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如何防治公路施工中水稳基层的裂缝

2019-07-11李妍妍张娜

卷宗 2019年17期
关键词:公路施工裂缝

李妍妍 张娜

摘 要:水稳基层是沥青路面的重要组成部分,直接影响着沥青的稳定性和坚固性。需要充分重视水稳基层的作用,在应用的过程中进行全面控制。本文对水稳基层的概念、裂缝出现的原因等进行了详细分析,并提出了针对性的控制措施,旨在实现良好的施工效果,在降低成本的基础上实现良好的施工效果。

关键词:公路施工;水稳基层;裂缝

1 水稳基层概述

水稳基层称为水泥稳定砂砾层,是指将水泥作为结合料加入砂砾中,通过摊铺、振捣、压实等工作手段得到混合料形成水泥稳定土,达到道路工程养护的目的,水泥稳定土包括水泥稳定细粒土、中粒土和粗粒土。水稳基层的作用原理为选取级配砂砾作为骨料,在砂砾空隙之间加入水泥材料形成水泥稳定土,根据嵌入原理实施摊铺、振捣、压实等工作。水稳基层在初始阶段具有较高强度,水稳基层的强度随着使用时间的增加而增加,并很快形成坚固的整体,水稳基层形成后,由于其强度很高,因此其可以作为道路工程路面基层施工中的最佳材料。

2 水稳碎石裂缝类型及产生原因

2.1 干縮裂缝

水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时,随着水分的减少,体积将收缩变形,每隔一段距离产生均匀的干缩裂缝。水泥稳定碎石产生干缩裂缝的原因与其水泥、水和碎石集料都有很大的关系。一方面混合料在凝结硬化过程中,水泥与水起水化反应,消耗大量的水分。水泥含量越高,则消耗的水分越多。另一方面,碎石集料表面也要吸附水,集料中的细料成分越多,表面吸附的水分就越多。再者,基层施工过程中,含水量越大,蒸发散失的水分就越多。因此就越易产生干缩裂缝。

2.2 温度裂缝

水泥的无机结合料内部是由不同的矿物颗粒组成的三相,即固相、液相和气相。在温差的作用下,水泥的无机结合料内部就会发生热胀冷缩的现象,从而引起体积的变化,进而发生温缩性裂缝。混合料中通常是含有5%左右的水泥,正是由于混合料中含有一定比例的水泥成分,所以水泥稳定碎石具有热胀冷缩的性质。当混合料发生硬化时,水泥发生水化作用会释放出相当多的热量,但由于其内部散热缓慢,所以其内部温度会比较高。温度越高,其内部体积膨胀程度就越大,而水泥的外部是很容易遇冷发生收缩,这样其内部不断的膨胀,外部不断的收缩,内外之间就会产生一个比较大的应力。

2.3 沉降裂缝

沉降裂缝是水稳基层在施工过程中出现局部沉降现象,而在公路压实过程中没有按照标准操作进行,进而在压实重车的压力下而产生的一种裂缝。一般情况下,公路施工中的碾压过程都是分层进行的。每层基层的压实都应该严格按照施工标准进行,压实后基层的厚度要符合标准要求。然而实际上,由于施工技术不到位等原因,会出现局面基层压实度不符合要求。如果没有及时发现并采取相关措施,那么再次压实的时候,在重力的作用下,水稳基层会形成局部反射裂缝。沉降裂缝的出现,对于公路工程质量所带来的影响是非常直接的,特别是在私家车数量不断增多的背景之下,该裂缝问题如果没有能够得到有效的处理,就容易引发各种各样的交通安全事故。

3 裂缝的防治措施

3.1 控制原材料

要想有效预防公路施工中水稳基层裂缝问题,就要不断加强对于原材料的控制力度。科学分级相关的材料,为了后期能够有效掺配,要用天然砂砾作为底基层,并用振动筛进行分级,通常可以分为四档,再用碎石作为基层,用反击破碎设备来生产碎石,也可以将其进行对应分层。同时还要加强对于0.075mm以下细集料的含量控制,因为0.075mm以下含量的细集料,会导致水稳半刚性基层干缩裂缝和温缩裂缝,其含量越大,收缩性也就越强,塑性也就越大,则裂缝就越多,因此这就要加大对于0.075mm以下细集料的控制力度。另外还要加强对于用水无机盐含量的控制,因为矿料内的镁离子、钙离子会和水稳结构中的硫酸离子、氯离子产生反应,从而产生膨胀裂缝,影响工程施工的质量。

3.2 配合比设计

合理的级配是半刚性基层强度形成的重要保证,也是防止裂缝产生的重要环节。集料的级配决不允许超出规范上限要求,宜在中值稍偏下,既能保证骨料嵌挤密实,又能控制0.075mm以下粒径含量,防止细料增多使基层的干缩性应力增加。4.75mm筛孔通过量控制在中值,通过率过大,细集料偏多,易出现裂缝;通过率过小,粗集料偏多,摊铺时易产生离析,使基层强度不均匀。在配合比设计中,基层强度取值要考虑全面,原则上是通过调整集料级配来提高强度,降低水泥使用剂量,水泥剂量是影响基层裂缝产生的一个重要因素,试验表明,水泥剂量超过5%时裂缝数量将明显增加。

3.3 施工控制

在公路施工中水稳基层质量监管工作中,要想从根本上保证施工监督防控工作的合理性,就要按照标准化流程对施工质量进行集中约束。第一,要对原材料进行质量监管和控制,结合施工项目的实际规划按照设计要求选择更适合的水泥级配,一般采取的是32.5级或者是大于32.5级别的硅酸盐水泥,确保初凝时间在3h以上、终凝时间在6h~10h。结合施工项目对具体参数进行指标判定,从根本上维护质量管理效果。第二,完善施工准备工作。首先,相应施工人员要对基底进行彻底清扫,确保下承层平整、密实且没有松散层。需要注意的是,在实际清扫过程中,要指派专人进行路床边缘虚土的处理,保证摊铺机前至少有500m的作业面。其次,要摊铺过程中维持下承层的湿润程度,避免路床表面出现异常的泥状或积水问题,从根本上提高应用管理工序的合理性。最后,要对施工路面的底基层、基层进行质量监督和管理,并且利用撒水泥的方式合理性增强整体结构的粘结效率,对应的水泥用量要按照1kg/m2进行控制。

3.4 有效落实养护工作

在水稳基层裂缝的防治中,加强养护工作是非常关键的一个环节。当水稳基层经过碾压成型后,应该要定时对其进行洒水。在不同的季节施工,所采用的养护措施也会有所差异。当施工季节为温度较高的夏季,则要利用科学的措施有效降低水稳基层表面与内部的温度差,避免温度裂缝的形成。在冬季施工后,要对水稳基层采取一定的防冻措施,避免温度过低而使得基层内水分结冰,导致基层体积膨胀。可以用麻袋或者是塑料薄膜将基层表面覆盖住,降低外界环境对水稳基层的影响。一旦基层由于结冰而膨胀,当天气回暖后,冰融化体积减小,就会形成裂缝。因此,在施工后,不管是外界环境如何,都应该要采取措施,做好水稳基层的养护工作。

4 结语

在公路施工中水稳基层质量管理工作中,相关人员需要结合实际情况,对存在的问题进行详细分析,将水文、气候、土壤等情况进行全面性了解。在此基础上,结合裂缝的类型和出现的原因,按照规定的流程,做好原材料的控制、配合比设计、施工细节、养护等工作,降低裂缝出现的概率,切实提高公路工程的质量,实现理想的经济效益和社会效益,为国民经济的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]彭斌.公路施工中水稳基层裂缝的防治措施[J].交通世界,2016(11):30-31.

[2]赵永胜.公路施工中水稳基层裂缝的防治措施[J].建设科技,2017(05):94-95.

[3]朱成华.高速公路水稳基层施工裂缝预防措施探讨[J].门窗,2014(08):411.

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