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论沥青道路水泥稳定碎石基层开裂成因及对策

2018-02-13蒋五一

建材与装饰 2018年5期
关键词:集料含水量碾压

蒋五一

(广德县交通基本建设工程质量监督站 安徽省广德县 242200)

1 水稳基层裂缝分析

水泥稳定碎石基层是通过将一定级配的集料和水泥、水在一起拌合,然后经过机械摊铺并在最佳含水量状态下进行压实,在养生后便可达到规定强度的路面基层结构,水稳基层一般是半刚性的材料结构。水泥稳定碎石基层产生裂缝是造成沥青混凝土面层出现病害的重要因素之一。裂缝出现的时间也各有不同,早期出现的裂缝是在水稳基层养生阶段出现的,后期在沥青混合料路面使用过程中由于行车作用荷载的反复作用下也会出现,一般情况下是由于水稳层出现裂缝从而导致沥青混合料面层出现相对的反射裂缝。水稳裂缝主要分为以下几类:温缩裂缝、干缩裂缝、纵缝、网状裂缝。

(1)温缩裂缝的出现主要是由于水泥稳定碎石中占有约5%的水泥,由于在水泥稳定碎石硬化初期,水泥水化会释放出大量的热,但是混合料的散热较慢,所以会出现热胀冷缩的情况,如混合料内部温度较高时会发生膨胀,如因气候影响外部气温较低时则会出现收缩,内部出现膨胀外表出现收缩,这样就会相互制约,在基层上产生较大的拉应力,一旦产生的拉应力超过水稳基层的极限抗弯拉强度,这时就会出现温缩裂缝,温缩裂缝的出现大多是以横向扩散的。

(2)干缩裂缝是由于水泥稳定碎石在较为干燥空气环境中发生硬化时,水分会苏浙硬化而蒸发,从而导致混合料的体积也相应的减小,在基层上每间隔一定的距离就会出现干缩裂缝。水泥稳定碎石基层出现干缩裂缝的原因也有很多,和混合料中的水泥、水以及碎石等集料都有很大的关联,比如水稳在硬化的过程中,水泥和水发生水化反应,会散发掉大量的水分,如果水泥占比例大的话散发的水量也会随之变大。

(3)纵缝的出现一般都是由施工技术因素导致的,出现时间通常在水泥稳定碎石基层在施工初期。出现纵缝的原因很大程度是由于压实工艺不规范或者达不到设计规范导致部分土基压实度不高或者基层压实度没有达到规范要求从而引发水稳基层出现纵缝。在施工时需要进行分层碾压作业,第一层摊铺碾压过后其厚度通常在15cm左右,虽然等到养护时间达到后再进行第二层施工,但是由于厚度不够承载能力依然不高,容易导致纵缝的产生。

(4)网状裂缝通常就是我们所说的龟裂,产生的原因通常是基层局部弯沉太大,在外力的荷载作用下出现的裂缝。在裂缝产生初期基本是网状的细裂纹,但是随着水分的不断流失和散发,裂纹就会逐渐的扩大成裂缝,再加上地表水或者雨水渗入,在受到外界荷载作用下可能会出现翻浆等路面病害。

2 水稳裂缝的防治对策

(1)对水稳碎石基层原材料的选用。首先是水泥,对于施工所用水泥质量要进行严格的把控,在检验符合标准后方可进场使用。为了确保水泥稳定碎石基层在施工时有充分的时间进行各工序的施工,因此,对水泥的终凝时间有所要求,通常时间需要6~10h。在夏季温度较高时由于表面层的凝结时间更快,水泥终凝时间需要达到10h,气温处于20℃左右时终凝时间在六小时便可。水泥可以采用32.5R普通硅酸盐水泥,水泥和碎石的配比中水泥约占5%。对于混合料的集料也要进行严格的级配控制,因为集料的大小会影响到水稳碎石的强度和平整度,当碎石的粒径较粗时其强度也高,出现温缩、干缩裂缝的概率就会减小。

(2)混合料的含水量也是导致基层裂缝的重要因素,水稳基层是水泥与集料发生水化反应的物质,因此,含水量的大小直接影响到压实作业的质量,是确保路基压实度和防止裂缝出现的关键因素。特别是在夏季施工时,对于集料的含水量要比最佳含水量大1%左右,因为夏季气温较高蒸发量大,并且在运输、碾压过程中还有部分水分流失,碾压的过程中容易出现起皮,压实质量难以得到控制;但是混合料的含水量过大时压实施工时集料又会粘在压实机械上,造成基层表面起拱并且在施工完成后水分散失的也越多,造成的裂缝也就越多,因此施工过程中含水量一定要进行严格的把控。

(3)水稳碎石压实度控制,水稳碎石混合料压实度控制是基层混合料强度能否达标的主要因素之一。虽然在施工时面层会使用补强钢筋进行加固,但如果基层压实强度不符合规范仍然会出现很多质量问题。在施工时要注意压实机械的选用和配合,碾压是按初压、复压、终压三个阶段进行。初压时采用振动压路机静压一遍,碾压速度控制在4km/h左右,保证混合料的稳定性。复压时采用重型振动压路机强振三遍,速度控制在3km/h左右。终压时采用胶轮压路机碾压两遍,碾压速度在6km/h以内。

3 结束语

水泥稳定碎石基层的运用已经非常广泛,其施工技术也日趋成熟,但是由于施工现场条件复杂多样,容易导致其技术指标控制不当或者受外界因素干扰严重,如地质条件、自然气候、车辆荷载等因素容易使得水泥稳定碎石基层出现裂缝等病害,对于裂缝的治理现在还没有一套较为系统的体系和成熟的施工技术。本文就水稳基层的裂缝病害成因进行分析,然后提出相应的治理措施,希望能够为公路工程的建设作出一份绵薄的贡献。

[1]李世鑫.浅析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治方法.科技信息,2007.

[2]韩如福.浅析水泥稳定碎石基层裂缝的成因及处理措施工程技术,2010.

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