李紅波
山東高速路橋集團,山東 濟南 250000
在公路建設(shè)工程施工中,水泥穩(wěn)定基層具有水穩(wěn)性、抗凍性以及較優(yōu)的力學(xué)性能等優(yōu)點,其在公路的底基層、路面基層等廣泛得到應(yīng)用,尤其是在高等級公路底基層和基層中, 技術(shù)效果顯著。當(dāng)前,水穩(wěn)基層雖然憑其的優(yōu)點廣泛應(yīng)用于工程施工中,但由于對其的特性缺乏了解,對原材料未加以優(yōu)選,使得其的優(yōu)良性能難以有效發(fā)揮出來。水泥穩(wěn)定基層最大弱點在于抗變形的能力比較差,容易受到溫度和濕度的影響產(chǎn)生裂縫。因此,對水泥穩(wěn)定基層所產(chǎn)生的裂縫的研究具有必要性,并應(yīng)及時采取防治措施,以確?;鶎拥氖褂眯阅?。
水泥穩(wěn)定基層裂縫分憂兩種類型。其一:溫縮裂縫。這是由于基層材料的內(nèi)部存在多種不同的礦物顆粒,顆粒在一定作用下產(chǎn)生氣相、固相以及液相。在溫度下降的過程中,氣相、固相以及液相相互作用,導(dǎo)致基層采材料的體積收縮;其二:干縮裂縫。這是由于水泥和各類的骨料在加水拌合后,被碾壓成型,水分蒸發(fā)和混合料的內(nèi)部出現(xiàn)水化反應(yīng),造成原本較為潮濕的基層集料受到水泥的固化后,逐漸干燥。而混合料的水分減少造成基層材料的體積在在不斷收縮,若收縮量過大,則會導(dǎo)致基層產(chǎn)生裂縫。
水泥穩(wěn)定基層產(chǎn)生裂縫的原因大致有如下幾點:1)細集料的含量過多。通常,細集料是用于填補由于粗集料碾壓不實造成的縫隙的。但若是細集料含量過多時,則會使得多余部分的細集料呈現(xiàn)一種游離狀態(tài),即使經(jīng)過行車的碾壓,但也會產(chǎn)生裂縫;2)混合料的含水量過多?;鶎拥暮砍鰳?biāo)準(zhǔn)水量時,混合量難以形成較強的粘力,在水泥硬化過程中,極易產(chǎn)生裂縫;3)水泥的劑量超標(biāo)。由于水泥是干縮性的材料,若用量過多,其的收縮量也會不斷增大,會產(chǎn)生更多裂縫;4)養(yǎng)護不到位。鋪好的水泥層面,在水化階段極易消耗水分沒在水化中產(chǎn)生的熱量亦會消耗水分,若養(yǎng)護不到位,即未能及時補充水分,水泥將無法在混合料中大道完全水解,以致難以發(fā)揮對土的穩(wěn)定功能,導(dǎo)致強度不夠,行車作用下,則會產(chǎn)生裂縫。
基層產(chǎn)生裂縫的危害主要有:1)裂縫會逐漸向面層方向發(fā)展,會導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫。若不及時治理,雨水將會通過裂縫往下滲透,直至充滿裂縫。長期之下,由于受到車輛的反復(fù)碾壓,使得瀝青混凝土中和碎石粘連的瀝青脫落下來,而細集料則會形成泥漿,被碾壓出路面,最終導(dǎo)致混凝土路面受到損壞,影響美觀和其的使用壽命;2)裂縫的出現(xiàn)會使得基層的強度大大降低,路面荷載將難以均勻地向下傳遞。
在路面施工中,做好路基與底基層的施工是前提,因此,路基于底基層應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計與規(guī)范的相關(guān)要求進行施工。若是在測量路基與底基層的彎沉值以及壓實度時,發(fā)現(xiàn)不符合要求的,必須要重新處理過,直至達標(biāo)為止。路基與底基層的彎沉值和壓實度不達標(biāo)將會引起沉降裂縫。
集料級配是一道很重要的工序,在施工中,必須嚴(yán)格控制好集料級配工作,應(yīng)使其符合規(guī)范要求,應(yīng)盡量控制好級配中的沙礫塑性指數(shù)。這是因為水泥穩(wěn)定基層裂縫發(fā)熱性質(zhì)和集料的塑性指數(shù)緊密聯(lián)系,通常集料的塑性指數(shù)越小,水泥穩(wěn)定基層的收縮會越小,反之則大。早施工時,在選擇料場時必須確保其的適用性,并要清除干凈料場上的覆蓋層。若所選用的天然砂礫級配不好,則應(yīng)適當(dāng)添加塑性指數(shù)較低的細粒土,以實現(xiàn)最佳級配??傊?,集料級配的最優(yōu)化,有利于提高混合料的耐久性以及強度。
首先,水泥穩(wěn)定基層的性質(zhì)很大程度山上受到水泥的影響,通常,水泥的初凝時間應(yīng)控制在3h~5h之內(nèi),終凝時間在6h~8h之內(nèi)。變質(zhì)水泥、早強水泥、干縮率較小的硅酸鹽水泥以及快凝水泥等均不宜使用。值得強調(diào)的是,應(yīng)杜絕使用不同廠家、批號、標(biāo)號的水泥混合使用,貯存時間多長的水泥應(yīng)在重新檢驗且符合要求后再使用。其次,水泥穩(wěn)定基層的強度受水泥的含量影響,使用過多水泥,不僅會造成一定浪費,同時也會引起收縮與裂縫。要使水泥充分發(fā)揮其的抗裂作用,一般水泥的含量應(yīng)控制在4%~7%之間,一般最佳的劑量則需要經(jīng)過試驗以及配合比設(shè)計來最終確定。
水泥穩(wěn)定基層產(chǎn)生的干縮會隨著混合料含水量的增加而加大。因而,在施工中,必須嚴(yán)格按照具體的配合比來控制含水量。一般,混合料的含水量又分為粗粒料的含水量和細粒料的含水量。粗粒料的含水量應(yīng)控制在0.5%~1.0%之間,細粒料的含水量應(yīng)控制在1%~2%之間。應(yīng)盡量避免由于用水量控制合理而導(dǎo)致的干縮裂縫,有利于提高工程的整體質(zhì)量。
通常,水泥穩(wěn)定基層產(chǎn)生干裂現(xiàn)象一般在早期,因此,應(yīng)及時做好早期的養(yǎng)生工作,可采用麻袋布或者薄膜等進行養(yǎng)生,不僅有利于快速地提高基層強度,也有利于防治由于過多的水分蒸發(fā)而產(chǎn)生的干縮裂縫。若在條件許可的情況下,可盡早鋪筑瀝青層面,以此減少干縮裂縫。
總之,水泥穩(wěn)定基層的施工涉及到方方面面,必須對水泥穩(wěn)定基層裂縫產(chǎn)生的機理進行研究,并分析水泥穩(wěn)定基層裂縫產(chǎn)生的原因以及可能會帶來的危害,在此基礎(chǔ)上,才能做好優(yōu)選原材料以及顆粒級配、養(yǎng)生等方面的工作。只有這樣,才能有效減少水穩(wěn)基層裂縫的產(chǎn)生。
[1]李新海.水泥穩(wěn)定材料養(yǎng)生期收縮特性研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2010.
[2]胡學(xué)亮,楊文軍,朱洪洲,韋剛.水泥穩(wěn)定碎石基層預(yù)鋸縫間距的探討[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009(1).
[3]陳玉平.瀝青路面開裂破壞及防治措施[J].四川建材,2010(4).
[4]交通部.JT.J034-2000,公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].