｃｍ／ｓ。由于上面层使用密级配封层，表面水渗 １．２集料 入量不大，所以本研究采用日本的０．０１ ｃｍ／ｓ作为目标渗透系数。 沥青稳定碎石混合料为开级配骨架型结构，集料接触点较 ３试验方法的确定 多，压实过程中集料较易因应力集中而被压碎，导致混合料空隙 排水沥青混合料的主要性能是排水，因此透水性能是最为关 率下降，影响排水性能。因而，粗集料选用洁净、坚硬、末风化的 键的指标。但迄今为止，对沥青混合料上没有如土壤试验那样的 碎石，为保证混合料的水稳定性，还要与沥青有良好的粘附性，故 标准实验方法。日本借用了土壤渗透的试验方法：将直径为１．５廿Ｔｌ， 采用碱性集料和矿粉，集料的性质见表２。 长为４０ ｃｍ的玻璃管置于沥青混合料马歇尔试件上，管的周围用 裹２集料的技术性质 胶封闭，把玻璃管中的水注满，当水面落到高度为３５ ｅｍ时开始 性质指标 实测值 要求 读表，当水面落到５咖时读表结束。美国的方法是将排水沥青 集料的压碎值／％ ｌ６ ７ ＜２６ Ｈ ｈ ．１， Ｉ ５ ｍｍ￣１５ ｍｍ ８ ＜１Ｏ 混合料试件置于密实的沥青混合料上，设置一定的水头，以单位 ” Ｉ１５ｍｍ～２５ｍｍ ７ ＜１０ 时间内的水头降低至某一高度所渗透的水量（ｍＥ）计。比利时则 含泥量／％ ０，７ ＜ｌ 采用一种流量计（类似我国公路部门使用的渗水仪），以渗透一定 粘附性指数（水煮法） ５ ＞４ 数量的水所需要的时间表示。同济大学的室内渗透试验采用常 １．３矿料级配的确定 水头稳定流水平渗透仪测试，渗流长度１５ ｃｍ，时间直径１０ ｃｍ或 排水型沥青稳定碎石混合料属于骨架～空隙结构，排水基层 １５ ｃｍ，水力梯度可在１％～３％之间变化。试验采用标准边界条 集料的公称最大粒径由排水基层的设计厚度选定，对于厚度不大 件为：水力梯度４．５％，水温２Ｏ℃；当水温存在差异时，按实测温 于１０∞ｌ的排水基层，集料的公称最大粒径一般为１９ ｍｍ，而对于 度与２０℃条件下水的力粘滞系数之比进行修正ｌ２Ｊ。 厚度大于１０ ｄＴｌ的排水基层，集料的公称最大粒径可选用２６．５哪， 上述方法有一个共同点，即在一定水头压力下的渗透性，实 收稿日期：２００６—０８—２２ 作者简介：王化海（１９７９．），男，助理工程师，邯郸光太公路工程有限公司，河北邯郸０５６００２ 张雪强（１９８１．），男，长安大学道路与铁道工程专业硕士研究生，陕西西安７１００６４ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第５期 ＶｏＩ．３３ ＮＯ．５ ２ ０ ０ ７年２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｆｅｂ．２００７ －３２５・ 文章编号：１００９—６８２５｛２００７）０５．０３２５ ０２ 混凝土桥梁裂缝成因综述 欧顺林超群 摘要：从混凝土收缩、工序、钢筋、集料、基础、预应力、应力等方面对设计、施工及使用各个阶段引起混凝土裂缝的原因 及其作用机理进行了分析阐述，为新建桥梁的设计、施工和养护管理提供了参考依据。 关键词：桥梁，裂缝，钢筋，预应力，模板 中图分类号：Ｕ４４５．７１ 文献标识码：Ａ 引起混凝士开裂的原因多而复杂，但可分为荷载裂缝和非荷 构上存在刚度突变和明显的薄弱部位；３）结构计算：结构计算简 载裂缝两类，其形成的原因包括设计、施工和使用阶段的原因。 图的确定不能反映实际情况，边界条件的选定不合理，对墩台变 但必须注意的是对于普通钢筋混凝土结构以及允许开裂的部分 位估计不足，计算错误；４）结构构造：构造不合理，不满足规范要 预应力混凝土结构，在正常使用阶段出现不超过限定宽度的受力 求；５）规范体系：设计规范不完善。 裂缝是正常的开裂现象。这里所分析的主要是针对不允许出现 １．２施工阶段 的非正常裂缝而言。 １）材料选配：水泥质量差，凝结、膨胀不正常，集料级配不良， １ 不同阶段导致混凝土桥梁上出现裂缝的主要原因 含泥量过大、引起碱骨料反应，钢筋物理力学性能不合要求；２）配 １．１设计阶段 比不合理、外加剂选取或掺量错误、拌和不均匀；３）运输时间过 １）荷载计算、荷载漏算或采用的标准过低；２）结构布置：结构 长、水分蒸发过多；４）浇筑顺序不当、浇筑速度过快、振捣不充分、 形式选择不合理，传力路径不简捷、明确，构件尺寸选择不当，结 不密实，混凝土有沉陷及泌水现象，施工缝接头处理不当；５）养护 际上雨天路面上水的渗透是没有水头压力的。 ＾——试件高度，ｃｍ。 裹３混合料渗透性能试验结果 为保证渗透试验的统一性，３种级配的混合料都成型标准马 级配类型 沥青用量 空隙率 渗水时间 试件高度 渗透系数Ｋ ％ ％ １０—２ｃｎ１／ｓ 歇尔试件 ３。 ２．６ ２１．０３ １９．４ ６．３６ ６．３７ ４试验结果分析 级配Ｉ型 ２．６ ２０．８６ ２Ｏ．３ ６．３５ ６．０８ ６．３８ ２．６ ２１．８８ １８．４ ６．３４ ６．６９ 渗透试验的试验结果见表３，通过分析可知：１）三种级配的渗 ３ ２０．２１ ２２．１ ６．３５ ５．５８ 透系数均满足要求。２）直接影响沥青稳定碎石混合料渗透系数 级配Ⅱ型 ３ ２１．０５ １８．７ ６．３３ ６．５８ ５．７９ 的因素是混合料的空隙率，空隙率越大，渗透系数越大，它们之间 ３ ２０．０８ ２３．８ ６．３８ ５．２１ 成线性正比例关系。分析原因，沥青混合料由于空隙率越大，则 ３ ２１．１７ １７．８ ６．３８ ６．９６ 级配Ⅲ型 ３ ２０．８７ １８．２ ６．３７ ６．８０ ７．０８ 其内流通空问越大，在同样的降雨量的情况下，单位时间内的流 ３ ２１．８５ １６．６ ６．３８ ７．４７ 量越大，流速越快，所以渗透系数越大。３）沥青稳定碎石混合料 由于目前对沥青混合料尚没有检测其透水性能的标准试验 的渗透系数与沥青用量有关。沥青用量越大，渗水性越差。这是 方法，为更切合路面透水情况，并且接近于日本渗透试验方法，采 因为沥青含量的增加会造成沥青混合料中连通空隙率的减小，以 用简化试验方法，排水沥青混合料的标准击实试件制成后不脱 及矿料游离状态的减少，使矿料与结合料结合更加紧密，形成较 模，去掉试件两面的滤纸，待试件冷却后，连同试模浸入水中１ ｈ 为密实的结构，从而增加水分在混合料内的行走路径，即水力坡 以上，使试件吸水饱和。试验时将试模支放在容器中，在试模内 降加大，所以渗透系数相应地减小，排水能力下降。 部边缘涂上黄油，防止水从试件边缘渗出，当试件表面水全部渗 参考文献： 入试件内，停止秒表，记录时间，计算试件透水系数Ｋ： ［１］沈金安．解决高速公路沥青路面水损害早期损坏的技术途径 Ｋ＝Ｑｈ／６．３５Ａｔ。 ［Ｊ］．公路，２０００（５）：４１—４３． 式中：Ｑ一注放的水量，１００ ｍＬ； ［２］黄勇生，项新里．排水沥青路面混合料试验研究［Ｊ］．国外公 Ａ——试件面积，８１．０７ ； 路，２００１（２）：１８—２１． ￡——渗透时间，ｓ； ［３］ＪＴＪ ０５２—２０００，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［ｓ］＋ Ｄｉａｌｙｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｉｔｕｍｅｎ ｓｔａｂｌｅ ｄｅｔｒｉｔｕｓ ｄｒａｉｎｉｎｇ ｂａｓｅ ＷＡＮＧＨｕａ－ｈａｉ ＺＨＡＮＧＸｕｅ－ｑｉａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｈｏｗ ｔＯ ｐｒｏｔｅｃｔ ｗａｔｅｒ ｈａｒｍ ｏｆ ｂｉｔｕｍｅｎ ｒｏａｄ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｅｓｔ，ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｄｉｌａｙｔｉｃ ｔｒａｉｔ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎａｌｙｓｅｓ ｂｉｔｕｍｅｎｍｉｘｔｕｒｅ ａｉ．１ｙｔｌｃｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｓｌ￣ｗｓ ａｌｌｔｈｅｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓｏｆ ｄｉａｌｔｙｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｒｔｍｅｅｔｔｈｅ ｎｅｅｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｔｕｍｅｎ，ｄｅｔｒｉｔｕｓ，ｄｉａｌｙｔｉｃ ｔｒａｉｔ，ｄｒａｉｎｉｎｇ ｂａｓｅ 收稿日期：２００６ ０９．１２ 作者简介：欧１Ｎ（１９７１．），男，助理工程师，广东惠来县鸿江路桥工程有限公司，广东惠来５１５２００ 林超群（１９７６．），男，助理工程师，广东惠来县鸿江路桥工程有限公司，广东惠来５１５２００
