水泥穩(wěn)定碎石基層由于它具有良好的穩(wěn)定性、耐用性等優(yōu)點,而被廣泛運用在公路與城市道路的建設上,成為我國應用最為廣泛的一種半剛性的基層材料之一。水泥穩(wěn)定碎石存在著缺點,水泥穩(wěn)定碎石脆性大且抗變形能力弱,當溫度和濕度發(fā)生變化的時候,就容易產生裂縫。裂縫的產生會導致路面的耐用性變弱,強度降低,路面會出現不平整的現象,嚴重影響了路面的美觀和行車舒適性。綜合分析公路與城市道路水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術特點,探析路面產生裂縫的原因,并從中提出有效防治裂縫的方法,保持路面的美觀度和行車舒適度,延長道路使用壽命。

水泥穩(wěn)定碎石基層產生裂縫的原因

1、車輛重復性荷載引發(fā)裂縫。

車輛反復性荷載性裂縫通常發(fā)生在基層的底部。在車輛重復荷載的過程中,基層面底部會發(fā)生拉應力,當拉應力已經超出所用材料的強度極限時,水泥穩(wěn)定碎石基層的底部就會產生裂縫。車輛荷載重復作用下,水泥穩(wěn)定碎石基層的底部裂縫就會慢慢的擴大并延伸到瀝青面層,路面就會顯現出裂痕。

2、材料溫度脹縮性導致裂縫。

水泥穩(wěn)定碎石基層是一種半剛性質的材料,是由水、膠凝料和集料混合后組成的。半剛性材料的脆性很大,對溫度具有很強的敏感度,容易產生溫度性裂縫。在溫度較低的情況下,水泥穩(wěn)定碎石材料就會產生膨脹收縮的反應,同時出現路面翹曲的現象。當水泥穩(wěn)定碎石材料上面的溫度較下面的溫度低時,由于材料的深度不一樣,使得材料的收縮程度也不一樣,最終就會導致路面板出現翹曲的現象,引發(fā)路面分裂。路面板并不是導致路面分裂的主要原因,材料溫度的熱脹冷縮應力才是導致路面分裂的重要因素。水泥的水化過程會放出很多的熱能,而且水泥穩(wěn)定碎石材料散熱能力弱,再加上瀝青表層有麻袋等雜物的覆蓋,使得水泥穩(wěn)定碎石材料內部的溫度增加,從而產生膨脹的現象。而水泥穩(wěn)定碎石材料外部的溫度降低就會產生冷縮的效應。熱脹冷縮的不斷交替,形成巨大的拉應力,導致水泥穩(wěn)定碎石表層的開裂。

3、材料水分干縮引發(fā)裂縫。

產生干縮性裂縫有兩個時段,一個是水泥穩(wěn)定碎石在壓實成型到養(yǎng)護時期過程中的干縮。這段時間里,由于水泥穩(wěn)定碎石材料自身水分和養(yǎng)護時澆水的水分被蒸發(fā),水泥穩(wěn)定碎石材料發(fā)生收縮,從而導致基層開裂。另一個就是養(yǎng)護時期到瀝青封層過程中的干縮。在溫度保持在穩(wěn)定的狀態(tài)下,水泥穩(wěn)定碎石材料從最好的含水量狀態(tài)轉變到比較干燥的狀態(tài),干縮過程中產生基層分裂。

4、施工不規(guī)范引起的裂縫。

點我:送工程實用干貨。有些施工人員為了趕進度,搶工期,不按照施工規(guī)范進行合理施工,使得基層質量差,基層容易出現裂痕。施工人員在趕進度的過層中,忽視了原材料的質量,放松了對基層施工的質量控制,鋪筑的基層比較脆弱,很容易行車被壓壞;鶎拥钠茐木蜁䦟е侣访姘宓姆至。

防治水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的方法

1、降低收縮裂縫,減少基層裂縫的產生。

降低水泥穩(wěn)定碎石材料的收縮率,提高水泥穩(wěn)定碎石材料的抗拉力能力,減少基層分裂。我們也可以實行補償性的收縮策略,在材料中加入膨脹性的化學物質,使得收縮率下降,從而減少基層分裂情況。

2、防止反射裂縫產生。

選擇優(yōu)質的基層材料可以防止反射裂痕的產生,我們要選擇抗拉力和抗沖刷力強,干縮性和溫縮性弱的水泥穩(wěn)定碎石材料。我們也可以通過改善瀝青表層的性能來減少分裂,比如瀝青面層的高度或者增加鋼筋網的面層。再者,我們可以設置一個應變的中間層,來消除反射裂痕的產生。

3、合理的安排施工時間。

在水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中,夏季由于溫度過高,水分分散過快,基層就會產生干燥收縮性的裂縫,所以夏季施工時宜采取上午和晚上施工,下午高溫時段停工;而冬季氣溫低于5 度時不施工,避開冬季由于溫度過低基層容易產生低溫收縮性裂縫,導致反射裂縫的產生。合理安排施工時間是非常重要的。

4、從基層的設計、結構、施工、材料及養(yǎng)護上防治裂縫。

(1)設計方面:配合比設計的準確性是影響水泥穩(wěn)定碎石基層開裂的因素之一。為了提高水泥穩(wěn)定碎石混合料的抗裂性,我們要嚴格控制配合比的設計。相關研究表明0.5mm左右的檔細集料對水泥穩(wěn)定碎石基層的干性收縮和溫性縮的影響很大,在進行配合比設計的時侯,要控制集料在0.5mm和0.075mm檔的通過率,使之盡量接近低限。水泥要按照五種比例進行試驗,以制備不同比例的混合料。采用插值法確定配合比,用重型擊實法求得最佳含水量與最大干密度。按要求壓實度制備混合料試件,養(yǎng)護6天,浸水1天后取出,在進行無側向抗壓強度測試,基層強度在3.5~4.0MPa,底基層強度在2.5~3.0MPa,這樣可保證足夠的強度,也可避免因強度過高產生較多的反射裂縫。

(2)結構方面:在基層建設的結構上,增加水泥穩(wěn)定碎石材料基層的厚度,車輛重復性荷載在水泥穩(wěn)定碎石基層上的拉應力會有所降低,就能減少基層的分裂。我們也可以加強基層的抗拉能力,加長整個基層的分裂路線,以延緩裂縫擴展的速度。用土工織物鞏固基層,可以限制裂縫的擴大化,減少反射裂縫的產生。

(3)施工方面:點我:送工程實用干貨。對施工過程進行有效的控制。據研究發(fā)現,水泥穩(wěn)定碎石基層的開裂指數,一定程度上是受到施工控制的影響。在工程施工中,我們要增強集料的管理,保證集料的質量,控制好碾壓層的水分和厚度,以提高基層的厚實性和穩(wěn)定性。項目建設辦和總監(jiān)辦要對整個施工過程進行嚴密的監(jiān)控,讓路面基層建設保持在一個良好的施工狀態(tài)。

(4)材料方面:研究發(fā)現影響水泥穩(wěn)定碎石材料收縮的原因有很多。如集料的塑性和含泥量、水泥的用量和型號等。水泥穩(wěn)定碎石的收縮能力是受水泥用量和含水量的影響,水泥的用量越大,收縮的能力就會越強,引發(fā)的裂縫就會越多。[5]水泥的含水量越多,收縮能力越強,裂縫擴展越快,裂痕越多。選擇優(yōu)質的材料,減少基層分裂。在集料上,選擇粘土含量少、彈性良好的材料,還有就是盡量選擇干縮性小的水泥。

(5)養(yǎng)護方面:其實,很多的收縮裂縫都是由于施工人員忽視基層養(yǎng)生造成的。水泥穩(wěn)定碎石基層在強制形成的時候,水分消耗量大,會出現收縮的現象。在這個時候由于養(yǎng)護不當,收縮性就會變大,而材料自身的抗拉能力又弱,就很容易產生裂縫。所以,我們要重視基層的養(yǎng)護工作。

結束語:水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性材料,具有很大的脆性,存在著嚴重的裂縫問題。裂縫問題的產生,嚴重影響了道路的美觀度與使用性。我們根據實際的工作經驗,采取多種防治方法,緩解和減少水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫問題。我們從基層的結構、配合比設計、材料選取、施工以及養(yǎng)護等方面進行綜合的分析研究,采取全面的防治措施,才能盡可能的把路面產生的裂縫減到最低,使得水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)點得到充分發(fā)揮,以增強路面的穩(wěn)定性耐用性。