祁斌強
【摘 要】水穩(wěn)碎石具有較強的抗凍性能,水穩(wěn)性高,耐沖刷,因此在路面施工過程中應(yīng)用非常廣泛,但此種材料對于溫度、濕度等變化會產(chǎn)生強烈的反應(yīng),容易引起溫度裂縫、干濕裂縫等問題,影響施工質(zhì)量。基于此,本文對水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫類型以及成因作了總結(jié),重點對基層裂縫的防治方法與處理措施作了介紹,只有較好處理水泥穩(wěn)定碎石基層施工中的裂縫問題,才能保證施工質(zhì)量,提高公路運行性能。
【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定碎石基層;裂縫;成因;處理;防治
在公路水泥穩(wěn)定碎石基層建設(shè)時,水穩(wěn)碎石有很好的力學(xué)性能和板體性能,并且隨著使用時間的延長,其強度會越來越好,但若施工過程出現(xiàn)差錯就易導(dǎo)致收縮裂痕,破壞碎石基層,從而使得路面結(jié)構(gòu)強度下降,影響路面的正常使用。因此在具體使用時需揚長避短,并采取有效的措施加以全面控制。
1 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫類型以及成因
1.1 溫縮裂縫
水穩(wěn)碎石中含有5.0%的水泥成分,且當(dāng)水泥所處的外部環(huán)境溫度或是其自身的內(nèi)部溫度發(fā)生一定變化時很容易發(fā)熱,加之當(dāng)水泥在發(fā)熱過程受到其它條件的干擾時,散熱比較緩慢,而這就會因熱量無法及時散出引發(fā)內(nèi)部溫度升高,熱脹冷縮,使得內(nèi)部體積膨脹,一旦外部遇到比較寒冷的天氣時,就會發(fā)生收縮,加之內(nèi)漲外縮互相作用,其會產(chǎn)生較大的應(yīng)力,而當(dāng)應(yīng)力的變化超出其自身極限抗彎拉伸強度時,就會促使溫縮裂縫的產(chǎn)生。
1.2 干縮裂縫
水穩(wěn)碎石是在比較干燥的空氣中完成硬化處理的,伴隨著水分的流失和減少,其體積會發(fā)生收縮變形,且每間隔一段距離就會產(chǎn)干縮裂縫,同時水穩(wěn)碎石裂縫的產(chǎn)生和水泥、集料等之間存在非常緊密的關(guān)聯(lián),水泥劑量偏大,混合料在凝結(jié)硬化過程中,因水泥與水起水化反應(yīng)會消耗大量的水分,而水泥劑量越高,消耗的水分越多,其就越容易產(chǎn)生收縮,如果收縮被束縛,就很可能產(chǎn)生裂縫,而另一方面,如混合料的含水量過低就不能保證水泥穩(wěn)定碎石水化作用所需要的足夠水分,且沒法形成一定的強度,因此壓實度就無法保證;如果是含水量少的話,水泥穩(wěn)定碎石成型后會有多余的游離水分填充空隙,當(dāng)其揮發(fā)后,細(xì)料及水泥漿會隨水分一起上浮至表面,使之產(chǎn)生干縮裂縫。
1.3 沉降裂縫與縱向裂縫
水穩(wěn)碎石在早期的施工過程中,施工控制不當(dāng)會引起施工裂縫,而其最大的原因就是局部土基壓實度、基層壓實度沒有達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求,在重壓下產(chǎn)生了反射裂縫,且在路面上形成了高低不等的裂縫差。同時由于基層厚度增大,在分層碾壓處理時厚度比較薄弱,因此易形成縱向裂縫。
2 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫防治方法
2.1 干縮裂縫的防治
干縮是由于水泥本身性質(zhì)所決定的,加之由于干縮作用引起水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生裂縫是不可避免的,因此為減小裂縫應(yīng)從以下幾個方面入手:(1)水泥摻入量的控制;水泥穩(wěn)定碎石主要解決路面結(jié)構(gòu)整體強度問題,設(shè)在路面下的基層從強度來考慮是最為合適的。由于水泥摻入量越多,強度越高(指在最佳摻入量范圍內(nèi)),干縮也隨之越大,因此裂縫會更嚴(yán)重,而摻量過少會滿足不了強度要求,因此應(yīng)該合理控制水泥的摻入量。(2)拌和均勻;拌和不均,石料表面沒有水泥或局部水泥過多,不僅影響基層強度,還會因水泥過多致使干縮加大,因此拌和必須均勻,且最好采用廠拌方式。(3)摻入抗收縮外摻劑,如抗裂劑,鋼纖維等來減輕裂縫。(4)壓實;碾壓過程中控制碾壓設(shè)備質(zhì)量、碾壓時間、碾壓遍數(shù)等,碾壓完成后按規(guī)范要求檢測壓實度。(5)養(yǎng)生;養(yǎng)生好壞對干縮影響非常大,為減小由于干縮引起的裂縫,加強養(yǎng)生與延長養(yǎng)生時間是非常重要的。
2.2 溫度收縮裂縫
水泥與碎石、石粉等骨料加水拌合,運輸?shù)浆F(xiàn)場攤鋪、碾壓成型后,如果在這個期間由于受到養(yǎng)護不足或是晝夜溫差較大的影響,容易造成基層表面與內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的溫差,并積聚一定的收縮應(yīng)力,從而產(chǎn)生橫向開裂,尤其是局部細(xì)集料集中,粗集料不足的離析路段,同時由于粗集料的減少會使基層結(jié)構(gòu)內(nèi)容部的內(nèi)摩擦力降低,在應(yīng)力作用下極易出現(xiàn)開裂。因此在施工中,我們要做好對基層結(jié)構(gòu)的養(yǎng)生,并應(yīng)盡量選擇在熱季施工,以有利于水穩(wěn)碎石基層強度的增長和減少溫縮應(yīng)力的產(chǎn)生,從而達到預(yù)防橫向裂縫產(chǎn)生的目的。
3 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫處理措施
3.1 原材料的控制
(1)水泥;如水泥放置時間較長,會使受潮與石料粘結(jié)因強度下降產(chǎn)生裂縫,如選用終凝時間短的水泥。同時由于施工等原因,在碾壓成型時水泥已經(jīng)凝固,而此時碾壓必然會將已凝固的水泥壓裂,且水泥與碎石會產(chǎn)生脫離,即使壓的再好,水泥也無法和碎石粘在一起,最后還會影響水泥穩(wěn)定碎石基層的質(zhì)量。因此應(yīng)選用終凝時間長(宜在6小時以上)的普通硅酸鹽水泥,而塊硬水泥、早強水泥則不能選用,宜選用低標(biāo)號水泥(如32.5號)。(2)碎石;碎石質(zhì)量的好壞對強度和穩(wěn)定性影響很大,且水泥穩(wěn)定碎石的整體結(jié)構(gòu)強度主要靠碎石間嵌擠作用而形成。因此要求碎石壓碎值小于30%,最大粒徑不超過30mm,且碎石要干凈,級配合理,有機質(zhì)、硫酸鹽等含量均應(yīng)符合規(guī)范要求。(3)對于采石場表層的土石混合物在碎石生產(chǎn)加工時一定要清理干凈,且為便于清除殘土,在片石投入破碎機之前,要使用振動傳輸帶上料機,并禁止采用裝載機將土石混合物一起投入破碎機,以防砂石料中泥塵含量過大,從而促使施工后期裂縫的產(chǎn)生。(4)施工材料在施工過程中要避免在強光下曝曬,因為太強的陽光或太高的溫度會引起水泥穩(wěn)定碎石基層原材料的溫度升高,影響后期施工,因此可用薄膜等工具給原材料做好避陰工作。
3.2 含水量的控制
在施工期間需根據(jù)天氣情況、運距遠近,及時調(diào)整混合料的含水量,同時對于不同情況要區(qū)別對待,比如在多雨地區(qū)施工時應(yīng)設(shè)置雨棚,且須保證細(xì)集料不被雨淋,并應(yīng)根據(jù)集料的含水量及時調(diào)整用水量。其次在混合料運輸過程中應(yīng)備帆布覆蓋,以防止混合料因陽光照射失水或雨淋,且需使混合料到達施工現(xiàn)場攤鋪完畢碾壓之前時的含水量略高于最佳含水量。
3.3 加強水穩(wěn)基層建設(shè)管理
在水泥穩(wěn)定碎石基層的施工環(huán)節(jié)中,一定要保證建設(shè)的質(zhì)量,不能出現(xiàn)豆腐渣工程建設(shè),且須提高基層的施工質(zhì)量,大量事實告訴我們,在水泥穩(wěn)定碎石基層材料的強度不平衡、分散化,碾壓過程的水分含量過大、壓實程度不夠等方面重視度不夠,處理得不好,就會導(dǎo)致基層的裂縫越來越多,從而影響道路安全和交通運轉(zhuǎn)的順利。通過以上預(yù)防措施可有效降低裂縫產(chǎn)生的概率,不過裂縫現(xiàn)象很難徹底杜絕,對于已出現(xiàn)的裂縫,如果是在養(yǎng)護期間產(chǎn)生的,可通過彎沉檢測進行測試,或者用以下措施進行處理:(1)碾壓完成壓實度檢測合格后,需及時覆蓋薄膜養(yǎng)生,并始終保持表面濕潤,養(yǎng)生期間嚴(yán)禁車輛通行;(2)在不擴大裂縫的前提下進行灌縫施工。
4 總結(jié)
總之,在水穩(wěn)碎石基層路面施工過程中,要想更好的防治裂縫,就必須從原材料、施工技術(shù)、施工方式、養(yǎng)護等各個方面加強管理,一旦出現(xiàn)裂縫,應(yīng)第一時間加以處理和改善,保證基層路面施工質(zhì)量達到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)要求,延長道路使用壽命,從而有效降低裂縫發(fā)生率,達到基層路面的標(biāo)準(zhǔn)使用效能。
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