公路施工中水稳基层裂缝防治技术 夏运新

发表时间:2020/10/10   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:夏运新
[导读] 摘要:公路工程中,由于水稳基层具有整体性强、承载力大、刚度大、抗冻性好、寿命长等诸多优势,被广泛运用于公路施工建设中,但是水稳基层的缺点是抗变形能力差,容易产生裂缝。
        新疆西域公路建设集团有限责任公司新疆乌鲁木齐市830000
        摘要:公路工程中,由于水稳基层具有整体性强、承载力大、刚度大、抗冻性好、寿命长等诸多优势,被广泛运用于公路施工建设中,但是水稳基层的缺点是抗变形能力差,容易产生裂缝。水稳基层稳定性强,强度高,工艺流程相对简单,水稳性好,综合性能优,在公路施工中得到广泛应用[1]。然而,水稳基层的热胀性能较差,易受外界温度和湿度变化影响,在基层表面容易产生裂缝,导致结构出现早期破坏。如得不到及时修复,会影响水稳基层力学性能和使用性能,对公路运行产生不利影响。因此,施工单位有必要认真分析水稳基层裂缝成因,有针对性地采取防治技术,以实现提高公路工程施工质量的目标。
        关键词:公路施工;水稳基层;裂缝;防治技术
        1水稳基层裂缝的类型
        裂缝的出现,不仅降低结构外形美观程度,还影响结构承载力提升,缩短工程使用寿命,加大养护维修成本。公路工程施工中,水稳基层裂缝的主要类型如下。
        1.1温度裂缝
        水稳基层施工材料受温度影响。如果水稳基层结构的内部与外部温差较大,容易出现温度裂缝;施工中如果温度过高,水稳基层中的水分容易被蒸发掉,水分的散失易导致裂缝产生;如果外界温度急剧降低,表层温度下降但内部温度不降低[2],导致水稳基层表面产生应力。当这种应力超过结构承受力时,水稳基层表面会出现裂缝。
        1.2干缩裂缝
        水稳基层施工需使用大量的水,例如混合料拌和、水稳基层碾压、养护等。然而随着施工推进,水稳基层中的水会逐步减少,从而发生变形收缩,导致干缩裂缝出现。干缩裂缝的形成与材料质量、填料含水量等密切相关。水稳基层施工需运用水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂等,水稳基层所含水泥的比例越大,出现干缩裂缝的几率越高。
        1.3网状裂缝
        网状裂缝通常呈网状或龟裂状,是在外力作用下出现的一种裂缝类型。网状裂缝初期的裂缝比较细小。如果得不到及时修复,加之车辆荷载、自然环境等因素的影响,裂缝数量会不断增多,宽度变宽且长度变长,甚至纵横交错,对水稳基层造成较严重的破坏。
        1.4沉降裂缝
        沉降裂缝是由于水稳基层局部沉降而产生的裂缝。此外,若水稳基层压实不到位,压实度不合格,重载车辆的作用,也会造成沉降裂缝。通常碾压施工是分层进行的,但一些施工单位未严格遵循分层填筑和碾压的施工方式,导致压实度不合格[3]。加之车辆反复碾压,水稳基层沉陷并产生裂缝。
        2公路施工中水稳基层出现裂缝的防治措施
        2.1加强对水稳基层路面的养护
        在水稳基层裂缝防治过程中,加强路面养护也是一个非常关键的环节,当水稳基层经过碾压成型后,要对其进行洒水,洒水可以保持基层的湿润度,在混凝土强度增长时,基层表面蒸发和其他原因会造成内部的水分流失,影响混凝土的水化。通过洒水可以保证混凝土湿润,从而使混凝土进行充分的水化反应,从而保证混凝土的强度,防止干燥产生的裂缝。在不同季节进行施工所采取的养护措施也是不同的,当在温差较大的地区进行施工,要通过采取科学的措施降低水稳基层表面与内部的温度差,避免因温度产生的裂缝,在冬季施工后,要对所有基层采取一定的防冻措施,避免温度过低而使基层内部的水分结冰,导致基层体积膨胀。用麻袋或塑料布覆盖住基层表面,降低外界环境对水稳基层的影响。
        2.2对原材料的大小和水泥含量严格把控
        减少裂缝要对水稳基层的原材料加强控制,原材料是水稳基层的基础,施工单位要严格把关。水稳基层的主要材料是碎石,但碎石的大小也分为不同等级,为了保障原材料的质量,可以采用破碎设备制备碎石,然后按照不同标准分层。相关调查研究发现,直径小于0.075mm的碎石料容易在外界温度较大的情况下出现裂缝,因此要从源头减少由于温差导致的裂缝。水泥含量与温度裂缝的产生也有一定关系,要对水泥剂量进行严格控制,通过研究表明,水泥剂量超过5%,裂缝的数量就会明显增加,一定要将水泥含量控制在5%以下。
        2.3注重摊铺机和运料车辆的配合
        关于水稳基层的摊铺作业,运料也会对施工质量造成影响。若缺乏合适的运输措施,或是摊铺作业与材料运输之间难以达到有效衔接状态,都会出现质量问题。一旦出现此情况,摊铺机在履带前行走时,因设备的晃动会伴随大量混合料洒落现象,此时需采取合理的处理措施,否则将对摊铺机的顺利行走造成影响,所得的路面平整度无法满足设计要求。对此,要立足于工程实际情况,在专员的指导下调度运料车,避免与摊铺机碰撞。摊铺作业前的准备工作也尤为关键,需要将缝隙中残留的各类杂物清理干净,以便砂浆与岩体的有效结合,确保整体稳定性,在提升施工效率的同时控制裂缝。
        2.4重视施工过程质量控制
        加强施工过程质量控制,是防治水稳基层裂缝产生的重要措施。为预防裂缝产生,重点需要控制混合料含水量和水稳基层压实度。含水量控制要综合考虑施工季节、温度变化、水分蒸发等因素,确保在最佳含水量状态下施工。如果含水量过大需进行晾晒,含水量过小则需适当洒水湿润。在压实度控制方面,首先选取200m长的路段进行试铺,确定碾压遍数、每层混合料铺筑厚度等参数指标,有效指导施工。然后按要求进行配合比设计,加强填料质量控制,采用分层填筑和碾压方式,每层厚度控制在20~30cm。加强初压、复压和终压质量控制,严格遵循碾压施工工艺和碾压程序,保证碾压充分,振动不起浪、不推移,实现对水稳基层压实度的有效控制。
        2.5严格按要求开展验收
        以技术规范为基本指导,需在同一年完成基层与沥青层的施工作业,尽可能避免路面开裂现象。具体至该工程中,结束底基层施工后未及时采取铺筑施工作业,在冬季低温环境的影响下,随之产生温度裂缝与干缩裂缝。上述现象主要是因为施工人员未严格遵循技术规范,基层长期处于低温环境中,从而出现了不同程度的裂缝。由此可见,必须以行业规范为指导,尽快完成基层与沥青层的施工作业,针对高填方等特殊路基,需加强对细部的质量控制,最大程度上避免裂缝。
       
        图1水稳基层裂缝的主要处理方式
        2.6及时修复裂缝
        对于出现的裂缝,养护施工单位要及时采取有效措施修复,常用方法见图1。如果裂缝宽度和深度不大,不具备持续发展潜质,可灌注改性乳化沥青封堵,铺设玻璃纤维格栅,见图1(a)。如果裂缝发生位置比较集中,纵向与横向裂缝交叉,且比较密集,需要将水稳基层凿除后再重新铺筑基层,见图1(b)。如果裂缝发生在特殊路基段,主要诱因是路基不均匀沉降,可采用注浆加固方式处理,见图1(c)。
        2.7水稳基层裂缝处治措施
        2.7.1聚酯玻纤布防治技术
        聚酯玻纤布防治技术经过验证,发现水稳基层和沥青面层之间通过加铺水稳裂缝专用的聚酯玻纤布,可有效减少水稳基层裂缝的出现。
        2.7.2密封胶封缝技术
        密封胶封缝技术是对水稳基层出现的裂缝进行填缝处理的技术,可以有效防止裂缝的进一步扩张。通过将密封胶加热到180℃以上,将密封胶灌入裂缝中,密封胶可以渗透到裂缝两侧的融合料中,帮助裂缝融合,当裂缝的宽度超过3mm,要对裂缝进行切缝处理。
        结束语
        水稳基层裂缝防治是公路施工中不可忽视的重要内容。作为施工单位,应提高重视程度,加强施工现场调查,根据裂缝成因有针对性地采取防治技术。此外还要认真开展施工现场巡视和检查,采取措施预防可能出现的裂缝。从而保证水稳基层施工效果,预防裂缝产生,提高结构稳定性,降低养护维修费用,为车辆创造良好的通行条件。
        参考文献
        [1]葛莹,张道杰.公路施工中水稳基层裂缝的防治措施[J].工程技术研究, 2019,4(24):133-134.
        [2]夏连生.高速公路抑制水稳基层裂缝的监理要点研究[J].门窗,2019 (24):247+249.
        [3]王超,沈忱.市政道路水稳层裂缝成因分析及防治措施探讨[J].中国水运(下半月),2019,19(06):199-200.
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