葉志峰,劉福生

(1.黑龍江省公路局;2.黑龍江省收費公路管理局牡丹江處)

1 底基層

半剛性路面材料的特性之一是容易產(chǎn)生收縮裂縫,在某種條件下,基層收縮裂縫會逐漸傳播到瀝青面層上。這種反射裂縫形成后,會進一步增加瀝青面層的裂縫并加快瀝青面層的損壞。水泥、石灰或二灰與各種細(xì)粒土或中粒土和水拌和,經(jīng)壓實后由于水泥的水化作用以及混合料內(nèi)部水分蒸發(fā),其水分會不斷減少。由于水分的減少而發(fā)生的毛細(xì)管收縮作用、吸附收縮作用和碳化收縮作用等,會引起半剛性材料產(chǎn)生體積收縮。

1.1 結(jié)合料的類型與劑量

(1)石灰土和水泥土的缺陷。

雖然石灰土和水泥穩(wěn)定土可以大大減少粒料的運量和運距,大量節(jié)約投資,是一種良好的路面材料,但是這兩類材料都容易產(chǎn)生裂縫,而且裂縫數(shù)量多,裂縫寬,影響大。

(2)二灰粒料和水泥粒料的特性。

二灰粒料和水泥粒料中的中粒土、粗粒土的劑量越小,則強度越高,且裂縫輕、數(shù)量少、裂口細(xì)。在水泥土和水泥砂粒土混合料中水泥劑量越大,干縮越大。減少水泥工程干縮性的有效措施是添加石灰或粉煤灰代替部分水泥,隨土中粘粒含量而定。

1.2 粒料中小于 0.5mm的細(xì)土含量和塑性指數(shù)

粒料土類型對于干縮應(yīng)變有很大影響,小于 0.425mm的顆粒含量多,線性收縮越大。

1.3 混合料中的含水量

半剛性基層材料的干縮性質(zhì)受含水量大小影響,就水泥穩(wěn)定材料而言,含水量增加 1%對于干縮應(yīng)變增加的影響比水泥增加 1%的影響大 2～3倍,因此在施工中應(yīng)考慮在最佳含水量以下0.5%時施工。

地基土類別及小于0.002mm的粘粒土的含量在沿海地區(qū),大部分是全新世第四紀(jì)沉積平原,多為細(xì)粒亞粘土、亞砂土。在這種地基土上的底基層為石灰、水泥穩(wěn)定土?xí)r,結(jié)構(gòu)裂縫尤為突出。當(dāng)小于0.002mm的粘粒含量小于 12%時,養(yǎng)生期基本無影響;當(dāng)粘粒含量大于 12%時,干縮隨著養(yǎng)生期的時間增加而縮小。

2 基 層

2.1 基層材料的選擇

由于石灰穩(wěn)定粒料、石灰穩(wěn)定土的溫度系數(shù)和干縮系數(shù)明顯大于水泥粒料和二灰粒料的收縮系數(shù)。在采用水泥或石灰粉煤灰粒料作瀝青路面的基層時,為了減少瀝青面層的裂縫,應(yīng)盡量采用不含塑性指數(shù)大的細(xì)粘土作級配粒料。

圖1 石灰土與水泥穩(wěn)定粒料干縮對比圖

2.2 設(shè)計中防止基層裂縫的措施

為減少水泥穩(wěn)定基層的收縮裂縫以及避免沖刷擠漿現(xiàn)象,在設(shè)計中應(yīng)采取的措施。

(1)控制粒料中的細(xì)料含量。

(2)水泥穩(wěn)定粒料的混合料設(shè)計應(yīng)使混合料的干縮應(yīng)變不大于 200×10-6,如圖 1(a)所示,當(dāng)水泥用量一定時,控制暴露天數(shù)。

(3)在滿足要求的情況下用最小水泥用量;在水泥穩(wěn)定粒料中使用減水劑和粉煤灰。

2.3 施工中防止基層裂縫的措施

對于減輕新建半剛性路面非荷載性裂縫,在施工中應(yīng)采取以下措施。

(1)合理選擇水泥穩(wěn)定基層材料的強度和限制水泥用量。(2)施工期的溫度。

(3)施工時的養(yǎng)生期。(4)薄厚不同的瀝青面層下采用不同的基層施工方法。(5)基層施工過程中人工預(yù)先產(chǎn)生很多細(xì)小裂縫的施工方法。

3 瀝青面層

3.1 設(shè)置溫度縫

各種氣溫的變化使瀝青表面與內(nèi)部形成溫差,表面溫度的變化率大于瀝青面層內(nèi)部,更大于瀝青面層底部的變化率。

3.2 瀝青的選用

選用優(yōu)質(zhì)瀝青做面層,特別是頂面層,以抵抗溫度應(yīng)力。在穩(wěn)定度滿足要求的情況下,選用針入度較大的瀝青做面層。

4 結(jié) 論

為減少半剛性路面上非荷載性裂縫,建議優(yōu)先考慮下述措施。

(1)選用收縮系數(shù)小、抗沖刷性能好的半剛性材料做底層和基層,如水泥粒料或二灰(石灰,粉煤灰)粒料;嚴(yán)格控制半剛性基層在碾壓最佳含水量時施工;粒料中粒料劑量越大越好,粒料占 80%以上為好;粒料中土的含量越少越好,≤0.075mm細(xì)粒土控制在5%～7%以下。為減少基層裂縫還應(yīng)采取文中所述的其他施工措施。

(2)采用水泥粒料作基層時,其設(shè)計干縮應(yīng)變不大于200×10-6,在滿足最小水泥用量時應(yīng)添加減水劑、粉煤灰;水泥基層材料強度一般不超過 4～5MPa,重載道路不超過5～7MPa,水泥用量控制在4%～5%為好;注意水泥穩(wěn)定基層在高溫季節(jié)和貧混凝土基層遇寒冷季節(jié)施工時,易產(chǎn)生裂縫。

(3)半剛性基層碾壓后,應(yīng)有 7～28d養(yǎng)生期,然后基層表面噴灑透層油,盡可能先做瀝青砂下封層,也可開放交通7～10d,待半剛性基層收縮基本完成后,再鋪筑瀝青路面。

(4)選用優(yōu)質(zhì)瀝青做面層,以抵抗溫度應(yīng)力。在穩(wěn)定度滿足要求的情況下,選用針入度較大的瀝青做面層;大多數(shù)都選用進口瀝青做上面層;用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青做表面處置,并用它做應(yīng)力吸收模中間層。瀝青面層應(yīng)設(shè)置溫度縫,在瀝青面層上鋸縫,深入基層厚度的 1/3～1/2,縫的間距將隨半剛性路面基層的材料、瀝青材料和當(dāng)?shù)貧鉁貤l件而定。

[1] 姜新.淺談公路工程監(jiān)理[J].遼寧交通科技,2005,(4).

[2] 陸福春,陳俊,張興才.淺談現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)理[J].西部探礦工程,2005,(8).

[3] 李泫心.淺談如何進行施工階段的質(zhì)量監(jiān)理[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化, 2004,(12).

[4] 邢和森.淺談高速公路質(zhì)量監(jiān)理[J].引進與咨詢,2004,(10).