Question

论水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及防治措施:水泥稳定碎石基层裂缝

Answer 1

　　【摘 要】公路病害研究是一个系统的复杂的工程，随着公路建设的不断发展，交通运输量随之增多，车辆承载力也加大，同时对道路标准的要求也日渐提高。只有在实践中不断摸索研究，吸取经验，总结教训，才能不断提高公路质量。本文主要对水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及怎样防治进行了分析。
　　【关键词】水泥碎石;危害；裂缝原因；施工工艺；防治措施
　　1 水泥稳定碎石基层裂缝的现象及危害
　　水泥稳定碎石基层是一种半刚性结构。水泥稳定碎石基层易产生裂缝的问题是影响沥青混凝土路面早期破损的关键原因之一,也是许多科研人员一直想方设法研究解决的问题。这种裂缝是很有规律性的,一般在基层顶面横向每隔5 m～10 m一条,缝宽0.5 cm～4 cm。出现较早时在水稳基层摊铺完成后一个月内就开始出现,有的在沥青混凝土路面通车后1～2个月内开始出现,这是由于水泥稳定基层裂缝反射上去造成的。
　　基层裂缝的危害有两个方面:（1）降低基层的整体强度;（2）发展后会形成反射裂缝,使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝、起拱。出现第二种情况后,若不及时处理,雨水从裂缝内向下渗透,沥青混凝土和基层裂缝缝隙处充满自由水,在车辆荷载反复冲击下,就会使沥青混凝土路面出现坑洞、碎裂、松散,造成沥青混凝土路面早期破损,影响其使用寿命和路面行车的质量及舒适度。
　　2 水泥稳定碎石基层裂缝产生的主要原因
　　2.1 集料的影响
　　集料的级配不佳、细粉料含量多是导致水稳基层产生裂缝不可忽略的因素之一。使用级配不佳的集料，粗、细集料集中现象普遍存在，其结构强度的均匀性较差，弯沉值的变异系数大，水稳基层悬空系数大。粗集料集中部位强度高，细集料集中部位强度低，且干缩系数大，在内应力或荷载外力作用下使水稳基层从强度较低断面处开裂。粒料小于 0．075 mm 的细粉料偏多，粉料不但本身含有塑性，而且集料本身不可避免地含有少量的土掺入，使塑性指数增大。矿料的细粉料含量和塑性指数是影响水稳基层干缩应变的主要因素之一，且干缩系数随细粉料的含量和塑性指数的增大而增大。细粉料过多和塑性指数过高的矿料铺筑的水泥基层产生裂缝的概率大。
　　2.2 水泥的品种及剂量影响
　　水泥作为唯一的一种稳定剂，其质量至关重要，它的矿物成份优劣及剂量大小是水稳基层是否产生收缩裂缝的主导因素。通常认为，各种类型的水泥都可用于稳定土，然而，实践证明，对同一种集料，水泥矿物成份是决定水稳集料强度高低的主要因素。经试验确定，硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥则较差。特别是一些小厂生产的水泥，硅酸二钙和铝酸三钙含量较高，或者含有较高的有害杂质，会使水稳层的稳定性降低，产生过大的收缩，从而导致收缩裂缝的产生。
　　水稳集料的强度随水泥剂量的增加而增加，但过多的水泥用量虽然可以获得强度的增加，同时也会产生较大的收缩和较多的裂缝，在经济上也是不合理的。如果水泥用量过大，收缩量必将加大，产生收缩裂缝的可能性也随之增多。另外，不同批次生产的水泥，特别是不同厂家、不同标号的水泥混用，产生裂缝的可能性也是相当大的。
　　2.3 施工因素的影响
　　(1)混合料的拌和
　　如果混合料拌和不均，使局部粗、细集料集中，或局部水泥剂量过大，都可导致裂缝产生。
　　(2)混合料的运输、摊铺
　　混合料拌和后，未能及时运至施工现场; 或者因运输距离长、混合料在运输过程中未采取覆盖措施，使混合料的水分散失;以及摊铺段过长使混合料的水分蒸发过大，都可造成水稳基层表面失水干燥产生干缩裂缝。如果在运输过程中出现严重颠簸使混合料产生离析，或者摊铺不均时亦可产生粗、细集料集中现象而导致裂缝产生。
　　(3)含水量控制不佳
　　含水量是影响水稳基层产生初期收缩裂缝的重要因素。含水量过大，即会出现“波浪”、“弹软”等现象，影响混合料可能达到的密实度和强度，也会增大混合料的干缩性，使结构层容易产生干缩裂缝。含水量大易产生车辙，平整度降低，必然造成开裂。此外，碾压时含水量愈大，竣工后干缩裂缝也将愈严重。
　　(4)碾压方法不当
　　压实成型是水稳基层施工中的重要工艺，影响压实效果的因素较多，诸如含水量、压实机械及方法等。如果在初压过程中压路机吨位过大、碾压速度过快，往往会产生施工裂缝。另外，过振碾压，易造成水稳层表面水泥浆大，从而增大了表面收缩性，同样亦可产生收缩裂缝。
　　2.4 养生的影响
　　水稳基层需保湿养生，使水泥充分水化，保证水稳强度不断增大，防止因失水过快而产生干缩裂缝。如不及时养生或养生期不足，则会发生混合料失水过快，水泥水化反应所需要的水分不足，而产生干缩裂缝。干缩裂缝多少与混合料失水率的大小有直接关系。
　　3 水泥稳定碎石基层裂缝防治措施
　　3.1 施工过程中的防治措施
　　3.1.1 控制水泥剂量与质量
　　（1）在保证设计强度的前提下，水泥剂量控制在4%～5.5%的范围内。
　　（2）尽量选择硅酸盐水泥，要求水泥的水化热小、干缩性小，抗压强度与抗折强度均能符合要求。
　　（3）加入缓凝减水剂、缓凝阻裂剂等外加剂，以延长水泥的初凝时间，或减少水化反应的需水量，改善水泥的性能。
　　3.1.2 控制含水量
　　（1）压实中含水量宜控制在最佳含水量±0.5%的范围之内，但应视具体施工条件选择。如气候炎热，水分挥发散失速度快，或运输路程较长，在运料过程中水分损失较多，含水量就要上调。选择的原则是在保证压实质量的情况下，尽量降低含水量。
　　（2）碾压过程中混合料表面出现干燥现象时，最好不要用洒水车喷水，防止水分喷洒过量，可采用压路机自身的间歇喷水装置少量补水。另外，在铺筑前准备阶段，洒水车不要在底基层上停车，以免造成停车处滴漏的水分过量。
　　3.1.3 选择集料
　　调整无机结合料集料的矿料级配，增加粗集料用量，减少细料的含量，提高混合料的内摩阻力，形成合理级配，使混合料尽可能形成嵌挤结构。
　　3.1.4 拌合
　　拌和应充分、均匀，质量稳定。
　　3.1.5 碾压
　　碾压要及时，压路机选型合理，可适当提高压实度，增强基层抗压强度，从而增大其抵抗内部收缩变形应力的能力。
　　3.1.6 养生
　　水稳基层施工完成后，应及时洒水养护，养生期不能小于7d,并且在养生期内要保持其表面湿润。养生期期满后，第2 d即洒布透层油保护。在铺筑沥青混凝土面层之前尽量封闭交通，以减少车辆荷载的影响，并尽快铺筑面层。在铺筑面层前要重视水稳基层的清扫工作，清除杂物，否则基层与面层之间结合不好，易产生薄弱点。
　　3.2 裂缝形成后的防治措施
　　检查裂缝分布情况：对基层进行全面检查，在路边标明裂缝位置，统计裂缝数量和总长度。（1）清扫基层：对裂缝两侧各1 m范围进行清扫、吹尘和清洗。（2）灌缝：清扫后，沿裂缝凿开约1 cm宽、2 cm深的沟槽，用森灭火鼓风机吹除裂缝内的灰尘，向裂缝内灌AH-70热沥青。（3）喷洒乳化沥青：在裂缝两侧1 m范围，按用量0.3～0.5㎏／㎡用量喷洒PC-2乳化沥青。布设土工布或玻璃纤维格栅：将土工布或玻璃纤维格栅平铺在裂缝两侧各1 m的范围内，用铁钉固定；对于土工布，应用小型压路机碾压。
　　4 结束语
　　修路筑桥为人民,优质服务创一流,道路交通建设随着经济建设腾飞而快速发展,对道路使用的耐久性和舒适性要求也越来越高,作为道路基层广泛采用的水泥稳定碎石,虽然产生裂缝因素很多,但只要在施工组织、质量控制和维护管理等方面多下功夫,认真细致地做好每一个环节,将可以大大减少基层裂缝,从而降低路面病害的产生。