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【摘要】近几年,水泥稳定碎石广泛应用在市政道路工程中,有效地改善了工程质量。本文对水泥稳定碎石裂缝产生的问题,进行了分析,提出了处理的办法。
【关键词】水泥稳定碎石;裂缝;原因;处理方法
在市政道路工程中,水泥稳定碎石的使用十分普遍,该材料有承载能力强、抗冻性良好、使用寿命长等优点。但是,该材料柔性差,不能抵抗大幅度的变形,所以在施工和使用的过程中,一旦对变形控制不足就容易产生裂缝,从而影响道路质量,因此对稳定碎石裂缝的成因和防治措施的研究很有必要,近几年该课题也引起了广泛的讨论及关注。
1、水泥稳定碎石产生的原因
水泥稳定碎石本身是半刚性材料的性质,无法避免裂缝。裂缝不仅降低了基层的刚度和结板性,还容易将裂缝反射到面层致使路面开裂,影响行车速度及安全,降低路面的使用性能。
1.1温差大
如所在地区的昼夜温差大或者施工时间长,会导致水泥内部发生体积变化,由于热胀冷缩,温度高时内部膨胀,冷却后颗粒的收缩会容易引起收缩裂缝。伴随着温度的不断变化,裂缝将会逐渐扩大延长,进而对水泥稳定碎石的强度造成损害。
1.2拌和质量不均匀
水泥稳定碎石的制作需要按照一定比例对骨料进行拌和,因此拌和质量的好坏,将直接影响到水泥稳定碎石后期的使用效果。复合料均匀性的影响因素包括水泥比例、含水量粗细骨料比例等,这些因素都较为复杂,所以要严格按照要求对这些材料进行配比,控制好,使拌和质量达到要求,若对材料比例控制不当或者后期的拌和质量不达标,那么在完成基层的铺筑后,容易出现局部的横向断裂,对结构的整体性产生不利的影响。
1.3水分的蒸发
在水稳定碎石的形成过程中,由于水泥与混合料的水分不断发生反应,所以使得水分的含量不断减少,一旦外界温度升高,那么水分还会不断蒸发,这样将会导致碎石出现收缩变形现象,内部将会产生较大压应力,一旦压应力超过碎石的极限强度后,将会在内部形成干缩裂缝。
1.4施工工艺的影响
组成水泥稳定碎石的主要组成材料颗粒较大,所以进行圧实时,车辆的速度将会对碎石的密度产生很大的影响,一旦速度过快材料将会出现离析,完成圧实后,造成离析后的材料级配的不连续,导致容易裂缝。
2、水稳裂缝的处理方法
2.1材料控制
首先,材料商需要进行有效的控制,慎重的选择水泥标号,已达到防止水泥稳定碎石裂缝的出现。通常来讲,标号越大,相应的水泥的收缩性越大,现在经常使用的主要是硅酸盐水泥。水泥的抵抗温度、变形的能力和强度越强,相应的裂缝出现的概率越低,所以应该选择初凝时间和终凝时间较长的品种。
2.2含水量控制
如果含水量过低,骨料将难以被圧实,就不能满足工程使用的要求;如果含水量过大,那么圧实后容易形成干缩裂缝,并且随着气温的增加裂缝的宽度将会相应的增加。所以,含水量的控制应该严格按照相关规范和设计要求,并且根据气温变化及时调整水量。
2.3水泥用量的控制
为了满足强度要求,一些单位强行通过提高水泥用量的方法来增大强度,虽然这种做法使得碎石刚度大大增强,但是在基层承受车辆荷载的过程中,拉应力和拉应变也随之增加,就更容易出现裂缝。所以,要把水泥用量控制在限定范围内,以确保必要的强度和胶凝作用,也减少裂缝的出现。
2.4骨料的级配
后期裂缝会因为骨料的级配产生较大影响,选择骨料时应注意最大颗粒不能超过32mm,级配要满足设计要求,骨料配比应该严格按照规范的流程进行,完成后还要对级配进行检验,如不满足要求,就需要重新配置。
2.5混合料的圧实
当混合料摊铺到指定位置后需进行圧实处理,要在短时间内完成这项工艺,否则将会影响碎石强度和其他性能,出现裂缝的概率也会随之增加。应结合工程的进度、环境等因素来选择碾压时间。如果外界温度较高,碎石表面的水分容易快速蒸发进而出现裂缝,此时应该补充适量的水分,以保持水泥稳定碎石表面的湿度。
2.6养护与后期管制
为了减少材料中的水分流失,水泥稳定碎石完成圧实后需要进行定期的养护,否则干缩裂缝出现的概率将会增加。有研究表明对水泥碎石进行定期的养护可以提高强度的1.5倍,而且出现裂缝的数量也将会大大减少。在完成基层的施工后,要对表面进行覆盖,如果外界温度变化过快,将会引起水泥碎石体积收缩,当骨料强度增长小于由于热胀冷缩产生的应力时,水泥稳定随时将会出现裂缝。所以,要在基层圧实完成后进行及时的养护,采用潮湿的材料覆盖以减少水泥稳定碎石中的水分流失。同时应该对圧实后的道路进行必要的交通管制,限制行驶的车的数量,降低对基层的直接影响。
2.7基层完工后立即进行下道工序施工
在养护完成后的七天,要对道路进行钻芯检验,以保证钻芯的完整、密实、成型良好。交通开放后,还需要进行清扫和冲洗,以去除表面的浮浆。如果基层表面有碎石外露的现象,不松散强度均匀且表面略微粗糙,就达到了检验标准。此后喷洒稀释沥青或乳化沥青形成稀释封层,在洒完之后应该尽快铺筑面层,虽然沥青有一定的保温作用,但随着时间的延长,半刚性基层混合料水分不断散失从而产生干缩裂缝。
3、水泥稳定碎石基层防治措施
3.1返工处理技术
尽量缩短施工间隔,尽快完成上基层,洒透油层,以免基层经常长时间暴晒后,产生干缩裂缝。严格按照规范要求控制基层强度和水泥剂量、混合料的含水量、碎石和石粉材料的含泥量,以减少基层的干缩裂缝。
3.2密封胶缝技术
及是进行填充处理,当密封胶加热到180摄氏度之后,黏度变得很低,灌入裂缝,将很快渗入到裂缝两侧的混合料中并融合到一起。
3.3聚酯玻纤布处治技术
聚酯玻纤布可以限制水泥稳定碎石基层继续开裂,并且使水泥稳定碎石基层和沥青混泥土面层在裂缝处结合力减小,又不会破坏它们的力学特征。
结语:
由于水泥稳定碎石强度大、抗冻性强等优点,使得其在市政道路工程中的应用十分广泛,但是由于收到种种外部条件的影响,如施工条件、环境变化等,如果管理不善将很容易出现裂缝,对材料造成不利影响。在施工过程中应该从多个方面控制水泥稳定碎石的裂缝,加强管理措施,以保证工程质量达到设计要求。然而对于水泥稳定碎石施工中的抗裂技术进行研究,能够有效提高工程质量,降低工程造价,值得我们进行进一步深入探讨。
参考文献:
[1]李海逢,孙小妹.水泥稳定碎石基层施工技术在市政道路中的实践分析[J].中国房地产业.2015.9
【关键词】水泥稳定碎石;裂缝;原因;处理方法
在市政道路工程中,水泥稳定碎石的使用十分普遍,该材料有承载能力强、抗冻性良好、使用寿命长等优点。但是,该材料柔性差,不能抵抗大幅度的变形,所以在施工和使用的过程中,一旦对变形控制不足就容易产生裂缝,从而影响道路质量,因此对稳定碎石裂缝的成因和防治措施的研究很有必要,近几年该课题也引起了广泛的讨论及关注。
1、水泥稳定碎石产生的原因
水泥稳定碎石本身是半刚性材料的性质,无法避免裂缝。裂缝不仅降低了基层的刚度和结板性,还容易将裂缝反射到面层致使路面开裂,影响行车速度及安全,降低路面的使用性能。
1.1温差大
如所在地区的昼夜温差大或者施工时间长,会导致水泥内部发生体积变化,由于热胀冷缩,温度高时内部膨胀,冷却后颗粒的收缩会容易引起收缩裂缝。伴随着温度的不断变化,裂缝将会逐渐扩大延长,进而对水泥稳定碎石的强度造成损害。
1.2拌和质量不均匀
水泥稳定碎石的制作需要按照一定比例对骨料进行拌和,因此拌和质量的好坏,将直接影响到水泥稳定碎石后期的使用效果。复合料均匀性的影响因素包括水泥比例、含水量粗细骨料比例等,这些因素都较为复杂,所以要严格按照要求对这些材料进行配比,控制好,使拌和质量达到要求,若对材料比例控制不当或者后期的拌和质量不达标,那么在完成基层的铺筑后,容易出现局部的横向断裂,对结构的整体性产生不利的影响。
1.3水分的蒸发
在水稳定碎石的形成过程中,由于水泥与混合料的水分不断发生反应,所以使得水分的含量不断减少,一旦外界温度升高,那么水分还会不断蒸发,这样将会导致碎石出现收缩变形现象,内部将会产生较大压应力,一旦压应力超过碎石的极限强度后,将会在内部形成干缩裂缝。
1.4施工工艺的影响
组成水泥稳定碎石的主要组成材料颗粒较大,所以进行圧实时,车辆的速度将会对碎石的密度产生很大的影响,一旦速度过快材料将会出现离析,完成圧实后,造成离析后的材料级配的不连续,导致容易裂缝。
2、水稳裂缝的处理方法
2.1材料控制
首先,材料商需要进行有效的控制,慎重的选择水泥标号,已达到防止水泥稳定碎石裂缝的出现。通常来讲,标号越大,相应的水泥的收缩性越大,现在经常使用的主要是硅酸盐水泥。水泥的抵抗温度、变形的能力和强度越强,相应的裂缝出现的概率越低,所以应该选择初凝时间和终凝时间较长的品种。
2.2含水量控制
如果含水量过低,骨料将难以被圧实,就不能满足工程使用的要求;如果含水量过大,那么圧实后容易形成干缩裂缝,并且随着气温的增加裂缝的宽度将会相应的增加。所以,含水量的控制应该严格按照相关规范和设计要求,并且根据气温变化及时调整水量。
2.3水泥用量的控制
为了满足强度要求,一些单位强行通过提高水泥用量的方法来增大强度,虽然这种做法使得碎石刚度大大增强,但是在基层承受车辆荷载的过程中,拉应力和拉应变也随之增加,就更容易出现裂缝。所以,要把水泥用量控制在限定范围内,以确保必要的强度和胶凝作用,也减少裂缝的出现。
2.4骨料的级配
后期裂缝会因为骨料的级配产生较大影响,选择骨料时应注意最大颗粒不能超过32mm,级配要满足设计要求,骨料配比应该严格按照规范的流程进行,完成后还要对级配进行检验,如不满足要求,就需要重新配置。
2.5混合料的圧实
当混合料摊铺到指定位置后需进行圧实处理,要在短时间内完成这项工艺,否则将会影响碎石强度和其他性能,出现裂缝的概率也会随之增加。应结合工程的进度、环境等因素来选择碾压时间。如果外界温度较高,碎石表面的水分容易快速蒸发进而出现裂缝,此时应该补充适量的水分,以保持水泥稳定碎石表面的湿度。
2.6养护与后期管制
为了减少材料中的水分流失,水泥稳定碎石完成圧实后需要进行定期的养护,否则干缩裂缝出现的概率将会增加。有研究表明对水泥碎石进行定期的养护可以提高强度的1.5倍,而且出现裂缝的数量也将会大大减少。在完成基层的施工后,要对表面进行覆盖,如果外界温度变化过快,将会引起水泥碎石体积收缩,当骨料强度增长小于由于热胀冷缩产生的应力时,水泥稳定随时将会出现裂缝。所以,要在基层圧实完成后进行及时的养护,采用潮湿的材料覆盖以减少水泥稳定碎石中的水分流失。同时应该对圧实后的道路进行必要的交通管制,限制行驶的车的数量,降低对基层的直接影响。
2.7基层完工后立即进行下道工序施工
在养护完成后的七天,要对道路进行钻芯检验,以保证钻芯的完整、密实、成型良好。交通开放后,还需要进行清扫和冲洗,以去除表面的浮浆。如果基层表面有碎石外露的现象,不松散强度均匀且表面略微粗糙,就达到了检验标准。此后喷洒稀释沥青或乳化沥青形成稀释封层,在洒完之后应该尽快铺筑面层,虽然沥青有一定的保温作用,但随着时间的延长,半刚性基层混合料水分不断散失从而产生干缩裂缝。
3、水泥稳定碎石基层防治措施
3.1返工处理技术
尽量缩短施工间隔,尽快完成上基层,洒透油层,以免基层经常长时间暴晒后,产生干缩裂缝。严格按照规范要求控制基层强度和水泥剂量、混合料的含水量、碎石和石粉材料的含泥量,以减少基层的干缩裂缝。
3.2密封胶缝技术
及是进行填充处理,当密封胶加热到180摄氏度之后,黏度变得很低,灌入裂缝,将很快渗入到裂缝两侧的混合料中并融合到一起。
3.3聚酯玻纤布处治技术
聚酯玻纤布可以限制水泥稳定碎石基层继续开裂,并且使水泥稳定碎石基层和沥青混泥土面层在裂缝处结合力减小,又不会破坏它们的力学特征。
结语:
由于水泥稳定碎石强度大、抗冻性强等优点,使得其在市政道路工程中的应用十分广泛,但是由于收到种种外部条件的影响,如施工条件、环境变化等,如果管理不善将很容易出现裂缝,对材料造成不利影响。在施工过程中应该从多个方面控制水泥稳定碎石的裂缝,加强管理措施,以保证工程质量达到设计要求。然而对于水泥稳定碎石施工中的抗裂技术进行研究,能够有效提高工程质量,降低工程造价,值得我们进行进一步深入探讨。
参考文献:
[1]李海逢,孙小妹.水泥稳定碎石基层施工技术在市政道路中的实践分析[J].中国房地产业.2015.9