半刚性基层温度收缩机理分析

徐志荣 李 鹏

(1.陕西省延安公路管理局，陕西延安 716000; 2.延安公路管理局洛川公路段，陕西洛川 727400)

不管是温度收缩裂缝还是温度疲劳裂缝，都与半刚性基层的自身温度收缩系数有着密切关系。各种半刚性基层材料的基本组成和结构都是由固相、液相和气相组成的，只是组成不同，因而半刚性基层材料的外观热胀缩性是固相、液相和气相不同热胀缩性的综合作用效应。一般气相由于大部分孔隙贯通，所以在综合效应中影响极小，即可以不计其对半刚性基层材料的温度收缩的影响。因而，对半刚性基层材料的热胀缩性可着重分析固相、液相的热胀缩性。

1 固相外观胀缩性

固相外观胀缩性是指在干燥状态下的半刚性整体材料的热胀缩性。干燥的半刚性基层材料是由以下四大部分组成：原材料颗粒中的各种结晶体、矿物及集料、经过化学反应过程而在这些颗粒之间所生成的起胶结作用的结晶体(CaCO3，Ca(OH)2·nH2O和各种水化物结晶)、经过化学反应过程而在这些颗粒之间所生成的起胶结作用的凝胶体(C-S-H，C-A-H，C-A-S-H等系列物质)。

就半刚性基层材料的主要矿物组成可分为原材料矿物和新生胶结物两大类。原材料矿物包括石灰石和粉煤灰等，其线胀系数一般小于10×10-6/℃。而火山灰及水泥水化反应的生成物的热胀缩性系数αt=10×10-6/℃ ～20×10-6/℃。故原材料的热胀缩性较小，新生胶结物则较大。

半刚性基层材料的热胀缩性是各组成单元体间相互作用的“综合效应”。由于各颗粒单位的收缩必然引起内应力，所以可作如下假设：1)半刚性基层材料作为一整体;2)收缩时无裂纹产生; 3)颗粒的收缩与整体收缩相同;4)半刚性基层材料的整体收缩性各向同性;5)所有内应力能变为压应力或拉应力。……