淺談路面水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的成因及措施

1、    淺談路面水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的成因及措施    張鵬飛張紅生【摘 要】水泥穩(wěn)定碎石基層主要是以水泥、碎石、砂及一定比例的水來進(jìn)行配置，作為路面結(jié)構(gòu)的承重層，在底基層與路面兩側(cè)的中間構(gòu)造。與砼路面相比，水泥穩(wěn)定碎石基層也同樣具備施工工藝強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性良好的特點，作為高等級路面的基層，近年來，水泥穩(wěn)定碎石在公路施工中得到廣泛應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】公路施工；水泥穩(wěn)定碎石；基層裂縫；成因；措施1.裂縫的類型及產(chǎn)生原因1.1干縮裂縫出現(xiàn)的原因在空氣相對干燥的情況下，水泥穩(wěn)定碎石在硬化的過程中，水分會不斷的散失，體積逐漸開始收縮變形，間隔一段距離就會出現(xiàn)均勻的干

2、縮裂縫。引起干縮裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵因素主要包括水泥、水及碎石集料。在混合料出現(xiàn)凝結(jié)硬化的階段，水泥和水會產(chǎn)生水化反應(yīng)，促使水分得到大量減少。水泥含量的逐漸提升會導(dǎo)致水分的消耗逐漸加快。其次，在碎石集料的表面會有水分依附，若集料內(nèi)細(xì)料的含量越多，集料自身所吸水的效果也會有所提升。再者，在基層作業(yè)過程中，基層的含水量針對會促使其水分蒸發(fā)現(xiàn)象逐漸加大，因此，會使其基層出現(xiàn)干縮裂縫。1.2溫縮裂縫出現(xiàn)的原因通常情況下，水泥穩(wěn)定碎石中所采用的水泥是5%左右的，其水泥自身具有熱脹冷縮的特點，在混合料初期硬化階段，水泥內(nèi)會產(chǎn)生較多的熱量，若散熱過程較慢時，混合料內(nèi)部的溫度則提升較快，促使混合料內(nèi)部逐漸膨脹。在外

3、部，若有氣溫驟降的現(xiàn)象發(fā)生時，會出現(xiàn)混合料冷卻收縮，經(jīng)過溫度的變化，混合料受到內(nèi)脹外縮因素的影響，產(chǎn)生大量的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超出極限抗彎拉強(qiáng)度以后則會有溫縮裂縫產(chǎn)生。在混合料中溫縮裂縫的分布通常是以橫向的方式出現(xiàn)的。1.3網(wǎng)狀裂縫出現(xiàn)的原因網(wǎng)狀裂縫也被稱之為“龜裂”，由于局部的彎沉逐漸增大，經(jīng)過外力作用會有結(jié)構(gòu)性破壞的裂縫產(chǎn)生，這種裂縫的破壞性相對較大，若遇到降雨天氣會導(dǎo)致滲水的現(xiàn)象出現(xiàn)，在外力作用下還會引發(fā)翻漿現(xiàn)象出現(xiàn)。在網(wǎng)狀裂縫出現(xiàn)的初期通常是以網(wǎng)狀細(xì)裂縫的形式產(chǎn)生，隨著時間的發(fā)展，細(xì)裂縫內(nèi)的水分被不斷蒸發(fā)，從而逐漸形成發(fā)散型裂縫，經(jīng)過外力的作用，甚至?xí)斐苫鶎映霈F(xiàn)坍塌狀。1.4縱縫產(chǎn)生的原因

4、若在施工初期，水泥穩(wěn)定碎石基層塑限裂縫，通常都是由于控制施工所產(chǎn)生的?？v縫產(chǎn)生的原因是由于土基局部及底基層的壓實度未能滿足設(shè)計要求。在7d城市道路養(yǎng)護(hù)期完成后，若對道路基層的管理維護(hù)不當(dāng)，不會導(dǎo)致道路縱縫的產(chǎn)生。在基層施工過程中存在基層過厚的現(xiàn)象，因此在施工時應(yīng)采用分層碾壓的方式進(jìn)行施工。在基層第一層糖藕碾壓結(jié)束以后，厚度通常是在15cm左右，即使養(yǎng)護(hù)期結(jié)束以后，仍有承載能力較低的現(xiàn)象存在。2.裂縫防治的措施2.1對施工原材料的挑選對碎石進(jìn)行選擇時，最為適宜的則是含泥量較小、無雜質(zhì)且顆粒穩(wěn)定性較好的碎石。對其原材料應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其符合相關(guān)設(shè)計要求。對料源進(jìn)行選擇時應(yīng)采用具有連續(xù)生產(chǎn)合格材

5、料的工廠。應(yīng)嚴(yán)格對細(xì)集料的含泥量及塑性指數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。在對水泥進(jìn)行選擇時，應(yīng)結(jié)合施工要求，采用32.5級標(biāo)號較低且路面專用的緩凝水泥。確保水泥膠砂28天的抗壓強(qiáng)度控制在32.5mpa37.5mpa，水泥初凝時間應(yīng)超過5小時，終凝時間應(yīng)保持在810小時之間。進(jìn)一步將由于含泥量較大或水泥強(qiáng)度偏高而造成的裂縫現(xiàn)象得到避免。2.2水泥穩(wěn)定碎石的配合比嚴(yán)格按照規(guī)定范圍值偏下的設(shè)計來對水泥碎石基層進(jìn)行配置，確保其配合比在設(shè)計范圍以內(nèi)，應(yīng)采用標(biāo)號較低的緩凝水泥。確保在原材料統(tǒng)一的情況下，陪住出三種完全不同的級配，從而采取最為適宜的一種作為理想配合比。首先，在規(guī)定的級配范圍值以上且不高于上限的方式來對第一種

6、進(jìn)行配置。另一種應(yīng)與級配范圍中值相接近。最后一種則是在中值偏下，下限以上的范圍內(nèi)。按照完全不同的三種級配，對不同的水泥劑量進(jìn)行擊實及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，從而將水泥的最佳計量保持在4.5%。而7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)超過3.5mpa，確保三種完全不同的級配之間存在較小差異。將中間級配作為依據(jù)，運用28天水泥膠砂的強(qiáng)度為43.2mpa的普通水泥進(jìn)行擊實及無側(cè)限抗壓試驗，試驗表明，最佳水泥劑量應(yīng)為4.0%，且7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度則是大于3.5mpa。2.3拌和與攤鋪現(xiàn)如今，在公路路面施工過程中，對水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行生產(chǎn)時應(yīng)采用穩(wěn)定砂料拌和機(jī)進(jìn)行。在混合料生產(chǎn)之前，首先要對拌和機(jī)進(jìn)行調(diào)試，扣除原材料自身

7、的含水量，進(jìn)一步促使混合料的配合比不會發(fā)生改變。并合理繪制出各類原材料的轉(zhuǎn)速流量曲線，在對轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制時，應(yīng)結(jié)合混合料的配合比及各類原材料的配料比來確定，并進(jìn)行試生產(chǎn)。待混合料中各指標(biāo)都能滿足配合比要求時即可正式生產(chǎn)。在混合料的生產(chǎn)過程中，還應(yīng)對天氣變化進(jìn)行觀測，從而及時的混合料的含水量進(jìn)行調(diào)整，促使攤鋪后混合料的含水料與最佳含水量的要求相接近。在對混合料進(jìn)行攤鋪時還應(yīng)對攤鋪機(jī)的運行速度進(jìn)行控制，使其能夠與攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力相符，避免攤鋪機(jī)出現(xiàn)停機(jī)待料的現(xiàn)象產(chǎn)生。應(yīng)安排專人對運輸車的卸料過程進(jìn)行指揮，卸料的間距應(yīng)按照運輸車裝料的程度來確定，利于后期的混合料攤鋪。減少攤鋪機(jī)書房漏斗的次數(shù)，在攤鋪機(jī)

8、前后應(yīng)設(shè)置專業(yè)人員對集料出現(xiàn)離析現(xiàn)象進(jìn)行控制，鏟除粗細(xì)集料窩，換用新拌混合料進(jìn)行補(bǔ)鋪，促使混合料的穩(wěn)定性得到統(tǒng)一。2.4對壓實度的控制在碾壓結(jié)束以后，應(yīng)及時檢測其壓實度，通過對井四周的攤鋪厚度進(jìn)行檢測的方式來確保壓實度達(dá)到設(shè)計要求，與正常路段相比，使其井周圍的攤鋪較薄，并增加1%左右的水泥含量，結(jié)合小型機(jī)具對其路面進(jìn)行夯實。與道路井圈加固相結(jié)合，促使路面井圈周圍的使用壽命得到進(jìn)一步提升。造成水泥穩(wěn)定碎石混合料額最大干密度發(fā)生變化的原因主要包括：生產(chǎn)集成材料的企業(yè)規(guī)模有限，機(jī)械化程度較低，石料加工質(zhì)量不均勻以及骨料粗細(xì)大小存在加大差異。對路面壓實度進(jìn)行檢測時，運用干密度指標(biāo)相同的方法，會導(dǎo)致壓實

9、度不達(dá)標(biāo)或超出100%的現(xiàn)象發(fā)生。因此，在壓實施工的過程中，對壓實度進(jìn)行檢驗時應(yīng)選用灌砂發(fā)進(jìn)行，并詳細(xì)的對集料進(jìn)行篩分，來對骨料的密度標(biāo)準(zhǔn)及含量進(jìn)行確定。對含水量的控制。水泥穩(wěn)定碎石是水泥和集料通過水化作用而產(chǎn)生凝結(jié)硬化的過程。壓實度及裂縫受到含水量的影響。充分考慮混合料的運輸及碾壓中水分的喪失，在夏季進(jìn)行施工的過程中由于蒸發(fā)量較大，應(yīng)將其含水量增加至最佳含水量1%左右。若含水量較小時，會促使基層表層過于松散，經(jīng)過碾壓會出現(xiàn)起皮現(xiàn)象，無法有效的進(jìn)行壓實施工。當(dāng)含水量較大時，碾壓過程中會有黏輪的現(xiàn)象發(fā)生，造成道路表面有起拱現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)基層逐漸成型，水分的消耗會逐漸加快，最終促使裂縫的逐漸增多。所以