水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫成因及防治

袁嗣華

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

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水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫成因及防治

袁嗣華

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

基于目前水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫病害給工程建設(shè)帶來(lái)的影響，分析了水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫病害的形成原因，并提出了相應(yīng)的防治措施，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

水泥穩(wěn)定碎石基層；收縮裂縫；溫縮裂縫

1 水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫成因分析

1.1 干縮裂縫成因

水泥穩(wěn)定碎石基層干縮裂縫主要是由三方面因素導(dǎo)致的，即原材料質(zhì)量、混凝土含水量以及混合料硬化。在原材料質(zhì)量方面，水泥含量、砂石材料的性能質(zhì)量，是導(dǎo)致干縮裂縫出現(xiàn)的主要原因。在混凝土含水量方面，當(dāng)其含水量較小，其所處的水泥穩(wěn)定碎石基坑表層就會(huì)呈現(xiàn)松散狀態(tài)，從而難以控制整體施工質(zhì)量。而含水量較大情況下，碾輪碾壓施工操作就會(huì)出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”。當(dāng)含水量比率過(guò)大，混合料也會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的干縮裂縫。此外，混凝土材料含水量分布不均勻，即混合料一段干一段濕，就會(huì)導(dǎo)致其交界位置出現(xiàn)裂縫病害。因此，可判斷，含水量越大，其發(fā)生干縮裂縫問(wèn)題的影響就會(huì)越嚴(yán)重。而混合料的硬化過(guò)程，其具有耗水量大的特點(diǎn)，當(dāng)混合料中的水分大幅度減小，就會(huì)使其體積結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮變形。研究表明，混合料在基層中的硬化過(guò)程，水分與混合料體積是呈反比關(guān)系的。為此，如果施工人員不能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)妥善的處理，就會(huì)導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層在一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。

1.2 溫度裂縫成因

據(jù)統(tǒng)計(jì)，水泥穩(wěn)定碎石基層混合料中的水泥含量在4.5%～5.5%之間。當(dāng)隨著基層結(jié)構(gòu)使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其混合料就會(huì)出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，即在水化作用的影響下產(chǎn)生大量的熱量。而且，由于水泥內(nèi)部散熱速度較慢，使得水泥的實(shí)際內(nèi)部溫度較高。此狀態(tài)下，如果內(nèi)部溫度超出了混合料應(yīng)用的最大限額溫度，水泥的內(nèi)部體積就會(huì)不斷增大。當(dāng)外部環(huán)境溫度發(fā)生變化，就會(huì)與其內(nèi)部的溫度環(huán)境發(fā)生作用，進(jìn)而形成溫度裂縫。長(zhǎng)此以往，基層結(jié)構(gòu)環(huán)境就會(huì)出現(xiàn)較大的應(yīng)力作用，從而嚴(yán)重影響水泥穩(wěn)定碎石工程的建設(shè)質(zhì)量。此外，當(dāng)基層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的極限抗彎拉能力小于預(yù)應(yīng)力，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的橫向溫縮裂縫病害。

1.3 網(wǎng)狀裂縫成因

網(wǎng)絡(luò)裂縫的產(chǎn)生原因是由于道路局部位置的彎沉過(guò)大，且受到各種形式的外力作用，而導(dǎo)致的水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫。這種類(lèi)型的裂縫，具有破壞強(qiáng)度大且不能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效處理的特點(diǎn)，這就給道路使用帶來(lái)了一系列不穩(wěn)定性因素。即強(qiáng)降雨氣候條件作用下，基層結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)滲水問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由于前期橫向裂縫是呈網(wǎng)狀細(xì)紋分布的，這就使得基層裂縫位置處的水分進(jìn)行反復(fù)的蒸發(fā)、流失。而水分的降低，不僅會(huì)增大裂縫的影響程度與范圍，如再受到車(chē)輛荷載等外力偶用，水泥穩(wěn)定碎石基層甚至?xí)霈F(xiàn)塌陷問(wèn)題。為控制這三種裂縫病害造成更進(jìn)一步的影響，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)加大科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用力度，從而對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效的預(yù)防與處理。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫防治措施

2.1 優(yōu)化原材料選用

對(duì)于砂石材料來(lái)說(shuō)，應(yīng)在保證其顆粒級(jí)配的條件下，優(yōu)先選用無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)以及潔凈的砂石。這里的級(jí)配條件，就是要按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求，將粗集料的壓碎值控制在26%以?xún)?nèi)，軟石含量控制在5%以?xún)?nèi)，針片狀含量控制在22%以?xún)?nèi)；而細(xì)集料，則是要將塑性指數(shù)控制在17%以?xún)?nèi)，液性指數(shù)控制28%以?xún)?nèi)。對(duì)于水泥的選用，相關(guān)人員應(yīng)將最常使用的緩凝水泥，即P.O42.5級(jí)的初凝時(shí)間設(shè)置為3 h以上，終凝時(shí)間控制在6～10 h之間。當(dāng)水泥材料作用于攤鋪、碾壓以及養(yǎng)護(hù)施工過(guò)程時(shí)，施工人員應(yīng)將其初凝的時(shí)間設(shè)置在4 h上下，終凝時(shí)間控制在6 h上下。值得注意的是，水泥材料不能采用快硬、受潮變質(zhì)以及早強(qiáng)的水泥。此外，因混合料硬化而出現(xiàn)的干縮裂縫，施工人員可通過(guò)設(shè)置科學(xué)合理的配合比，來(lái)提高水泥穩(wěn)定碎石基層的級(jí)配效果。即嚴(yán)格控制3.5 mm、31.9 mm以及0.075 mm的篩孔通過(guò)率、含水量以及水泥使用量，來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。例如，細(xì)砂的合成級(jí)配，應(yīng)將其盡可能控制在規(guī)范級(jí)配范圍的中值層面，這能提高混合料質(zhì)量的控制效果，從而確保路面成型后，具有耐久性、穩(wěn)定性以及均勻性特點(diǎn)。

2.2 攤鋪防治

當(dāng)混合料拌合完成后，應(yīng)立即利用運(yùn)輸料車(chē)，將其運(yùn)至路面成型施工現(xiàn)場(chǎng)，以降低溫度環(huán)境可能帶來(lái)的影響。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，管理人員應(yīng)采用篷布將混合料進(jìn)行覆蓋，以防止其水分出現(xiàn)散失現(xiàn)象。此外，在應(yīng)用攤鋪設(shè)備進(jìn)行攤鋪施工時(shí)，施工技術(shù)人員要控制好，攤鋪的速度，即根據(jù)攪拌機(jī)的生產(chǎn)能力來(lái)進(jìn)行確定。這是防止混合料攤鋪速度與材料使用進(jìn)度不匹配問(wèn)題出現(xiàn)的有效方法，也是降低氣候環(huán)境變化對(duì)其造成影響的關(guān)鍵。攤鋪機(jī)設(shè)備的前后位置，均應(yīng)配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，即對(duì)集料以及混合料的質(zhì)量進(jìn)行控制。此過(guò)程，要求相關(guān)建設(shè)人員利用膠輪壓路機(jī)對(duì)混合料進(jìn)行碾壓，并產(chǎn)生揉搓效果，從而提高水泥穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)的密實(shí)性。這樣一來(lái)，水泥穩(wěn)定碎石基層在成型過(guò)程中就能對(duì)微裂縫進(jìn)行控制，從而提高整個(gè)路面成型施工作業(yè)的質(zhì)量。

2.3 養(yǎng)護(hù)防治措施

碾壓施工完成后，要及時(shí)利用麻袋、保濕養(yǎng)護(hù)膜以及土工布對(duì)其進(jìn)行覆蓋，以避免水分的損失。此外，對(duì)于夏季的施工條件，其基層表面具有水分蒸發(fā)快的特點(diǎn)。為防止路面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)采用必要的措施，使基層不直接暴露于溫度較高的成型環(huán)境。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水泥穩(wěn)定碎石基層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，需從原材料、攤鋪施工以及養(yǎng)護(hù)防治措施入手，來(lái)控制干縮裂縫、溫度裂縫以及網(wǎng)狀裂縫對(duì)其造成的影響。事實(shí)證明，在采用上述措施方法進(jìn)行裂縫防治后，不僅提高了混合料的配比效果，優(yōu)化了攤鋪成型的質(zhì)量，還能使基層凝固隔絕外界復(fù)雜的溫度環(huán)境。因此，實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程，應(yīng)采用上述措施方法，來(lái)進(jìn)行科學(xué)合理的控制。

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2016-12-13

袁嗣華(1974-)，男，貴州人，工程師，研究方向：工程、合同計(jì)量管理。

U416.214

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1008-3383(2017)05-0073-02