山东方正公路工程监理咨询有限公司山东烟台264000
摘要:水泥稳定碎石材料具有较强的强度、刚度,极好的稳定性,能够为公路路面承载更大的压力提供稳固的支撑。但是,水泥稳定基层由于受温度和湿度的影响较大,而且当温度变化幅度过大时极易产生裂缝,从而降低了公路基层的稳固,对整个公路的安全和稳定埋下了极大的隐患。本文就基层裂缝产生的原因进行了详细分析,并提出了一些具有针对性的防治措施,希望对当前的公路基层建设提供一定的参考。
关键词:水泥稳定;基层裂缝;原因;防治措施;
1.引言
水泥稳定碎石材料主要包括级配碎石、凝胶材料、灰浆等材料,具有雨水不粘,结构坚实,是公路基层建设的首选材料,但是,水泥稳定碎石材料随着使用时间的推移,其强度和刚度都在不断的减弱,而且在施工过程中压实程度不紧实等,都会降低水泥稳定基层的质量,导致裂缝的产生。所以,施工单位要加强对施工材料、施工操作和施工养护等工作的控制,从而保障水泥稳定基层的整体质量。
2.水泥稳定碎石产生基层裂缝的原因
2.1水泥材料的原因
首先,水泥种类的原因,不同的水泥具有不同的收缩性,硅酸盐水泥与矿渣水泥相比较,就具有收缩性小的特点;其次,抗折强度的原因,水泥的抗折强度反映了水泥材料的柔韧性,当抗折强度高时,就越控制基层裂缝的出现。但是在水泥性能检测过程中,检测人员将更多的注意力集中在抗压强度上,而忽视了其抗折强度的性能;三是水泥风化时间果断,水泥在生产后未经过足够时间的风化,就直接投入工程施工,在混合料拌和过程中会产生大量的热量,加大了内外的温度差,造成了温度裂缝;四是水泥剂量使用不合理,水泥的用量与收缩性能紧密相连,水泥剂量越大,收缩作用越大,因此,在保证工程施工要求的强度基础上,选择水泥的最小剂量。
2.2水分和集料的原因
水泥稳定碎石混合料中的水分比例过大时,水分蒸发的过快,就会产生强大的收缩应力,从而导致裂缝的出现。同时,集料的颗粒大小和塑性强弱,也会影响混合料的干缩性,集料的颗粒越大混合料的干缩性越小,集料的塑性越强混合料的干缩性越大,所以,选择集料的标准不严格,也会导致基层裂缝的产生。另外,集料的级配还会影响水泥稳定碎石混合料的拌和质量,级配达标,水泥稳定碎石混合料的搅拌更加均匀,筑建的公路基层更加稳定,使用更加持久。
2.3养护方面的原因
水泥稳定碎石基层的后期养护对公路基层的质量起到关键性的作用,如果水泥稳定碎石基层施工完成后,不进行及时、充分的喷洒养护,就会导致基层在暴晒的环境下,产生裂缝病害。同时,养护工作完成后,施工人员未对公路基层涂刷油膜进行保护,就会导致公路基层长期在积水、温度的影响下,产生裂缝现象。
2.4施工操作的原因
首先拌和质量不过关,由于集料的级配不达标,集料中水泥和水分的比例不合理,搅拌不均匀、不充分都会导致集料出现离析的现象,如果使用质量不过关的集料筑建公路基层,就会导致裂缝的出现;其次,压实质量不过关,如果在压实施工环节,压实次数不够、压实不充分,就会影响公路基层的紧实度,减弱抗干缩和应力的性能;最后,碾压质量不过关,如果碾压后混合集料的剩余水分过量,以及不同路段上下层的碾压质量不统一,就会在使用过程中长期受到外界环境影响下产生裂缝。
3.水泥稳定基层裂缝的防治措施
3.1控制水泥剂量和集料的级配
水泥剂量和集料级配是影响水泥稳定碎石收缩性的关键因素。一般情况下,水泥剂量越大,水泥稳定碎石基层的收缩性越强,基层结构的抗拉能力和抗温度应力的性能越好。所以,专业人员要立足于基层工程的实际情况,设置合理的水泥剂量,最大程度的减少基层裂缝现象的出现。同时,集料中碎石所占的比例也会影响集料的收缩性,所以,要根据水泥稳定碎石基层的施工要求,对集料进行多次性能试验,确定最佳配比,防止集料因其过度收缩变形导致基层裂缝的产生。
3.2控制水分比例
混合料中水份所占的比例,也会对水泥稳定基层的压实度和强度产生直接的影响。如果水分不够,会降低混合料的压实程度,影响水泥稳定碎石基层的强度。相反,如果水分过多,就会降低水泥稳定碎石基层的刚度,经过车辆的反复碾压,产生车辙病害,演追踪影响水泥稳定碎石基层的平整度。所以,在压实施工环节,要将混合料中的水分比例控制在0.5%左右。同时,在施工过程中,还要根据施工环境的情况,采取相应的措施,如果天气炎热空气干燥,就要对水泥稳定碎石基层喷洒水,增加混合料的湿度。相反,如果空气湿度大,可以避免雨季或雨后施工,尽量减少空气环境对施工的影响。
3.3保证拌和和摊铺质量
当前为了提升集料的拌和质量,减少收缩裂缝的出现,施工单位多采用集中厂拌法,通过电子计量设备控制各种材料的投放量和投放速度,从而保证集料搅拌均匀、充分,提升水泥稳定碎石的拌和质量。同时,完成拌和的混合料要使用专用工程车及时送到施工现场,并对罐体进行覆盖,减少混合料受环境的影响。混合料到达施工现场后,要立即进入摊铺施工环节,减少混合料中水分的蒸发,从而降低干缩裂缝出现的机率。
3.4提高碾压施工质量
碾压施工环节也是影响水泥稳定碎石基层质量的重要步骤,在实施碾压操作之前,专业人员要对碾压次数进行试验,碾压次数不够会降低水泥稳定碎石基层的坚实度,碾压次数过多会消耗水泥稳定碎石基层表面的水分极易导致干缩裂缝的出现,所以,通过不停的试验确定合理的碾压此施十分重要。另外,还要根据施工现场的天气情况,控制碾压路段的长度。如果施工时温度高,为了减少水分的蒸发,控制干缩裂缝的产生,就要缩短碾压长度,相反,施工时温度低,水分蒸发缓慢,就可以适当洋场碾压长度。
4.结语
综上所述,水泥稳定碎石基层作为公路的基础结构,关系到整个公路工程的稳固性和安全性,基层裂缝作为水泥稳定碎石基层常见的病害之一,究其成因复杂多样,而且各种因素交织错杂。施工单位要深入分析各种原因,并把握相关的关键关节加以控制,才能有效减少基层裂缝的出现,保证水泥稳定碎石基层的质量,延长公路的使用年限。
参考文献
[1]刘宽江.水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及其防治措施[J].科技视界,2015(11):261.
[2]沈健.浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的成因及防治措施[J].科技创新与应用,2015(36):241-242.
[3]钟有.水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及防治[J].建材与装饰,2016(24):214-215.
[4]杨成.水稳基层裂缝的防治措施[J].黑龙江交通科技,2017,40(10):48-49.
[5]张自创.高速公路水稳基层裂缝原因分析及防治措施[J].内蒙古公路与运输,2016(3):38-39.
[6]杨磊.水稳碎石材料微裂损伤程度控制研究[J].公路与汽运,2017(5):102-104.