減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施

摘 要：分析影響高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫的因素，通過具體的工程實(shí)踐論證，只要在施工過程中充分考慮各種影響因素，采取一些有效的工程措施，減少水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向干縮溫縮裂縫是可行的。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；基層；裂縫

減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施 前言　

目前，我國的高速公路瀝青混凝土路面普遍采用半剛性基層，水泥穩(wěn)定碎石是較為常見的一種半剛性路面的基層材料，水泥硬化后形成板狀半剛性體, 提高路面的承載力，具有很高的強(qiáng)度和剛度，有著良好的使用性能。 同時(shí)，可以高度機(jī)械化施工，對環(huán)境污染少，能充分利用當(dāng)?shù)氐牟牧?。它較早在河北、北京、天津、山東等省市應(yīng)用，繼而江蘇、浙江、湖南、湖北、廣東等地也陸續(xù)采用。但由于水穩(wěn)料固有的干縮性、溫縮性，表面產(chǎn)生裂縫是不可能完全避免的，而裂縫一旦形成，必然會影響到基層本身、路面面層的穩(wěn)定性，影響其使用性能。現(xiàn)通過分析水穩(wěn)混合料干縮和溫縮裂縫的影響因素，采取多種有效措施預(yù)防和處理基層開裂，可以在選擇材料、配合比設(shè)計(jì)、施工過程質(zhì)量控制上嚴(yán)格把關(guān)，使裂縫盡可能減少，對于瀝青路面使用壽命的延長是能做到的。下面結(jié)合某高速公路基層的施工情況探討如何減少基層裂縫。

減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施

1 減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施原材料選擇

1.1  高速公路水泥基層裂縫水泥

1）品種不同的水泥具有程度不同的收縮性，如礦渣水泥要比硅酸鹽水泥收縮性大。標(biāo)號高的水泥收縮性比標(biāo)號低水泥收縮性大，一般情況選擇P.O32.5硅酸鹽水泥就能滿足施工。

2）        視抗折強(qiáng)度：抗折強(qiáng)度愈大，混合料抵抗內(nèi)部溫度應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度越大，越不易產(chǎn)生溫縮裂縫。施工過程中，檢驗(yàn)水泥性能時(shí)人們通常重視抗壓強(qiáng)度，而抗折強(qiáng)度不足也不會引起足夠的重視。

3）        由于基層施工時(shí)，需要水泥量較大，有時(shí)出現(xiàn)水泥供應(yīng)困難，水泥生產(chǎn)出后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和水化過程中產(chǎn)生大量的水化熱，使其內(nèi)部的高溫與外部的溫度形成溫差，在一定條件下產(chǎn)生溫度裂縫。

為了能夠控制水泥的干縮溫縮性能，選擇了某廠生產(chǎn)的P.O32.5硅酸鹽水泥，其物理力學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。

表1  水泥的物理力學(xué)性能

細(xì)度（％）        安定性        凝結(jié)時(shí)間（min）        抗壓強(qiáng)度(Mpa)        抗折強(qiáng)度（Mpa）

                初 凝        終 凝        3d        28d        3d        28d

1.2        合格        300        390        23.4        34.6        4.9       

8.3

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1.2 高速公路水泥基層裂縫集料

必須嚴(yán)格控制集料中細(xì)料的含量和塑性指數(shù)，以減少水泥穩(wěn)定碎石中的粘性成分含量。通過0.075mm篩孔的顆粒含量宜控制5％以下。細(xì)土的塑性指數(shù)要盡可能低，不宜大于4。如果0.075mm以下粉塵太多，則收縮系數(shù)增大，裂縫無疑增加。

1）高速公路水泥基層裂縫粗骨料

花崗巖碎石，碎石規(guī)格10～30mm，石屑0～10mm，其篩分試驗(yàn)結(jié)果和物理性能如表2所示。

2）高速公路水泥基層裂縫 細(xì)骨料

  天然河砂，其篩分試驗(yàn)結(jié)果和物理性能如表2所示。

表2 碎石、石屑及砂篩分試驗(yàn)結(jié)果及物理性能

篩孔尺寸（mm）        各集料通過百分率

        碎石        石屑        砂        合成級配        規(guī)范值

31.5        100        100        100        100        100

26.5        90.6        100        100        95.3        90～100

19        56.4        100        100        78.2        72～89

9.5        6.4        93.2        100        50.8        47～67

4.75        1.2        59.5        94.4        35.6        29～49

2.36        0.8        31.5        73.8        22.5        17～35

0.6        0.8        16.1        29.7        10.5        8～22

0.075        0.8        8.5        1.7        3.6        0～7

試驗(yàn)項(xiàng)目        規(guī)范值        試驗(yàn)結(jié)果        

液限（％）        ＜28        26.4        

塑性指數(shù)（％）        ＜9        3.2        

減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施

2  配合比設(shè)計(jì)

水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要考慮基層的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，對于基層要求的強(qiáng)度為3～5Mpa，另一方面要考慮到基層的干縮溫縮裂縫。在設(shè)計(jì)中必須按照以下要求進(jìn)行：

1）        混合料配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度過高容易開裂，交通部ＪＴＪ034 2000規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，高速公路基層Ｒ7=3～5ＭＰａ。在滿足車載要求的前提下，盡量取中值，通過施工過程的嚴(yán)密組合控制，通過7ｄ潮濕養(yǎng)生，7ｄ齡期只要能取出完整的鉆件就行。

2）        在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量，一般水泥劑量應(yīng)控制在4%～5%之間，**不能超過5.5%，如強(qiáng)度偏差大或達(dá)不到，應(yīng)通過調(diào)整級配和水泥標(biāo)號品種及嚴(yán)密控制施工過程碾壓成型時(shí)間來達(dá)到要求。

3）        配合比時(shí)限制細(xì)集料、粉料用量，集料級配中0.075ｍｍ以下顆粒含量不宜大于5%，大骨料宜多點(diǎn)，級配宜取偏粗限，合成級配曲線在中值線下方，如圖－1。

3 施工過程控制

減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施

3.1 含水量

水泥穩(wěn)定碎石是水泥與集料的水化凝結(jié)硬化的產(chǎn)物。含水量的控制影響到壓實(shí)度的保證和裂縫的產(chǎn)生?？紤]到混合料在運(yùn)輸、碾壓過程中還有水分散失，尤其夏季施工時(shí)水分蒸發(fā)快，施工過程中對水的含量應(yīng)控制在比*佳含水量大1%左右。含水量過小時(shí)，基層表層松散，碾壓容易起皮，難以壓實(shí)；含水量過大碾壓時(shí)粘輪，表面起拱，而且基層成型后水分散失愈多，形成的裂縫愈多。所以施工過程中含水量要控制適宜。根據(jù)施工時(shí)氣候條件限制含水量，對于運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，運(yùn)輸途中，混合料宜用土工布等覆蓋，以減少水分損失。**施工中應(yīng)根據(jù)日照強(qiáng)度和風(fēng)力大小多次調(diào)整含水量，一般早、中、晚三次要調(diào)整含水量，同時(shí)試驗(yàn)人員應(yīng)在拌和站和攤鋪現(xiàn)場用酒精快速燒測含水量，施工操作的前后臺通訊聯(lián)系應(yīng)方便和順暢，當(dāng)現(xiàn)場的含水量與*佳含水量相差大時(shí)，要及時(shí)通知后場調(diào)整含水量。

3.2 混合料拌和

拌和時(shí)間不拌和必須要充分、均勻、穩(wěn)定。拌和時(shí)間不足、拌和不均勻，易出現(xiàn)粗細(xì)料集中、離析等現(xiàn)象?；旌狭箱佒尚魏笥捎诓煌囟?、上下層之間的干縮溫縮性不同，易產(chǎn)生裂縫。

3.3 混合料攤鋪與壓實(shí)

在施工時(shí)采用兩臺攤鋪機(jī)平行作業(yè)，減少混合料的離析現(xiàn)象，混合料攤鋪后，應(yīng)盡快完成碾壓，縮短從加水拌和到完成碾壓的時(shí)間。如果不及時(shí)碾壓，水泥就會產(chǎn)生部分凝結(jié)作用，再碾壓時(shí)，就會破壞已形成的水泥膠結(jié)作用，就需要消耗壓實(shí)功，影響壓實(shí)度，混合料的強(qiáng)度和性能也會下降，抗裂縫能力也下降。

3.4 基層養(yǎng)生及交通管制

由于水分參與了水泥的水化反應(yīng)，水分的散失將影響其正常的反應(yīng)，從而影響凝結(jié)硬化后形成的強(qiáng)度，特別是廣東地區(qū)氣溫較高，自然風(fēng)較大，基層表面的水分蒸發(fā)更快，極易產(chǎn)生均勻的裂紋。水泥穩(wěn)定碎石下基層施工完成后，及時(shí)用薄膜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)生期不能小于7ｄ，并且在養(yǎng)生期內(nèi)要保持薄膜不能被風(fēng)吹開，基層表面的水分不能蒸發(fā)，對于上基層在施工完成后基層表面的毛細(xì)水干后布灑透層油保護(hù)，在鋪筑瀝青面層之前盡量封閉交通，以減少車輛荷載的影響，并盡快鋪筑面層。在鋪筑面層前要重視水泥穩(wěn)定碎石基層的清掃工作，**雜物，否則基層與面層之間結(jié)合的不好，易產(chǎn)生薄弱點(diǎn)，造成裂縫等。

減少高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的措施

4 結(jié)語

施工中的實(shí)踐表明，已經(jīng)施工的20Km下基層來看，由于該段通道和橋梁建筑物較多，已經(jīng)施工完成底基層來看，能夠肉眼看見底橫向貫通裂縫不到10條。盡管水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向干縮溫縮裂縫是不可避免的，只要在施工過程中把好原材料關(guān)，做好配合比設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制，干縮溫縮裂縫的數(shù)量就會明顯減少。

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3、李亞梅 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫原因分析與防治  交通科技        2003

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