李莉波

(洪雅縣農(nóng)村公路建設(shè)服務(wù)中心，四川 眉山 620360)

0 前 言

所謂的二級公路一般是國道和省道以及所處經(jīng)濟或地理環(huán)境較好的縣道和鄉(xiāng)道，另外，二級公路還廣泛存在于城鎮(zhèn)或市郊內(nèi)的主次干道和支線道路中，城市內(nèi)部縱橫交錯的次干路和高架路幾乎都按照二級公路標準建設(shè)，所以加強二級公路建設(shè)質(zhì)量控制是非常重要的。二級公路路面建設(shè)中最為常見的基層結(jié)構(gòu)就是水泥穩(wěn)定碎石基層，其具有的下述優(yōu)點：①強度比較高；②穩(wěn)定性比較好；③剛度比較大；④抗凍性比較好；⑤水穩(wěn)性比較好；⑥溫、干縮性小等。其成為應(yīng)用十分廣泛的公路路面建設(shè)材料。但是水泥穩(wěn)定碎石料基層也具有下述缺點：①基層整體韌性比較差；②對溫度和濕度的敏感性比較強；③非常容易受到溫度變化以及濕度變化的影響，進而引起裂縫問題，降低路面的強度以及使用性能。

1 工程概況

分析某二級公路可以知道，其設(shè)計行車速度的大小為 80 km/h，路基以及路面的寬度分別為15.0、13.5 m。路面的結(jié)構(gòu)主要包括：①4 cm 粒式改性瀝青混凝土AC-13(C)；②8 cm的粗粒式改性瀝青混凝土 AC-25(C)；③36 cm 水泥穩(wěn)定碎石(其中水泥含量控制在4.5%～5.5%，施工階段天氣溫度變化為15 ℃～20 ℃)；④20 cm 低劑量水泥穩(wěn)定碎石。在實際施工的過程中，位于K32+400～+80段的水泥穩(wěn)定碎石基層表面通過WTU95D攤鋪機進行攤鋪，在壓實度達到設(shè)計要求時，已經(jīng)鋪筑的水泥穩(wěn)定碎石基層先用過塑料布覆蓋后再通過麥草攤平鋪在塑料布上，確保碎石基層的工程質(zhì)量?；鶎拥淖钤琊B(yǎng)生時間為：在基層碾壓成型4 h后開始用自噴式灑水車灑水養(yǎng)生，始終保持基層表面的濕潤性，養(yǎng)護時間為8天。但是在其攤鋪完成之后的10天出現(xiàn)了比較多的橫向裂縫。為此，本文對水穩(wěn)碎石基層裂縫的成因進行了詳細分析，并結(jié)合實際情況給出了相應(yīng)的防治措施。

2 水穩(wěn)碎石基層裂縫的實際情況

建筑施工團隊安排專人對該二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層所存在的裂縫問題進行了詳細的調(diào)查，結(jié)果顯示：路面的裂縫順著道路的走向呈現(xiàn)規(guī)則的分布，間距的大小在10～20 m，裂縫的寬度則在3～5 mm不等，甚至有些裂縫已經(jīng)達到了18 mm寬度，如圖1所示。

圖1 某二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫

3 二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫問題的成因

對于水泥穩(wěn)定碎石基層來說，其作為一種半剛性的結(jié)構(gòu)主要是將下述幾種物質(zhì)按照固定級配進行攪拌之后碾壓成型：①集料；②水泥；③水，并在經(jīng)歷一定的時間養(yǎng)護之后達到預(yù)期強度性質(zhì)的路面基層結(jié)構(gòu)。

3.1 干縮作用的影響

對于水泥穩(wěn)定碎石來說，其在被壓實成型后，如果沒有對其進行合理有效的養(yǎng)生，那么混合料就會在發(fā)生凝結(jié)硬化的過程中，因為水泥與水之間所存在的水化反應(yīng)而產(chǎn)生一定的水化熱，進而蒸發(fā)水穩(wěn)基層所含有的水分，引起混合料的收縮現(xiàn)象，再加上水穩(wěn)基層所具有的比較小的抗拉強度，最終形成干縮裂縫。

3.2 溫縮作用的影響

對于水泥穩(wěn)定碎石基層來說，其屬于半剛性體，因而具備熱脹冷縮的能力。而該二級公路所處地區(qū)具有非常大的溫差，再加上水穩(wěn)基層內(nèi)部結(jié)構(gòu)組合物料在固體、液體以及氣體狀態(tài)下所具有的溫縮系數(shù)存在比較大的差異，就會導(dǎo)致溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。一旦溫度應(yīng)力的大小超過結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力的臨界值就會導(dǎo)致溫縮裂縫。

3.3 離析現(xiàn)象的影響

對于離析現(xiàn)象來說，其主要指的是水穩(wěn)基層粗細料發(fā)生集中的現(xiàn)象，也就是通常所說的級配變異現(xiàn)象，離析現(xiàn)象的主要影響就是會引起水穩(wěn)基層的強度不均。

1)放料離析。主要發(fā)生在水穩(wěn)混合料的攪拌過程。若是在攪拌站輸出時的出料高度較高，那么就會造成混合料堆體高度較高，再加上成品倉缺少攪拌裝置，沒有采取間歇放料的方式，就非常容易造成放料離析的問題。

2)顛簸離析。主要發(fā)生在水穩(wěn)材料的運輸過程中。運料車在運輸行駛過程中速度控制較差，存在急起急停的情況，發(fā)生較為強烈的顛簸振動就會造成顛簸離析問題。

3)卸料離析。主要發(fā)生在水穩(wěn)材料的卸料過程中。運料車在向攤鋪機受料斗卸料過程中速度過快，車廂提升速度不夠均勻，并且車廂的傾斜角度較大(超過30°)等都容易造成卸料離析問題。

4)攤鋪離析。主要發(fā)生在攤鋪過程中速度不夠均勻，存在時快時慢的問題，從而造成混合料堆積，每一次攤鋪的寬度不夠均勻等都容易造成攤鋪離析問題。

5)找平離析。主要發(fā)生在水穩(wěn)材料的找平過程中。人工找平時采取揚鍬遠拋的方式就容易造成找平離析問題。

在本研究中，在綜合考慮開裂路段取芯實際情況以及室內(nèi)試驗相關(guān)結(jié)果的基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)水泥穩(wěn)定碎石所具有的抗壓強度明顯比設(shè)計值要大，僅僅只有極個別的細集料偏多的芯樣強度會相對比較低，因而非常容易引發(fā)離析問題。

3.4 養(yǎng)生不及時的影響

如果對于水穩(wěn)基層固體的養(yǎng)生工作做的不到位，那么也會由于水化反應(yīng)的存在而引發(fā)水化熱，進而導(dǎo)致水分的蒸發(fā)，進一步加大固體顆粒之間所具有的分子力，使得相鄰顆粒之間的吸引力變大，最終引起水穩(wěn)基層的變型問題。

3.5 其他原因的影響

根據(jù)當?shù)鼗鶎恿芽p路段的實際調(diào)查情況，可以發(fā)現(xiàn)與正常路段相比較而言，裂縫段水穩(wěn)基層芯樣的成型情況在穩(wěn)定性方面相對比較差，具有比較大的變異性，分析發(fā)現(xiàn)主要是由于秋冬季節(jié)下水分蒸發(fā)速度比較慢，水泥終凝時間明顯減少或者是由于工作人員在攤鋪工作的時候沒有以當?shù)靥鞖鉃橹饕罁?jù)對水泥和水的用量進行有效調(diào)整。進而導(dǎo)致在碾壓的時候因水分比較多而出現(xiàn)干縮性裂縫問題。除此之外，還應(yīng)該在施工過程中對灰劑量進行嚴格的控制，避免因為灰劑量過高而引發(fā)收縮裂紋。

4 二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的防治技術(shù)

4.1 合理設(shè)計配合比

為實現(xiàn)對配合比的科學(xué)設(shè)計，可以從以下幾方面進行考慮：首先以室內(nèi)7天無側(cè)限抗壓強度為主要依據(jù)實現(xiàn)對水泥劑量的合理選擇，本文研究工程建議采用低水泥劑量。其次在集料級配工作過程中應(yīng)該實現(xiàn)對細料含量的嚴格控制，并對超粒徑現(xiàn)象進行合理管控。此外為有效提高水泥穩(wěn)定碎石的溫縮性能，還應(yīng)該適當?shù)靥砑酉鄳?yīng)的粉煤灰以及減水劑，并通過恰當摻加聚丙烯纖維來達到增強其韌性的目的。最后，一旦集料發(fā)生變化，就需要及時調(diào)整級配，避免水穩(wěn)基層細集料出現(xiàn)偏多問題，有效保障施工的整體質(zhì)量。

4.2 加強對原材料的控制力度

在實際施工的過程中，相關(guān)施工企業(yè)應(yīng)該進一步加強對于水穩(wěn)拌和站料源的管理力度，對于混合料中粒徑在0.075 mm以下的礦粉含量要進行嚴格的控制。主要是因為一旦混合料中粒徑在0.075 mm以下的礦粉含量超過標準之后就會導(dǎo)致水泥用量的增加，進而引起公路表面出現(xiàn)起皮問題，不僅降低了水穩(wěn)基層的實際建設(shè)質(zhì)量，而且還會導(dǎo)致其所具有的使用性能比較差。

4.3 加強對現(xiàn)場攤鋪工作的控制力度

在實際從攪拌站運輸水穩(wěn)混合料的過程中應(yīng)該注意適當?shù)亟档统隽蠒r候的高度，并在成品倉位置設(shè)置相應(yīng)的攪拌裝置。除此之外，還應(yīng)該注意：①保證裝料的均勻性；②適當降低裝料堆體的高度；③運料車輛保持勻速行駛，做到平穩(wěn)起步剎車，避免強烈顛簸；④在實際進行卸料的時候，應(yīng)該注意緩慢均勻地提升車廂，并保證傾斜車廂的角度小于等于30°；⑤在實際攤鋪的時候應(yīng)該均勻轉(zhuǎn)動螺旋布料器。

4.4 強化對水穩(wěn)基層的養(yǎng)生

在完成攤鋪工作之后，相關(guān)工作人員應(yīng)該加強對水穩(wěn)基層的養(yǎng)生。較為常見的水穩(wěn)基層養(yǎng)生方法包括“覆蓋補水養(yǎng)生”以及“覆蓋密閉養(yǎng)生”等方式，

1)覆蓋麻袋、草簾或者土工布進行養(yǎng)生。完成水穩(wěn)碎石基層攤鋪碾壓后可以在基層表面覆蓋麻袋、草簾或者土工布，之后通過灑水車利用噴霧式灑水方式在覆蓋材料上灑水，確保水泥穩(wěn)定碎石基層表面的濕潤性。要根據(jù)天氣的具體情況調(diào)整灑水的頻次和灑水量，一定要保證灑水的及時性和水量，正常情況下養(yǎng)生時間要≥7天。

在補水養(yǎng)生過程中需要進行交通封閉，防止基層表面強度不足情況下受到車輛行駛的影響。在水泥穩(wěn)定碎石基層強度滿足設(shè)計標準、養(yǎng)生結(jié)束之后撤去麻袋、草簾或者土工布，同時將水泥穩(wěn)定碎石基層表面清理干凈。

2)薄膜覆蓋養(yǎng)生。路面攤鋪碾壓合格后在基層表面覆蓋密封薄膜，通過薄膜的隔水作用能夠確保薄膜下基層的濕度，此種養(yǎng)生方式的濕度較大并且穩(wěn)定性較好。為了確保較好的養(yǎng)生效果，一定要確保薄膜覆蓋到位，并且避免被風(fēng)刮起而影響到養(yǎng)生效果。

3)透層以及稀漿封層養(yǎng)生。完成基層攤鋪碾壓之后在基層表面稍干燥之后立即撒布乳化瀝青透層油，透層油破乳之后要相隔1～5天鋪筑稀漿封層，這樣就會在水泥穩(wěn)定碎石基層表面形成較好的密封層。

4.5 對于水穩(wěn)基層切縫的處理

為有效避免水穩(wěn)基層出現(xiàn)溫縮裂縫以及干縮裂縫問題，相關(guān)工作人員可以實現(xiàn)對水穩(wěn)基層的表面進行合理的縮縫切割。主要的處理方式為在每間隔5 m的距離通過切割機沿著道路縱向的方向切出一道寬度為3 mm且深度為5 mm到8 mm的縮縫，并在縫內(nèi)灌入乳化瀝青。通過提前釋放水穩(wěn)基層收縮應(yīng)力的方式達到避免裂縫出現(xiàn)的目的。

5 結(jié)束語

綜上可知，由于水穩(wěn)基層所使用的材料對于溫度以及濕度比較敏感的特性，使得其非常容易出現(xiàn)反射裂縫。為此，可以通過及時處理和跟蹤裂縫路段實際情況的方式，避免路面出現(xiàn)嚴重裂縫問題，保障公路的正常使用，最終實現(xiàn)公路建設(shè)企業(yè)的長遠發(fā)展。本文主要以某案例分析二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫問題的成因，在此基礎(chǔ)上提出了二級公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的防治技術(shù)。通過本文的介紹能夠?qū)Χ壒匪€(wěn)碎石基層裂縫控制提供一定參考和幫助，對于提升二級公路建設(shè)質(zhì)量具有現(xiàn)實意義。

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