劉顯剛
(貴陽(yáng)公路管理局, 貴州 貴陽(yáng) 550000)
水泥穩(wěn)定碎石基層是公路建設(shè)中通常設(shè)置的基層,其作為公路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層發(fā)揮著很大的作用。水泥穩(wěn)定碎石層作為半剛性基礎(chǔ)起到連接硬質(zhì)路面與軟質(zhì)路基的作用,它使路面和路基更好地結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體。水穩(wěn)碎石層本身就具有一定的強(qiáng)度和剛度,介于路基強(qiáng)度和路面強(qiáng)度之間,在滿足使用要求的同時(shí)還能減少施工造價(jià)。水泥穩(wěn)定碎石層具備良好的透水性,這種功能可以有效地避免路基內(nèi)部積水而造成路基承載能力的下降。在承重能力上,水泥穩(wěn)定碎石層可以把車輛在行駛中產(chǎn)生的荷載力傳導(dǎo)至基底以下,并進(jìn)行均勻分散。水泥穩(wěn)定碎石層還可以避免基礎(chǔ)存水,防止基層因浸泡發(fā)生變形。
水泥穩(wěn)定碎石層屬于半剛性基層,具有特殊的結(jié)構(gòu)性,其優(yōu)缺點(diǎn)也十分明顯。作為一種半剛性材料,它有一定剛度,而且具備較強(qiáng)的荷載擴(kuò)散力,所以在施工中要保持整體性,也要有足夠的結(jié)構(gòu)承載力。而瀝青路面屬于功能性面層,所以瀝青路面在遭到破壞的時(shí)候通常是半剛性層發(fā)生損壞。
半剛性基層的主要優(yōu)點(diǎn)是具有板體性、剛度且卸載能力強(qiáng),而且還具有一定的抗拉強(qiáng)度以及抗疲勞強(qiáng)度。這些特點(diǎn)有利于保證路面整體受力,延長(zhǎng)公路使用壽命。
半剛性材料的缺點(diǎn)也很多,通常會(huì)給施工以及成品保護(hù)造成困難:
a)水泥穩(wěn)定碎石層的表面不耐磨,所以不能作為路面面層,在施工中必須保證其不被車輛碾壓;
b)水泥穩(wěn)定碎石層雖然本身有很強(qiáng)的散水功能,但其滲水性很差,如果施工中坡度得不到保障,水從各種途徑進(jìn)入基層后形成積水,水能沿著瀝青和基層的界面擴(kuò)散,所以水泥穩(wěn)定碎石層的內(nèi)部排水問(wèn)題對(duì)路基本體造成的影響較大;
c)半剛性基層有很好的整體性,但是在使用過(guò)程中,半剛性基層材料的強(qiáng)度、模量會(huì)由于干濕和凍融循環(huán)以及在荷載的反復(fù)作用下因疲勞而逐漸衰減,半剛性基層的狀態(tài)由整塊向大塊、小塊、碎塊變化,顯然按照整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面是偏于不安全的;
d)在施工中一定要做好水泥穩(wěn)定性碎石層成品保護(hù)工作,半剛性基層瀝青路面對(duì)重載車來(lái)說(shuō)具有更大的軸載敏感性,同樣的超載車對(duì)半剛性基層瀝青路面的影響要比柔性基層瀝青路面大得多,對(duì)路面的損傷大得多;
e)半剛性基層瀝青路面損壞后沒(méi)有愈合的能力,且無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ),只能挖掉重建,這給瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)造成很大的困難,通常采用切割換填的方法修補(bǔ),但這并不能解決根本問(wèn)題。
水泥穩(wěn)定碎石層裂縫和瀝青路面反射性裂縫的問(wèn)題在我國(guó)公路建設(shè)中普遍存在。其成因主要來(lái)源于施工技術(shù)和成品保護(hù)。
所有的半剛性材料都受干縮性及溫縮性的影響,水泥穩(wěn)定碎石層也是一樣,尤其在秋季施工剛剛結(jié)束進(jìn)入冬季時(shí),水泥穩(wěn)定層的強(qiáng)度和結(jié)合度還沒(méi)有達(dá)到最高,熱脹冷縮的特性就特別明顯,其表現(xiàn)形式很不規(guī)律,裂縫長(zhǎng)度一般在4m左右,寬度在4mm以下。
由于施工工序銜接不緊密,很多填筑層往往被擱置很久,在靜載作用下土層會(huì)被提前卸載,如果繼續(xù)進(jìn)行上層施工就會(huì)出現(xiàn)碾壓過(guò)度的情況,基層會(huì)把荷載力傳送到水泥穩(wěn)定碎石層上,就容易出現(xiàn)裂縫。另外,軟土路基和橋梁過(guò)渡段會(huì)因結(jié)構(gòu)形式和施工技術(shù)的不同而使兩者不能很好地連接,從而出現(xiàn)裂縫。
在施工生產(chǎn)時(shí)常常會(huì)受到人為因素的影響,比如趕進(jìn)度、趕工期,使得路基填料含水率增大,再加上雨季等因素的作用,就會(huì)出現(xiàn)裂縫。要避免這些情況,就要加強(qiáng)人員管理和工程項(xiàng)目管理,只要管理得當(dāng),這一現(xiàn)象是完全有可能避免的。
水泥灰量過(guò)大和材料級(jí)配偏細(xì)造成的裂縫在實(shí)際施工中也占有很大的比例。所以在水泥量的控制上要加大檢測(cè)力度,對(duì)每次進(jìn)場(chǎng)的水泥都進(jìn)行檢測(cè),隨時(shí)調(diào)適水泥配合比,在石料的控制上要保證材料的均勻性,以滿足施工要求。
裂縫的處理需要引起高度重視,如果處理不當(dāng),就會(huì)造成道路積水,最終導(dǎo)致路面大面積開(kāi)裂。裂縫主要分為橫向裂縫和縱向裂縫,其處理方法幾乎是相同的。裂縫的處理方式是根據(jù)裂縫的嚴(yán)重程度來(lái)決定的。如果裂縫長(zhǎng)度大于10m且寬度大于5cm,就需要刨除并進(jìn)行返工處理。對(duì)于小裂縫,要采用乳化瀝青進(jìn)行修補(bǔ),而對(duì)長(zhǎng)度大于10cm的裂縫則要采用熱瀝青進(jìn)行修補(bǔ),而且要在每個(gè)結(jié)構(gòu)層面鋪設(shè)玻璃格柵。選擇玻璃格柵時(shí)要滿足以下要求:抗壓強(qiáng)度不小于50N,荷載延伸率不大于3%,孔網(wǎng)間距控制在12mm×12mm的范圍內(nèi)。玻璃格柵還要具有耐高溫性,最少能承受120℃的高溫。如果是因?yàn)椴灰?guī)則沉降造成的路基面開(kāi)裂,就要先用熱瀝青灌平裂縫,然后再用玻璃格柵滿鋪。
由于水泥穩(wěn)定碎石層屬于半剛性基層,在它出現(xiàn)裂縫的同時(shí),上部的瀝青路面也會(huì)出現(xiàn)同樣長(zhǎng)度的裂縫,所以一旦瀝青道路出現(xiàn)裂縫,就意味著水泥穩(wěn)定層出現(xiàn)了開(kāi)裂。目前歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)公路裂縫采用的施工處理技術(shù)是封縫法,但是在高速公路或主要交通干道進(jìn)行這種工藝的施工非常困難。而在我國(guó),對(duì)瀝青路面裂縫缺乏有效的治理手段,往往是任其發(fā)展,當(dāng)公路勞損到達(dá)極限時(shí)就采取刨除的方法對(duì)受損路面進(jìn)行重建,這樣不僅影響了公路的正常使用,還會(huì)造成建設(shè)資金的浪費(fèi)。
在防止水泥穩(wěn)定碎石層裂縫的問(wèn)題上,要采用施工管理與施工技術(shù)相結(jié)合的方式。在管理上要嚴(yán)格執(zhí)行成品保證制度和養(yǎng)生制度,而在技術(shù)上要嚴(yán)格控制水泥的配合比和碎石的粒徑。只有做好這兩個(gè)方面的工作,才能有效保證施工質(zhì)量,杜絕事故的發(fā)生,創(chuàng)建精品工程。
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