北京市政路桥管理养护集团有限公司第二公路工程处 北京 101300
摘要:沥青路面极易发生裂缝的主要原因是水泥稳定碎石基层受到了一定程度的破坏,这种情况发生后,如果未进行及时处理,在遇到雨水天气之后,雨水会沿着裂缝向下渗透,当裂缝中存在大量的水,加上车辆行驶过程中产生的压力,将会造成路面碎裂,使得公路的使用寿命在极大程度上降低。所以,施工单位应恰当地、科学地编制施工方案,做好施工过程中的质量管理,制定科学的防治措施,提高公路工程施工质量。
关键词:水泥稳定碎石基层;沥青路面;裂缝;防治措施
1水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝发生的原因
1.1温缩裂缝
水泥稳定碎石的基本材料是一种混合材料,而混合材料容易受到温度的影响使基层路面产生一定的温度胀缩力,而且会有温度曲跷应力,使水泥稳定碎石受到一定的影响。沥青面层使用的材料在不同的深度会有不同的收缩量,在沥青路面施工过程中,由于要浇筑混凝土使其放出大量热量,就会导致碎石基层的不良导体受到热气的影响而对基层产生不良影响。待完成沥青路面铺设后,必须采取路面保温养护措施,这项工作的开展会在一定程度上提升碎石内的温度,增大了路面内部的体积,而且外部会由于环境因素而出现相应的收缩,进而导致内外体积不同,使得路面难以对这一压力进行承受而出现裂缝。除此之外,待结束路面施工,路面正式投入运营过程中,往往在环境温度下降过程中基层材料会开始收缩,这就让路面和基层之间存在了相应的压力,当这一压力大于材料本身的抗拉强度,就会出现裂缝。
1.2干缩裂缝
基层路面虽然处于沥青路面的底部,但是,随着路面使用时间的增加,基层会发生材料和性质上的变化。沥青路面在施工过程中要进行压实,保证路面的强度和平整度,在这个过程中基层会受到一定的压力,而其中的水分就会随着压实过程有一定的蒸发,导致基层出现体积变化,基层对于湿度有较强的敏感性,当基层材料的湿度不能满足沥青路面的要求时,就会出现干缩现象,导致出现一定程度的裂缝。对于公路路面施工,有的材料中含水量较大,会对基层的湿度造成一定的影响,而且在养护过程中需加以适量的洒水,若洒水养护不及时、不充分,水稳碎石基层暴露时间过长,将增大收缩量,使裂缝加速生成。
1.3不恰当的混合材料碾压操作
待混合原材料后,需将其摊铺在路面上,并加以碾压成型,该步骤为水泥稳定碎石基层的关键环节,若施工单位没有进行恰当的操作,将会造成水泥稳定碎石基层发生龟裂情况。碾压效果主要受到多种因素的影响,例如碾压机器、水的含量等。在碾压时,有的施工单位没有对碾压机器的重量加以考虑,未对碾压速度加以合理控制,当碾压速度过快,就会造成路面碾压不实,使得水泥稳定碎石基层质量受到极大影响,这就造成基层出现龟裂,同时,如果施工单位过振碾压,将造成这一层路面的外部出现较大的收缩压力,进而造成水泥稳定碎石基层发生裂缝。
1.4混合材料的摊铺不合理
当对原材料进行充分拌合后,将其运送到施工现场的过程中,如果运输距离比较远,加上未采取覆盖等保护措施,就会造成混合材料在运输过程中水分蒸发,当其到达施工现场会出现混合料硬化现象,同时,如果在混合材料运输过程中过于颠簸,将会造成混合材料发生离析情况。对于混合材料的摊铺,若操作不当、摊铺距离过长,将造成水分严重蒸发,使得水泥稳定碎石基层的表面呈现干燥,还未开始碾压就已干缩,从而出现裂缝。
1.5养护工艺不符合要求
水泥稳定碎石基层混合料经养护成型后才会具备一定的承载性能,在养护过程中,如果没有进行保湿覆盖处理,很容易导致混合料中水分的蒸发,进而引发基层干燥开裂,同时,水分的蒸发还会干扰基层混合料中水泥的水化过程,加剧基层的干燥开裂。
2水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝的防治措施
2.1合理确定原材料的配比
为了能够使水泥稳定碎石基层裂缝情况加以降低,必须对原材料的配合比例加以严格控制。施工单位确保原材料的比例合理,可降低建设成本。施工单位应尽量选择紧密型结构的原材料,在一定程度上减少水泥的使用,从而减少水的用量,并在原材料中增加对碎石块的使用。对于原材料的选择,最先考虑的方面应是原材料的质量,通过应用颗粒比较大的集料,能减少水泥的使用量,且在混合材料硬化变形过程中,不会出现较大的变形幅度,且颗粒越大,水泥使用量越少,能够有效减少水泥的水化现象。
2.2水泥用量控制得当
干燥收缩与温度收缩是水泥稳定碎石基层主要的两种收缩情况,造成这两种收缩情况发生的主要因素为水泥。因此,在对原材料进行拌合时,应对水泥的使用量加以有效控制,调节好砂石、水泥及水的比例;在拌合的过程中,必须先取样,对水泥用量加以密切监测,从而对混合材料中相应原材料的比例加以合理调整。一般情况下,公路水泥稳定碎石基层一周的无侧限抗压强度设计为3到4MPa,而设计的强度越高,需要的水泥量就越大,这样就会导致基层刚性增大,容易产生干缩性裂缝,因此在配比公路水泥稳定碎石基层材料时,水泥用量最好不要超过规定水泥量的6%,如果使用集中厂拌法施工使用的水泥量可以在试验配比的基础上增加0.5%左右的水泥计量。
2.3合理选用原材料
原材料的选择紧密关系着路面的施工质量,影响着道路建成后的路用性能。然而现阶段部分施工单位为了降低工程造价,选用质量不达标的原材料导致道路质量差强人意,甚至部分道路多见裂缝。因此,在水泥稳定碎石基层沥青路面施工中,要严把质量关,具体来说,应该选择终凝时间较长的水泥品种,保证水泥不会在拌合过程中过快凝结,进而保证基层混合料拌合均匀性,也为施工提供了更多的操作实践;同时,应该控制混合料中的水泥比重,避免过多的水泥导致过于猛烈的水化反应,进而导致基层内部聚热过多引发表面胀裂。
2.4强化施工过程的管控
第一,施工环境。通常情况在施工时的最低气温应该在5摄氏度以上,在冰冻地区,要在第一次重冰冻到来之前的15天到30天左右完成基层施工。第二,在进行压实施工时,一定要选择合适的机械设备组合,控制混合材料的压实度,尽可能提高基层压实的刚度与强度,才能减少干缩性裂缝。在压实施工过程中,最好将混合材料拌和至碾压完成的时间段控制在2到3小时内,防止混合材料失水过多,影响材料强度。
2.5养护控制
水泥稳定基层施工完成后应及时进行养护以保证混合料含水量不受损失。养护后的基层裂缝出现的几率较不养护基层出现的几率低很多。由于碾压成型后的基层若不及时进行覆盖等养生措施,则会导致表面游离水蒸发过快而形成急剧体积收缩,但该时段混合料早期强度低抵抗应力能力弱而宜形成开裂,因此施工完成后应及时对裸露表面及时进行潮湿或覆盖养护,尤其在高温季节施工则应及时进行洒水降温、湿润养护。
3结语
在公路建设过程中,为能够确保路面的平整度及舒适性,相关部门必须治理好水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝。总之,水泥稳定碎石基层施工是一项复杂的工程,在施工过程中要注意材料的使用和施工工序的合理性,在施工后期还要对基层进行合理的养护控制,应用专业现代的施工工艺进行合理施工,减少各个方面中出现问题的概率,保证施工质量。
参考文献
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作者简介:熊茂燃(1990.9.28),男;籍贯:河南省周口市;民族:汉;学历:本科;研究方向:水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝的防治措施。