太原路桥建设有限公司 山西太原 030006
摘要:影响水泥稳定碎石基层裂缝的因素有很多,而且各种影响因素之间又相互作用,使得基层裂缝的形成原因比较复杂。但是,相关人员只要认真分析基层裂缝产生的原因,并对每个环节都加以严格的控制,就能降低产生裂缝的概率,从而增强水泥稳定碎石基层的稳定性和整体性,延长公路的使用寿命。
关键词:水泥稳定碎石;基层;收缩裂缝;防治
1基层裂缝的分类及危害
1.1分类
水泥稳定碎石基层裂缝主要分为2大类:干缩裂缝和温度裂缝。其中,干缩裂缝是由于水分的散失造成的,通常发生在公路面层的施工前后。并且,受到路缘石的影响,公路横向的约束力比纵向要大,因此,干缩裂缝通常是横向裂缝,极少数是纵向裂缝。温度裂缝是由温度的变化而引起的。由于公路基层的厚度一般在20~25cm,所以基层与公路路面温度存在一定的差异,在温度较低的部位就会形成收缩应力,当收缩应力大于抗拉强度时,就会产生裂缝。
1.2危害
水泥稳定碎石基层的干缩裂缝和温度裂缝形成以后,会逐渐向上延伸,进而出现在公路路面上。一旦裂缝扩展到路面上,就会影响公路路面和基层的使用性能,例如,公路路面抵抗变形的能力减弱、公路整体的强度和承载力不足、空气及雨水侵蚀公路的内部结构等,并且随着时间的推迟,裂缝还会逐渐变长或变宽,使公路局部发生损坏,无法正常使用,缩短公路的使用寿命。
2水泥稳定碎石产生基层裂缝的原因
2.1水泥的影响
(1)水泥种类的影响,水泥种类不同其收缩性也不同,比如,硅酸盐水泥的收缩性比矿渣水泥要小;(2)抗折强度的影响,水泥的抗折强度越好,越不容易产生温度裂缝,然而,相关人员在进行水泥性能的检测试验时,往往只注重抗压强度的检验,而忽视了抗折强度的重要性;(3)水泥的存放期不够,水泥在生产后没有存放够一定的时间就直接投入使用,会在与水拌和的过程中产生大量的水化热,从而使内外部产生温度差,形成温度裂缝;(4)水泥剂量的影响,水泥的用量越多,其自身的收缩作用就越大,因此,在施工过程中,应在设计强度的要求下,选择最小值。
2.2水分和集料的影响
水泥稳定碎石混合料中的水分越多,水分散失得就越快,产生的收缩应力就越大。因此,混合料的水分含量也是基层产生裂缝的原因之一。同时,集料的粒径和自身的塑性指标也与干缩性有关,粒径越大干缩性越小,集料的塑性指数越大干缩性越大。此外,集料的级配会对混合料的均匀、稳定和耐久产生一定的影响。级配不合理就不能保证混合料的拌和质量,从而使混合料在施工过程中发生离析现象。
2.3混合材料的摊铺
将原材料充分混合后,要将混合材料运输到施工场地。如果运输的距离过长,在运输过程中没有采取任何措施,混合材料的水分就会丢失,在将混合材料运输到施工场地之前就产生了硬化现象,还要保证混合材料运输的过程不能太过颠簸,太过颠簸就会导致混合材料离析。摊铺混合材料时要操作合理,摊铺的路段不能过长,水分一旦蒸发严重,水泥稳定碎石基层的表面就会干燥,在还没有进行碾压之前就已经干缩,表面产生了裂缝。在摊铺的过程中,混合材料一定要混合均匀,混合材料如果混合不均匀,碎石块集中在一起同样会导致水泥稳定碎石基层的表面产生裂缝。
2.4养护方面的影响
水泥稳定碎石基层施工后的养护工作十分重要,若不对基层进行及时、均匀的洒水养护,就会使基层在炎热天气下,出现干缩裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且,在养护结束后,若施工人员没有对基层洒透层油予以保护,就会使基层长期受到外部温度、雨水和动荷载的影响,从而产生裂缝。
2.5施工过程中的影响
首先是拌和质量的影响,集料的级配不合理、水泥和水分的含量得不到严格的控制、拌和不均匀等都会使集料出现离析等质量问题,当集料铺筑成形后就会形成裂缝;其次是压实质量的影响,压实不够充分,就会降低基层的密实度,进而抵抗干缩和温度应力的能力就会减弱;最后是碾压质量的影响,碾压后混合料的残留水分过多,或者不同路段上下层的碾压质量不一致,就会使基层在外界环境的影响下产生裂缝。
3防治措施
3.1控制水泥用量和集料的级配
水泥用量和集料的级配是影响水泥稳定碎石收缩性的主要因素。通常情况下,增大水泥用量就会提高水泥稳定碎石基层的收缩性,同时,基层的抗拉强度和抵抗温度应力的能力也会得到一定的提升。因此,相关人员需要根据实际的施工状况,选择出水泥的最佳用量,从而减少基层裂缝的数量。与此同时,集料中碎石的含量会对收缩性产生一定的影响。当集料整体结构处于“悬浮”状态时,增加碎石的含量就会减少集料的收缩变形;当集料整体结构处于“骨架接触及孔隙”状态时,碎石的含量就不会影响材料的收缩性。
3.2控制含水量
混合料中必须有足够的水分才能保证混合料的压实度和水泥稳定碎石基层的强度满足施工要求。但是,水分含量过多会使基层表面产生车辙,影响整体的平整度,甚至增大混合料的干缩性;而水分含量较少则会使混合料的密实度降低,不易碾压成形。因此,在压实过程中,混合料的含水量应控制在±0.5%范围内[3],如果施工环境干燥、天气炎热,就要适当加大含水量。同时,在碾压施工过程中,如果混合料表面较干燥,尽量不要用洒水车和水管进行大量的喷水工作,而应采用压路机自身的间歇洒水装置进行少量的补水。
3.3对碾压施工进行控制
在碾压施工过程中,相关人员应根据天气情况对碾压路段的长度进行控制。如果施工时天气气温较高,混合料的水分蒸发较快,就要适当缩短碾压路段的长度;反之,则可适当加长碾压路段的长度,从而防止混合料在碾压过程中因水分的散失而产生干缩裂缝。并且,碾压质量水平越高,混合料成形后的体积越大,抵抗收缩变形的能力就越强。但是,过量碾压将会使水泥稳定碎石基层表面产生收缩裂缝,因此,在碾压前,相关人员还应进行试验,确定出最合适的碾压次数。
3.4摊铺防治
当混合料拌合完成后,应立即利用运输料车,将其运至路面成型施工现场,以降低温度环境可能带来的影响。具体来说,在实际运输过程中,管理人员应采用篷布将混合料进行覆盖,以防止其水分出现散失现象。此外,在应用摊铺设备进行摊铺施工时,施工技术人员要控制好,摊铺的速度,即根据搅拌机的生产能力来进行确定。这是防止混合料摊铺速度与材料使用进度不匹配问题出现的有效方法,也是降低气候环境变化对其造成影响的关键。摊铺机设备的前后位置,均应配备专业技术人员,即对集料以及混合料的质量进行控制。此过程,要求相关建设人员利用胶轮压路机对混合料进行碾压,并产生揉搓效果,从而提高水泥稳定碎石基层结构的密实性。这样一来,水泥稳定碎石基层在成型过程中就能对微裂缝进行控制,从而提高整个路面成型施工作业的质量。
结束语
目前,水泥稳定碎石在使用过程中遇雨不产生泥泞,表面坚实,是理想的高级路面基层材料。水泥稳定碎石主要由级配碎石、胶凝材料及灰浆等材料组成,其初期强度较高,而且随着龄期的增加,强度也在逐渐增加。此外,水泥稳定碎石的压实度和材料用量等都是影响施工质量的重要因素。因此,相关人员想要对水泥稳定碎石的基层裂缝加以防治,就要从施工过程、材料和养护等方面入手。
参考文献
[1]宋倩颖.如何减少水泥稳定碎石基层裂缝[J].交通世界,2017,12:42-43+25.
[2]朱学文.水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝的防治措施[J].交通世界,2017,12:48-49.
[3]宋倩颖.如何减少水泥稳定碎石基层裂缝[J].交通世界,2017,12:42-43+25.
[4]崔先觉,史秀平,龚育超.水泥稳定碎石基层路面裂缝的防治研究[J].北方交通,2017,05:56-58.
论文作者:毕飞鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
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