公路施工中水稳基层裂缝防治技术研究

来源 :交通科技与管理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luocai1982
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  摘 要:水稳基层材料具有优良的路用性能,常被用于我国高等级公路路面基层,极易产生反射裂缝,严重危害路面质量和使用寿命。为此,本文在全面了解水稳基层裂缝病害原因的基础上,提出了几点防治措施,最后依托某公路工程进行了基层裂缝病害防治技术研究。
  关键词:公路施工;水稳基层;裂缝防治
  0 引言
   在我国高等级公路当中,水稳基层被广泛应用于路面(底)基层,其优点包含承载力高、荷载扩散能力强、整体板结性能好等。相比其他柔性基层,由于水稳基层整体板结性能好,将会降低基层自身抗疲劳性能,导致路面通车运营一段时间后会出现大量病害问题。从现有资料上分析,按照路面损坏类型及特点,水稳基层病害主要集中于裂缝,为了尽可能抑制路面水稳基层裂缝病害发展,更好地提供通行服务,本文对公路施工中水稳基层裂缝防治技术研究进行了分析与探讨,以期有效解决路面基层病害问题,延长工程使用寿命。
  1 水稳基层裂缝病害主要原因
   水稳基层病害依照破坏成因划分,可以分为3类,第一,沥青面层破坏引发基层裂缝;第二,由于配合比、施工等因素导致水稳基层自身存在质量问题;第三,路基不均匀沉降引发基层开裂。
   (1)沥青面层破坏引发基层裂缝。一旦面层出现病害,很容易发生基层开裂、唧浆等情况。主要原因在于面层损坏后,雨水将沿着损坏处渗入基层表面。由于水稳基层自身致密特点,水分排除难度较大,在长期车辆荷载的作用下,水稳基层反复被雨水冲刷,基层各项路用性能严重下降,进而破坏水稳基层。此外,在分层施工过程中,若层间黏结作用不好,存有薄弱夹层,在基层内滞留水同样会破坏基层或底基层,引起基层失稳,破坏路面结构。
   (2)由于配合比、施工等因素导致水稳基层自身存在质量问题。若沥青路面施工原材料存在质量问题,或施工技术控制不好等等都会影响水稳基层的质量,具体原因如下:第一,基层自身膨缩引发裂缝。由于水稳基层具有较大强度和刚度模量,导致其膨缩系数偏大,这种情况下,一旦养护不到位,便会发生温缩裂缝,从而引发反射裂缝。第二,集料过度集中引起松散。在材料拌和、运输等施工环节,很容易出现集料集中现象,特别是粗集料,由于结合料太少,混合料成型难度大。这种情况下,将会产生松散不成型问题,进而对混合料强度、透水性能造成不利影响,引发基层病害。第三,水分过度蒸发。沥青路面施工需要历经多道施工工序,在整个施工过程中混合料内的水分不断蒸发,一旦实际含水量在最佳含水量规定范围以外,要么会出现压实度达不到规定标准,要么会造成表面松散,均会引发基层病害。第四,养护施工不当。对于水稳基层施工,养护是否到位极为重要,尤其是养护保湿期间,洒水保湿是养护施工的关键步骤,不仅直接关系到基层强度大小,且会对其表面成型质量造成很大影响。为此,一旦养护期间发生干湿交替情况,便会在基层形成一个强度薄弱层,通车运行后,在行车荷载作用下路面极易损坏。
   (3)路基不均匀沉降引发基层开裂。在雨水侵蚀作用下,路基土很容易发生沉降变形问题,大幅降低路基整体强度。加上行车荷载等作用下,引起路基不均匀沉降,路基病害进一步加剧,与此同时,水稳基层也会失去一个强大的支承作用,随着时间的推延,引发基层开裂。
  2 水稳基层裂缝病害防治措施
   为了解决各类原因引起的水稳基层裂缝病害,必须根据实际情况,提出有针对性的防治措施,尽可能减少病害,提高路面使用寿命。主要防治措施如下:
   第一,加大施工工序质量控制。加强设计、施工、養护等各个施工工序质量控制,避免面层开裂,一旦出现裂缝,需及时采取措施,避免雨水渗入路面基层,引发基层病害。
   第二,合理选择原材料。材料是保证工程质量的物质基础,若原材料质量不合格将会直接影响到路面施工质量。为此,在原材料使用前,必须采取一系列试验检测,保证材料各项技术指标符合规定要求。对于进场前的原材料,需遵循进场验收流程做好各项质检工作,确保质量文件资料齐全。施工当中,需抽检进场材料。特别是在一些用量多、高要求的原材料当中,比如水泥、碎石等,需做好抽检工作,保证抽检频次、数量符合现行规定。一旦发现原材料与规定不符,需及时进行处理,将质量隐患遏制在萌芽阶段。
   第三,合理选择级配。级配类型同样会影响基层质量,因此,在施工当中,尽可能采用骨架密实结构的级配,相比规范推荐级配中值的悬浮结构,骨架密实型水稳基层的各项性能更好,比如,干缩系数、温缩系数、温缩抗裂指数或干缩抗裂指数等等。
   第四,保证碾压施工质量。碾压施工是保障路面压实度、平整度的关键,在碾压施工当中,应选择符合施工要求的设备,并保证碾压设备组合使用正确,明确碾压遍数、碾压温度、碾压速度等指标参数,改进稳压技术,保证压实度符合规范规定。
   第五,严控粗集料过度集中。为了避免施工当中出现粗集料过度集中情况,可通过打网格的方式明确卸料车的位置,做好各类材料堆放间距控制,并管控好拌和材料自然摊落面积,推平前,可指派施工人员先将料堆底部集中的粗集料处理干净。此外,在刮平、碾压施工后,往往会直接暴露出粗集料集中情况,这种情况下,需将集中部分清除,及时更换为均匀的拌和料,一般耙松深度应超过8 cm,避免产生贴补情况。
   第六,合理控制含水量。碾压施工环节,伴随表面水分蒸发量的不断增加,基层表面往往会呈灰白色,这种情况下,需及时指派专人进行洒水补充,保证含水率满足规定要求,洒水时水量不可太大,避免损坏基层表面。
   第七,做好养护施工工作。养护施工时,待压实度检测合格后,便可进行洒水保湿养护,或在表面覆盖浸水草帘子+薄膜,避免水分蒸发过快,同时也可提升养生温度。在整个养生阶段,还需做好交通管制工作,严禁车辆与行人通行,待各项养护指标达到规定要求,方可开放交通。
  3 工程概况    某公路项目经现场勘查可知,本路段路面病害主要包含裂缝、坑槽、车辙等,其中水稳基层裂缝病害较为严重。为了有效控制基层裂缝,根据工程实际情况,最终决定采取注浆补强加固法进行基层裂缝处理。具体施工流程如下:
   第一,施工准备。施工前,需先检查注浆材料的质量,保证注浆材料性能符合施工规定。施工材料进场后,需做好防雨、防潮工作。此外,应详细检查注浆设备是否能够正常运行,做好试机工作,避免设备和工具出现故障。
   第二,布孔施工。注浆时,需合理布设注浆孔,有效处治基层病害。根据本工程实际情况,以梅花桩型布孔,合理控制布孔间距和钻孔深度。
   第三,制配浆液。根据施工具体情况,浆液制备时,主要以分层二次拌合法为准。在高速搅拌后,可进行低速搅拌,保证无间歇定向搅拌,避免浆液过早凝结。
   第四,钻孔。钻孔施工当中,为了保证钻孔质量,应做到钻孔设備检查、钻孔位置准确、钻渣清理等各项工作。设备进场后,严格遵循施工技术要求,合理安装钻机、钻杆,并接通电源。钻孔时应保证孔径、注浆孔径一致。还要确保钻杆垂直于路面,当钻至设计深度后,可及时清理出钻孔内的残渣。
   第五,注浆及封孔处理。立足于工程实际情况,选择合理、有效的设备组合方式,并做好注浆压力、注浆量等参数控制,以期满足设计规定。注浆过程中,在注浆孔内放置注浆头,并做好密封处理。启动注浆泵,若注浆压力在设计值之上,及时停止注浆。结束上述施工后,要及时将注浆头拔出,完成注浆施工。注浆施工结束后,及时封堵孔洞,并将冒出的多余浆液清理干净,封孔过程中,一般可选木塞等工具,保证封堵质量。同时,还要及时检测修补部位的实际情况,确定注浆施工效果能否达到理想状态,若不符合设计规定,应及时进行补注处理。
   第六,质量检测分析。为了检测水稳基层注浆施工效果,决定采取钻芯取样法,通过观察芯样是否完整度可以得出注浆处治结果。根据本工程芯样完整性情况,可得经过注浆处治后,路面裂缝已被封堵,且可以有效填补层间脱空问题。由此说明,采取注浆法处治水稳基层裂缝具有理想的抗裂效果,可修复路面病害,提高路面使用性能。
  4 结束语
   综上所述,在我国各等级公路当中,水稳基层是最常见的沥青路面基层形式,作为路面主要承重层,水稳基层的特点为强度大、水稳定性及整体性好等。然而,在长期实践中发现,水稳基层开裂问题严重,尤其是在温湿度条件变化时极易产生温缩或干缩裂缝。当基层开裂后,势必会对基层强度造成严重影响,甚至会形成反射裂缝。为了解决水稳基层裂缝问题,必须对裂缝成因有所了解,这样才能提出切实可行的措施,才能提高路面基层的抗裂能力,更好推进我国公路事业持续、健康发展。
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