摘 要:目前水泥穩(wěn)定碎石基層在各等級公路中被廣泛采用,它具有良好的力學(xué)性能和板體形、強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的路面基層材料。但是也存在脆性大,對溫度和濕度敏感性強(qiáng),易產(chǎn)生裂縫等缺點(diǎn),影響基層質(zhì)量,導(dǎo)致路面強(qiáng)度和使用性能降低,本文根據(jù)歷年工作經(jīng)驗(yàn)探討裂縫的危害及原因,并提出幾種防治措施。
關(guān)鍵詞:水泥穩(wěn)定碎石基層 危害 原因 預(yù)防 處治
一、水泥穩(wěn)定碎石裂縫危害
裂縫是水泥穩(wěn)定碎石基層最常見的質(zhì)量通病,一般在基層頂面沿橫向開裂,呈直線型,縫長不等。其主要危害有兩個方面:一是降低基層的整體強(qiáng)度,二是裂縫發(fā)展后面層出現(xiàn)與基層相同的反射裂縫,地表水將向下滲透,面層與基層間隙處充滿自由水,在車輛反復(fù)碾壓下,瀝青路面出現(xiàn)松散、坑槽等病害,直接影道路面使用壽命。
二、水泥穩(wěn)定碎石類型及原因
1、干縮性裂縫:是指水泥穩(wěn)定碎石基層內(nèi)部含水量變化而引起體積收縮開裂現(xiàn)象。干縮縫有兩種形式,一是水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)成型到正常養(yǎng)護(hù)期的干縮,是由于混合料本身的水分和養(yǎng)護(hù)水分的蒸發(fā)發(fā)生的毛細(xì)血管張力作用、吸附作用力及碳化收縮作用等而引起的整體宏觀體積的變化。
2、溫縮性裂縫:是指由熱脹冷縮產(chǎn)生的裂縫。在強(qiáng)度形成早期,水泥釋放熱量,內(nèi)部熱量散失較慢,外部熱量散失較快,造成內(nèi)漲外縮,容易引起裂縫,其次水泥穩(wěn)定碎石內(nèi)部的不同礦物顆粒組成的固相、液相和氣體相體,在溫差作用下必然會產(chǎn)生熱脹冷縮的體積變化,也容易導(dǎo)致溫縮裂縫。
三、水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫預(yù)防措施
1、原材料的控制:不同品種的水泥干縮性存在差別,標(biāo)號高的水泥其水泥收縮性比標(biāo)號低的收縮性大,其收縮性是半剛性基層產(chǎn)生裂縫的主要原因,因此選用合適的水泥至關(guān)重要。應(yīng)選用初凝時間3h以上、終凝6h以上的產(chǎn)品,不應(yīng)使用早強(qiáng)水泥、快凝水泥。
2、水泥劑量控制:公路基層的設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常在3-5Mpa,基層設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高,水泥含量就越高,就越容易產(chǎn)生干縮性裂縫,所以規(guī)范規(guī)定水泥用量≤6%,控制水泥劑量在±0.5范圍之內(nèi)。在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度下應(yīng)盡量減少水泥用量,避免水泥劑量過大和強(qiáng)度上升較快,造成早期裂縫的產(chǎn)生。
3、混合料級配控制:級配應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,應(yīng)嚴(yán)格控制集料級配,減少混合料中細(xì)集料含量。集料顆粒最大粒徑不應(yīng)超過31.5mm,嚴(yán)格控制混合料中小于0.075以下顆粒含量,其含量增加時,基層表面容易起皮,影響基層的質(zhì)量。其次要加強(qiáng)拌合,避免出現(xiàn)粗細(xì)集料離析和拌合不均勻現(xiàn)象。
4、混合料含水量控制:含水量是控制壓實(shí)度關(guān)鍵指標(biāo),也是預(yù)防裂縫的關(guān)鍵。在現(xiàn)場施工中,應(yīng)充分考慮混合料在運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中的水分散失,拌合時應(yīng)使含水量略高于1%-2%左右,含水量過小,基層表面松散,壓實(shí)效果差,含水量過大時,留在基層表面的水分散失快,容易形成裂縫。因此施工時應(yīng)根據(jù)天氣情況嚴(yán)格按照施工配合比控制最佳含水量,避免因施工用水量控制不當(dāng)而人為造成的干縮裂縫,從而提高施工質(zhì)量。
5、混合料的攤鋪碾壓控制:首先在攤鋪混合料前,下承層應(yīng)灑水濕潤?;旌狭线\(yùn)抵現(xiàn)場后應(yīng)及時攤鋪,攤鋪時攤鋪機(jī)應(yīng)根據(jù)供料情況控制行走速度,做到連續(xù)穩(wěn)步前進(jìn)。攤鋪機(jī)后面跟人,隨時檢查混合料的含水量并負(fù)責(zé)消除粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。路幅較寬時,為避免形成縱縫,宜采用兩臺攤鋪機(jī)梯隊(duì)向前攤鋪。攤鋪完成后應(yīng)及時進(jìn)行碾壓,縮短從加水拌合到完成年的延遲時間,以防混合料水分揮發(fā),保證結(jié)構(gòu)層在合適的含水量下成型,碾壓時宜先用輕型兩輪壓路機(jī)跟在攤鋪機(jī)后及時進(jìn)行碾壓,后用重型振動壓路機(jī)繼續(xù)碾壓密實(shí)。壓路機(jī)應(yīng)勻速前進(jìn),不得隨意調(diào)頭,遵循由內(nèi)向外由低向高的原則。
6、混合料基層養(yǎng)生及交通控制:基層在攤鋪碾壓完成后,應(yīng)及時進(jìn)行養(yǎng)生,及時用草氈、麻袋覆蓋灑水養(yǎng)生,防止基層因混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用和水分的蒸發(fā)引起表層干縮裂縫現(xiàn)象。養(yǎng)生期結(jié)束后,要及時撒布瀝青下封層,減少水溫基層裸露時間,減少重復(fù)干縮產(chǎn)生的裂縫。水泥穩(wěn)定碎石為半剛性基層材料,在面層沒有施工前,嚴(yán)禁機(jī)動車輛通行,以保護(hù)水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量。
四、裂縫的處治措施
1、土工布處治技術(shù)
水泥穩(wěn)定裂縫專用土工布是防止裂縫繼續(xù)開裂的一種有效的措施,并使水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青混凝土面層在裂縫處結(jié)合力減小,又不破壞替他們的力學(xué)特性,對較小的裂紋,直接鋪上土工布,這種土工布具有抗老化,耐高溫、強(qiáng)度高等特點(diǎn),施工時橫向搭接寬度為10cm,縱向搭接為5cm,施工前應(yīng)在基層頂上先撒布粘層油,再鋪土工布,并進(jìn)行碾壓。施工車輛不得在土工布表面轉(zhuǎn)彎,最后再撒布一層粘層油方可攤鋪瀝青混凝土面層。
2、密封膠封縫技術(shù)
對產(chǎn)生裂縫的路面,為了防治其繼續(xù)擴(kuò)散并非反射到面層上,避免雨水侵蝕,防止病害進(jìn)一步擴(kuò)展和蔓延。必須對裂縫進(jìn)行處理??梢杂酶男匀榛癁r青來灌縫,它在常溫和低溫均有較高的彈性,可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形,始終保持其密封作用,可長期、有效的封閉水穩(wěn)層的裂縫,灌縫前對裂縫進(jìn)行切縫,對裂縫周邊進(jìn)行清掃、吹塵和清洗,然后填灌瀝青膠。
五、結(jié)語
水泥穩(wěn)定基層裂縫是路面基層常見的一種病害,對路面的使用功能、使用壽命都有影響。所以在水泥穩(wěn)定基層施工時應(yīng)綜合考慮原材料、配合比、集料類型級配及養(yǎng)生等因素,通過精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格管理和施工防止裂縫的發(fā)生,提高道路通行狀況質(zhì)量和使用壽命。