水泥稳定半刚性路面基层裂缝防治措施
【摘要】通过对水泥稳定半刚性基层裂缝形成原因的分析,从原材料、施工工艺、养生等方面提出防止基层裂缝产生的具体措施以及对基层裂缝的有针对性的处治方法,能有效的阻止基层裂缝向沥青混凝土面层的反射,提高路面的质量。
关键词:半刚性基层 裂缝 防治措施
0、前言
水泥稳定土是利用无机结合料水泥稳定的各种集料和土类,并且具有规定的基层结构,而水稳级配碎石(或级配砂砾)是目前我国高等级公路最常用的一种基层结构形式,只有具有较高强度、刚度和稳定性的基层才能保证面层结构的良好使用品质。特别是重交通道路的沥青路面,最体结构的承载力主要靠基层来承担,要求必须具有较高的强度和刚度。基层裂缝的出现将导致基层的耐久性减弱,导致路面使用性能降低,若不采取有效的预防和治理措施,不但影响路面的使用寿命,还增加了路面的维护费用,降低投资效益。
1、影响基层裂缝形成的因素
基层裂缝的形成主要是基层自身材料的干缩和温缩应变产生的拉应力超出了基层自身的极限抗弯拉强度导致,且在强度薄弱断面产生裂缝。一般是两侧边缘向中间扩展,形成时间在基层完成后15-20天就开始出现,随着时间的增加,经过日晒、雨淋的循环,裂缝条数多,缝宽也增大,直至上下贯通,但多数是横向裂缝。导致基层产生裂缝的因素较多,如基层材料的特性,路基强度及稳定性,底基层的强度及其均匀性,基层施工工艺,气候影响(特别是雨季,温差较大时)。
2、防止基层裂缝产生的措施
2.1材料
2.1.1集料 控制集料最大粒径不超过31.5mm,使用碎石(砾石)应预先分级(3-4个不用粒径)然后掺配,加工使用的砾石宜进行破碎筛分,0.075mm以下粒径含量控制在规范规定的低限值,尽可能使用级配碎石稳定,控制最大粒径主要是防止施工摊铺时易产生离析,使基层硬度不均匀,控制0.075mm以下粒径含量是细料使基层出不的干缩性应力增加,而使用级配碎石与破碎砾石是为了增加集料间的嵌锁力,提高基层自身的抗弯拉强度,减少裂缝产生。
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2.1.2水泥 水泥剂量是影响基层裂缝产生的一个重要因素,水泥剂量在大于5%时裂缝数量将明显增加,所以应该通过调整集料的级配来提高强度降低水泥使伤脑筋剂量。在基层取值时,应结合材料特性进行选用,使用水稳砂砾作基层时,其基层强度取值不宜大于3.5Mpa,一般水泥剂量能够控制在5%以内。若基层强度取值大于3.5Mpa 时,必须使用水泥稳定碎石作为基层,或通过试验在水稳砂砾中掺入一定比例的粉煤灰,这样可以降低基层的收缩系数,使裂缝隙数量减少。
2.2施工工艺的控制
2.2.1高等级公路基层的施工现大多数采用连续式拌和机厂拌法施工。在拌和前应严格掌握各种集料的含水量,对细集料(如石屑、砂)应进行覆盖,防止雨淋而含水量过大,影响配料的准确性及拌和的均匀性。在摊铺过程中严防粗细集料的离析,为防止裂缝从边缘薄弱处开始出现,可在两边支设模板,增加边缘处的密实度和强度。碾压时混合料的含水量可控制在最佳含水量±1%的范围内或略小于最佳含水量最好。因为含水量过大,既会影响混合料可能达到的密度和强度,又会明显增大混合料的干缩性,使基层容易产生干缩裂缝。但通过试验,我们发现在含水量小于最佳含水量(击实试验)2-3%左右时,在振动压路机的压实下,很容易达到规定的密实度和强度要求,这主要是因为现行规范通过击实确定的最佳含水量与现场实际施工采用的振动压实方式存在一定差距。在施工气温较高时,应选用运输吨位大的自卸车辆并加以覆盖,以防表层水分蒸发较快造成混合料的不均匀和局部强度偏低。
2.2.2压实的及时性也很重要。在大部分采用集中厂拌法施工的高等级公路中,施工单位对规范规定的延迟时间不应超过2h,的规定认识不够。实际上时间越长,基层成型后的强度就越低,且抵抗干缩应力的能力也就降低,裂缝的出现随 增加。
2.2.3养生。对于基层施工后的养生,通常因面积大,难以覆盖而采用洒水养生的办法,在7天后大部分停止了养生。而基层面层衔接不上时,基层长时间暴露,日晒雨淋,温缩应力加大,加剧了裂缝隙的增多和质量,故根据实际情况应延长养生时间到面层施工 前,洒水养生时,不得将边缘处漏洒或少洒。根据经验,尽可能在基层成型是老一辈内采用薄膜覆盖的方式养生,后继续洒水养生,这样能明显增加基层表面强度和基层整体的均匀性。
2.2.4基层。控制路基的填筑质量和底基层的施工也是关键。路基的不均匀沉降会造成基层的裂缝隙或裂缝隙的增加,且很容易反射到沥青面层,这将是致命的。所以路基土石方应严格按照规范施工,分层增筑,分层压实,满足强度,刚度和稳定性的要求。应特别注意沟塘回填和基层过温段的处理,尽可能采用砂砾碎石等透水性材料填筑。在路床部分,采用强度高、粒径小的填料(如天然砂砾),或胜石灰改善土填筑。
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3、层裂缝的处治措施
3.1在面层施工前,应对基层裂缝状态进行详细调查,对基层裂缝产生的原因及时分析并采取有针对性的有效的方法进行处治。
3.2处理原则。提高基层裂缝处的抗冲击能力,增加其水稳定,防止和减少基层裂缝的扩大和向面层反射。
3.3处治方法。做好现场调查,标记和记录,先采用热沥青灌缝。灌缝前裂缝处前后应进行清理,并用空压机将缝内浮尘、砂粒吹净。在裂缝前后1m宽范围内喷江浮化沥青(0.2-0.3L/m3),将宽1m的玻璃标准网放置在裂缝上,使裂缝处在玻璃网的中间位置,在面层施工前采用水泥钉对玻璃网进行固定,固定间距不大于0.5m,对较大裂缝在中间面层施工前,在下面层再铺设一层玻璃网,将有效防止基层裂缝的反射的产生。
另处,为阻止基层裂缝的反射,在面层施工时首先要做基层与面层的良好结合,特别注意保证面层 间的粘结。提高面层整体的抗反射能力。
4、结束语
基层裂缝产生,一部分将反射到沥青混凝土面层,给路面带来一定的隐患,使路面耐久性降低。处理的费用很大,所以基层裂缝的产生重在防止,从路基路面结构层设计和施工的各个环节都要重要。
参考文献
1、 JTJ034-2000《公路路面基层施工规范》 3、JTJ032-94《公路沥青路面施工技术规范》
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