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摘 要:目前水泥稳定碎石基层在各等级公路中被广泛采用,它具有良好的力学性能和板体形、强度高、水稳定性好等优点,是一种优良的路面基层材料。但是也存在脆性大,对温度和湿度敏感性强,易产生裂缝等缺点,影响基层质量,导致路面强度和使用性能降低,本文根据历年工作经验探讨裂缝的危害及原因,并提出幾种防治措施。
关键词:水泥稳定碎石基层 危害 原因 预防 处治
一、水泥稳定碎石裂缝危害
裂缝是水泥稳定碎石基层最常见的质量通病,一般在基层顶面沿横向开裂,呈直线型,缝长不等。其主要危害有两个方面:一是降低基层的整体强度,二是裂缝发展后面层出现与基层相同的反射裂缝,地表水将向下渗透,面层与基层间隙处充满自由水,在车辆反复碾压下,沥青路面出现松散、坑槽等病害,直接影道路面使用寿命。
二、水泥稳定碎石类型及原因
1、干缩性裂缝:是指水泥稳定碎石基层内部含水量变化而引起体积收缩开裂现象。干缩缝有两种形式,一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期的干缩,是由于混合料本身的水分和养护水分的蒸发发生的毛细血管张力作用、吸附作用力及碳化收缩作用等而引起的整体宏观体积的变化。
2、温缩性裂缝:是指由热胀冷缩产生的裂缝。在强度形成早期,水泥释放热量,内部热量散失较慢,外部热量散失较快,造成内涨外缩,容易引起裂缝,其次水泥稳定碎石内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气体相体,在温差作用下必然会产生热胀冷缩的体积变化,也容易导致温缩裂缝。
三、水泥稳定碎石基层裂缝预防措施
1、原材料的控制:不同品种的水泥干缩性存在差别,标号高的水泥其水泥收缩性比标号低的收缩性大,其收缩性是半刚性基层产生裂缝的主要原因,因此选用合适的水泥至关重要。应选用初凝时间3h以上、终凝6h以上的产品,不应使用早强水泥、快凝水泥。
2、水泥剂量控制:公路基层的设计强度通常在3-5Mpa,基层设计强度越高,水泥含量就越高,就越容易产生干缩性裂缝,所以规范规定水泥用量≤6%,控制水泥剂量在±0.5范围之内。在满足设计强度下应尽量减少水泥用量,避免水泥剂量过大和强度上升较快,造成早期裂缝的产生。
3、混合料级配控制:级配应满足设计和规范要求,应严格控制集料级配,减少混合料中细集料含量。集料颗粒最大粒径不应超过31.5mm,严格控制混合料中小于0.075以下颗粒含量,其含量增加时,基层表面容易起皮,影响基层的质量。其次要加强拌合,避免出现粗细集料离析和拌合不均匀现象。
4、混合料含水量控制:含水量是控制压实度关键指标,也是预防裂缝的关键。在现场施工中,应充分考虑混合料在运输、摊铺、碾压过程中的水分散失,拌合时应使含水量略高于1%-2%左右,含水量过小,基层表面松散,压实效果差,含水量过大时,留在基层表面的水分散失快,容易形成裂缝。因此施工时应根据天气情况严格按照施工配合比控制最佳含水量,避免因施工用水量控制不当而人为造成的干缩裂缝,从而提高施工质量。
5、混合料的摊铺碾压控制:首先在摊铺混合料前,下承层应洒水湿润。混合料运抵现场后应及时摊铺,摊铺时摊铺机应根据供料情况控制行走速度,做到连续稳步前进。摊铺机后面跟人,随时检查混合料的含水量并负责消除粗细集料离析现象。路幅较宽时,为避免形成纵缝,宜采用两台摊铺机梯队向前摊铺。摊铺完成后应及时进行碾压,缩短从加水拌合到完成年的延迟时间,以防混合料水分挥发,保证结构层在合适的含水量下成型,碾压时宜先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后及时进行碾压,后用重型振动压路机继续碾压密实。压路机应匀速前进,不得随意调头,遵循由内向外由低向高的原则。
6、混合料基层养生及交通控制:基层在摊铺碾压完成后,应及时进行养生,及时用草毡、麻袋覆盖洒水养生,防止基层因混合料内部发生水化作用和水分的蒸发引起表层干缩裂缝现象。养生期结束后,要及时撒布沥青下封层,减少水温基层裸露时间,减少重复干缩产生的裂缝。水泥稳定碎石为半刚性基层材料,在面层没有施工前,严禁机动车辆通行,以保护水泥稳定碎石基层质量。
四、裂缝的处治措施
1、土工布处治技术
水泥稳定裂缝专用土工布是防止裂缝继续开裂的一种有效的措施,并使水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层在裂缝处结合力减小,又不破坏替他们的力学特性,对较小的裂纹,直接铺上土工布,这种土工布具有抗老化,耐高温、强度高等特点,施工时横向搭接宽度为10cm,纵向搭接为5cm,施工前应在基层顶上先撒布粘层油,再铺土工布,并进行碾压。施工车辆不得在土工布表面转弯,最后再撒布一层粘层油方可摊铺沥青混凝土面层。
2、密封胶封缝技术
对产生裂缝的路面,为了防治其继续扩散并非反射到面层上,避免雨水侵蚀,防止病害进一步扩展和蔓延。必须对裂缝进行处理。可以用改性乳化沥青来灌缝,它在常温和低温均有较高的弹性,可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形,始终保持其密封作用,可长期、有效的封闭水稳层的裂缝,灌缝前对裂缝进行切缝,对裂缝周边进行清扫、吹尘和清洗,然后填灌沥青胶。
五、结语
水泥稳定基层裂缝是路面基层常见的一种病害,对路面的使用功能、使用寿命都有影响。所以在水泥稳定基层施工时应综合考虑原材料、配合比、集料类型级配及养生等因素,通过精心设计、严格管理和施工防止裂缝的发生,提高道路通行状况质量和使用寿命。
关键词:水泥稳定碎石基层 危害 原因 预防 处治
一、水泥稳定碎石裂缝危害
裂缝是水泥稳定碎石基层最常见的质量通病,一般在基层顶面沿横向开裂,呈直线型,缝长不等。其主要危害有两个方面:一是降低基层的整体强度,二是裂缝发展后面层出现与基层相同的反射裂缝,地表水将向下渗透,面层与基层间隙处充满自由水,在车辆反复碾压下,沥青路面出现松散、坑槽等病害,直接影道路面使用寿命。
二、水泥稳定碎石类型及原因
1、干缩性裂缝:是指水泥稳定碎石基层内部含水量变化而引起体积收缩开裂现象。干缩缝有两种形式,一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期的干缩,是由于混合料本身的水分和养护水分的蒸发发生的毛细血管张力作用、吸附作用力及碳化收缩作用等而引起的整体宏观体积的变化。
2、温缩性裂缝:是指由热胀冷缩产生的裂缝。在强度形成早期,水泥释放热量,内部热量散失较慢,外部热量散失较快,造成内涨外缩,容易引起裂缝,其次水泥稳定碎石内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气体相体,在温差作用下必然会产生热胀冷缩的体积变化,也容易导致温缩裂缝。
三、水泥稳定碎石基层裂缝预防措施
1、原材料的控制:不同品种的水泥干缩性存在差别,标号高的水泥其水泥收缩性比标号低的收缩性大,其收缩性是半刚性基层产生裂缝的主要原因,因此选用合适的水泥至关重要。应选用初凝时间3h以上、终凝6h以上的产品,不应使用早强水泥、快凝水泥。
2、水泥剂量控制:公路基层的设计强度通常在3-5Mpa,基层设计强度越高,水泥含量就越高,就越容易产生干缩性裂缝,所以规范规定水泥用量≤6%,控制水泥剂量在±0.5范围之内。在满足设计强度下应尽量减少水泥用量,避免水泥剂量过大和强度上升较快,造成早期裂缝的产生。
3、混合料级配控制:级配应满足设计和规范要求,应严格控制集料级配,减少混合料中细集料含量。集料颗粒最大粒径不应超过31.5mm,严格控制混合料中小于0.075以下颗粒含量,其含量增加时,基层表面容易起皮,影响基层的质量。其次要加强拌合,避免出现粗细集料离析和拌合不均匀现象。
4、混合料含水量控制:含水量是控制压实度关键指标,也是预防裂缝的关键。在现场施工中,应充分考虑混合料在运输、摊铺、碾压过程中的水分散失,拌合时应使含水量略高于1%-2%左右,含水量过小,基层表面松散,压实效果差,含水量过大时,留在基层表面的水分散失快,容易形成裂缝。因此施工时应根据天气情况严格按照施工配合比控制最佳含水量,避免因施工用水量控制不当而人为造成的干缩裂缝,从而提高施工质量。
5、混合料的摊铺碾压控制:首先在摊铺混合料前,下承层应洒水湿润。混合料运抵现场后应及时摊铺,摊铺时摊铺机应根据供料情况控制行走速度,做到连续稳步前进。摊铺机后面跟人,随时检查混合料的含水量并负责消除粗细集料离析现象。路幅较宽时,为避免形成纵缝,宜采用两台摊铺机梯队向前摊铺。摊铺完成后应及时进行碾压,缩短从加水拌合到完成年的延迟时间,以防混合料水分挥发,保证结构层在合适的含水量下成型,碾压时宜先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后及时进行碾压,后用重型振动压路机继续碾压密实。压路机应匀速前进,不得随意调头,遵循由内向外由低向高的原则。
6、混合料基层养生及交通控制:基层在摊铺碾压完成后,应及时进行养生,及时用草毡、麻袋覆盖洒水养生,防止基层因混合料内部发生水化作用和水分的蒸发引起表层干缩裂缝现象。养生期结束后,要及时撒布沥青下封层,减少水温基层裸露时间,减少重复干缩产生的裂缝。水泥稳定碎石为半刚性基层材料,在面层没有施工前,严禁机动车辆通行,以保护水泥稳定碎石基层质量。
四、裂缝的处治措施
1、土工布处治技术
水泥稳定裂缝专用土工布是防止裂缝继续开裂的一种有效的措施,并使水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层在裂缝处结合力减小,又不破坏替他们的力学特性,对较小的裂纹,直接铺上土工布,这种土工布具有抗老化,耐高温、强度高等特点,施工时横向搭接宽度为10cm,纵向搭接为5cm,施工前应在基层顶上先撒布粘层油,再铺土工布,并进行碾压。施工车辆不得在土工布表面转弯,最后再撒布一层粘层油方可摊铺沥青混凝土面层。
2、密封胶封缝技术
对产生裂缝的路面,为了防治其继续扩散并非反射到面层上,避免雨水侵蚀,防止病害进一步扩展和蔓延。必须对裂缝进行处理。可以用改性乳化沥青来灌缝,它在常温和低温均有较高的弹性,可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形,始终保持其密封作用,可长期、有效的封闭水稳层的裂缝,灌缝前对裂缝进行切缝,对裂缝周边进行清扫、吹尘和清洗,然后填灌沥青胶。
五、结语
水泥稳定基层裂缝是路面基层常见的一种病害,对路面的使用功能、使用寿命都有影响。所以在水泥稳定基层施工时应综合考虑原材料、配合比、集料类型级配及养生等因素,通过精心设计、严格管理和施工防止裂缝的发生,提高道路通行状况质量和使用寿命。