劉寬江
(白銀新世紀(jì)路業(yè)公司,甘肅 白銀 730900)
水泥穩(wěn)定碎石基層是半剛性結(jié)構(gòu),處理不好易產(chǎn)生裂縫。一般在基層頂面沿橫向開裂形成裂縫,比較常見的裂縫大部分與路線橫向垂直,裂縫之間的距離大致相等,裂縫寬度大約在在1~3mm之間,裂縫的長(zhǎng)度不規(guī)則。早期出現(xiàn)的裂縫主要在水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑結(jié)束后的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)出現(xiàn),一部分是在路面通車后在車輛荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)裂縫。第一種危害是在基層早期養(yǎng)生過程中出現(xiàn)的裂縫,在行車荷載、溫度荷載及天氣降水的綜合作用下,在鋪筑瀝青面層前,基層養(yǎng)生水分及天氣降雨水流由裂縫縫隙處向下滲透,破壞基層的整體結(jié)構(gòu),基層承載能力降低。第二種危害是路面通車后在車輛荷載反復(fù)作用下基層原有細(xì)微裂縫逐漸發(fā)展擴(kuò)大,基層裂縫逐步擴(kuò)大后使面層出現(xiàn)與基層相同的、有規(guī)則的反射裂縫。
這兩種病害均導(dǎo)致路表水通過裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu),基層的細(xì)集料形成泥漿被行車荷載擠出路面。瀝青混凝土中粘附在碎石表面的瀝青及細(xì)集料剝離,路面出現(xiàn)坑洞、碎裂、松散。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、承載能力降低,更嚴(yán)重著路面水沿著裂縫下滲到路基內(nèi)部,造成路基大面積沉陷,嚴(yán)重影響公路使用壽命及行車安全。
從原材料的技術(shù)要求及施工工藝的操作細(xì)節(jié)分析,主要有以下幾方面的影響因素:
(1)水泥穩(wěn)定碎石基層的配合比設(shè)計(jì)不合理,致使混合料的級(jí)配曲線在標(biāo)準(zhǔn)曲線上方,造成混合料級(jí)配偏細(xì)。(2)在生產(chǎn)過程中,拌和站水泥計(jì)量不準(zhǔn)確,造成混合料中水泥計(jì)量偏大,基層在強(qiáng)度形成過程中因收縮而開裂。(3)在混合料拌和過程中,因早中晚天氣變化影響,含水量控制不好,在混合料運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后由于含水量過高,碾壓完成后,混合料內(nèi)部水分迅速蒸發(fā)而使基層表面出現(xiàn)干縮裂縫。(4)混合料拌和不均勻或攤鋪時(shí)發(fā)生離析,也會(huì)產(chǎn)生裂縫。(5)在夏季高溫季節(jié)施工時(shí),基層成型溫度較高,強(qiáng)度形成較快,如果灑水養(yǎng)生不及時(shí),表面極易出現(xiàn)干縮開裂現(xiàn)象。(6)采石場(chǎng)沒有將山皮土石清除徹底,導(dǎo)致4.75mm以下規(guī)格材料中,小于0.075顆粒含量超過5%。(7)在進(jìn)行基層施工碾壓時(shí),壓實(shí)遍數(shù)不合理或壓路機(jī)質(zhì)量偏小,造成碾壓不密實(shí),壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求,在行車荷載作用下,變型過大,產(chǎn)生裂縫。(8)在基層施工結(jié)束后,由于施工沿線社會(huì)車輛較多,無法完全封閉交通,尤其是重型車輛較多,在基層強(qiáng)度沒有達(dá)到要求且養(yǎng)生期結(jié)束前過早開放交通,就容易產(chǎn)生裂縫。(9)在晝夜溫差大的地區(qū)進(jìn)行水泥穩(wěn)定基層施工時(shí),基層因溫度差異過大產(chǎn)生溫縮裂縫。
(1)嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān),不合格材料嚴(yán)禁進(jìn)入拌和場(chǎng)。要求碎石生產(chǎn)加工場(chǎng)完全徹底的清除采石場(chǎng)表層的土石混合物。在片石投入破碎機(jī)之前,使用振動(dòng)傳輸帶上料機(jī),把殘土篩除,禁止采用裝載機(jī)將土石混合物一起投入破碎機(jī),同時(shí)控制碎石的規(guī)格,及時(shí)更換錘頭,防止生產(chǎn)的碎石粒徑或針片狀顆粒含量不符合規(guī)范要求。(2)進(jìn)場(chǎng)水泥嚴(yán)格檢測(cè),其各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求。檢測(cè)水泥強(qiáng)度及安定性是否合格,不合格水泥嚴(yán)禁使用。高速公路的水泥穩(wěn)定碎石基層7天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般設(shè)計(jì)強(qiáng)度為3~4MPa。設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高,所需水泥用量越大?;鶎觿傂栽酱螅揭桩a(chǎn)生干縮性裂縫,縫寬也越大,所以泥用量不得超過規(guī)范規(guī)定水泥用量≤6%,采用集中廠拌法施工時(shí),應(yīng)在試驗(yàn)時(shí)配合比基礎(chǔ)上增加0.5%的水泥計(jì)量。(3)拌合料中含水量的控制應(yīng)根據(jù)天氣變化,使其在到達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)時(shí)含水量略高于最佳含水量0.5%~1%左右。在潮濕多雨地區(qū)或者其他地區(qū)雨期施工時(shí),應(yīng)采取措施,保護(hù)集料,特別是細(xì)集料應(yīng)有覆蓋,防止雨淋。應(yīng)根據(jù)集料及混合料的含水量及時(shí)調(diào)整加水量,在混合料運(yùn)輸時(shí)應(yīng)備有帆布覆蓋防止混合料因陽光照射失水或雨淋。在施工中如果含水量過大,在碾壓時(shí)就容易出現(xiàn)車轍,并且細(xì)料及水泥漿會(huì)隨水分一起上浮至表面,使之產(chǎn)生干縮性裂縫。(4)試驗(yàn)室及時(shí)跟蹤檢測(cè)生產(chǎn)配合比,使其級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求。拌和站操作人員應(yīng)安排責(zé)任心強(qiáng)和質(zhì)量意識(shí)強(qiáng)的人員,各料倉(cāng)上料及時(shí),并派專人負(fù)責(zé),防止料倉(cāng)出料口堵塞現(xiàn)象。嚴(yán)禁料倉(cāng)缺料或堵塞時(shí),繼續(xù)上料或采用其他料倉(cāng)補(bǔ)充。(5)水泥穩(wěn)定碎石基層施工最好選擇在春末和氣溫較高的季節(jié)組織施工,施工期的日最低氣溫應(yīng)5℃以上,在有冰凍的地區(qū),應(yīng)在第一次重冰凍到來之前半個(gè)月到一個(gè)月完成,使結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度應(yīng)力較小,水穩(wěn)層不易產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象,防止施工時(shí)因氣溫相差大產(chǎn)生溫縮性裂縫。(6)選擇合適的機(jī)械設(shè)備組合,嚴(yán)格控制混合料的壓實(shí)度,結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度越高,強(qiáng)度與剛度越高,干縮性就會(huì)降低。所以,控制好壓實(shí)度可預(yù)防裂縫產(chǎn)生。碾壓應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)及時(shí)碾壓,確保在水泥初凝前壓實(shí)成型,最好從加水拌合到碾壓完成的時(shí)間控制在2~3小時(shí)內(nèi)。碾壓完畢及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度。(7)碾壓完成檢驗(yàn)合格之后及時(shí)覆蓋養(yǎng)生,采用透水土工布及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù),確保養(yǎng)護(hù)期內(nèi)基層表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路,基層的養(yǎng)護(hù)期不宜少于7天。(8)養(yǎng)護(hù)期間盡可能的封閉交通,如遇特殊情況不能封閉交通時(shí),應(yīng)將車速控制在20KM/h以內(nèi),嚴(yán)禁重型車輛通行。(9)混合料拌和前應(yīng)反復(fù)調(diào)試拌和設(shè)備,以使拌和機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。拌制的混合料應(yīng)均勻,沒有灰條、灰團(tuán)和花面。
(1)在瀝青面層鋪筑前,應(yīng)對(duì)基層表面進(jìn)行詳細(xì)的檢查,如果表面出現(xiàn)輕微裂縫(縫寬小于3mm),可以加鋪玻璃纖維格柵(網(wǎng)格尺寸為1.5×1.5cm),可以有效的過濾基層裂縫反射至瀝青路面面層。
(2)對(duì)與瀝青路面鋪筑后,在行車荷載作用下已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫,為防止其繼續(xù)擴(kuò)大,避免雨水侵蝕,防止病害的進(jìn)一步蔓延,必須對(duì)裂縫進(jìn)行處理??捎酶男匀榛癁r青來灌縫。改性乳化瀝青在常溫和低溫時(shí)均有著較高的彈性,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(zhǎng)期、有效地封閉水穩(wěn)層及瀝青面層的裂縫。在灌縫之前,首先要用切縫機(jī)對(duì)裂縫進(jìn)行切縫處理,清除縫內(nèi)雜物,然后用吹風(fēng)機(jī)將裂縫內(nèi)塵土吹干凈,再用噴灑車的噴槍來灌縫。
基層在路面結(jié)構(gòu)層中起主要承重作用,因此,我們?cè)谒喾€(wěn)定碎石基層施工過程中首先要加強(qiáng)原材料(水泥、碎石等)的質(zhì)量控制,不合格材料嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),同時(shí),加強(qiáng)混合料配合比的設(shè)計(jì),在施工過程中,嚴(yán)格控制水泥計(jì)量和混合料的最佳含水量,做好壓實(shí)度質(zhì)量控制;養(yǎng)護(hù)期間做好基層表面的灑水覆蓋,只有我們掌握了基層了裂縫產(chǎn)生的原因,并采取一定的預(yù)防措施,才能盡量減少、防止基層裂縫的發(fā)生,才能有效控制工程質(zhì)量。
[1]JTG E51-2009公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].
[2]JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].
[3]JTGH10-2009公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].