高速公路基層裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

劉虎

摘 要：水泥穩(wěn)定碎石基層由于具有良好的耐久性、穩(wěn)定性，成為我國(guó)應(yīng)用最廣泛的半剛性材料之一。水泥穩(wěn)定碎石脆性打，且抗變形能力差，當(dāng)溫濕度發(fā)生變化時(shí)，容易產(chǎn)生裂縫。因此，施工企業(yè)需根據(jù)高速公路的實(shí)際特點(diǎn)與內(nèi)容，利用合理的方式創(chuàng)新試驗(yàn)檢測(cè)形式，保證在工作中全面提升路面工程的建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞：高速公路；開(kāi)裂；含水率；水泥劑量；養(yǎng)護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.112

高速公路路面工程試驗(yàn)檢測(cè)中，企業(yè)需針對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制，制定完善的管控機(jī)制，增強(qiáng)路面工程的建設(shè)力度，保證施工質(zhì)量符合規(guī)定，滿(mǎn)足當(dāng)前的發(fā)展需求。

1 案例分析

昆明繞城高速公路位于云南省昆明市，起于昆嵩高速公路。在該合同路段中，采用水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青混凝土等開(kāi)展施工工作。但是，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工期間出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象，其裂縫形狀沿道路縱向呈規(guī)則分布的橫向裂縫，裂縫寬度一般為1--2mm，需要重新開(kāi)展施工工作。水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層的開(kāi)裂現(xiàn)象在施工中無(wú)法徹底根除，但可以通過(guò)一定的措施來(lái)有效地控制減少開(kāi)裂的產(chǎn)生。因此，為保證路面工程施工質(zhì)量，研究探討水泥穩(wěn)定碎石在現(xiàn)場(chǎng)施工中產(chǎn)生開(kāi)裂的原因，進(jìn)而尋找減少或消除開(kāi)裂現(xiàn)象的方法是十分必要的。下文針對(duì)昆明高速公路路面工程的施工要求提出檢測(cè)重點(diǎn)與難點(diǎn)建議，以此解決當(dāng)前存在的問(wèn)題。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫的原因

水泥穩(wěn)定碎石是一種半剛性基層，由水、膠凝材料和集料混合而成。半剛性材料的脆性很大，對(duì)溫度具有很高的敏感性，容易產(chǎn)生溫度性裂縫。由于混合料中含有4.5%-5.0%左右的水泥，根據(jù)工作原理混合料硬化初期，水泥水化釋放較多的熱量，但散熱較慢，故內(nèi)部溫度高，使內(nèi)部體積膨脹。而外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內(nèi)脹外縮相互制約，產(chǎn)生一定的應(yīng)力。應(yīng)力如超過(guò)其極限抗彎拉強(qiáng)度，會(huì)產(chǎn)生的溫縮裂縫，并呈橫向分布，寬度一般為1-2mm。溫度較高施工過(guò)程中，如不保水養(yǎng)護(hù)，易出現(xiàn)這種溫縮裂縫。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層的檢測(cè)防治措施

在昆明繞城高速公路施工過(guò)程中，針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的特點(diǎn)，采取合理措施解決施工難題，有效避免了水泥穩(wěn)定碎石基層的開(kāi)裂，提升路面的建設(shè)質(zhì)量，滿(mǎn)足當(dāng)前項(xiàng)目需求。具體防治措施為：

（1）水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)。水泥穩(wěn)定碎石路面結(jié)構(gòu)，主要使用水泥與碎石及石屑開(kāi)展施工作業(yè)，融入最佳水分，在均勻攪拌與壓實(shí)之后，得到高強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性可以達(dá)到預(yù)期的施工規(guī)定，在此期間將其稱(chēng)為水穩(wěn)結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究表明0.6mm檔細(xì)集料對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層的干性收縮和溫性收縮的影響很大，在配合比設(shè)計(jì)工作中，根據(jù)級(jí)配組合要求等實(shí)施設(shè)計(jì)工作，明確顆粒級(jí)配，尤其控制0.6mm和0.075mm的通過(guò)率，使之盡量接近低限，通過(guò)7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試，基層強(qiáng)度在5.0-7.0MPa，這樣既可以保證強(qiáng)度，也可避免因強(qiáng)度過(guò)高引起較多反射裂縫。對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石而言，是在瀝青結(jié)構(gòu)下面鋪筑的承重層，屬于路面與路基的連接紐帶，屬于車(chē)輛荷載的承擔(dān)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需針對(duì)行車(chē)垂直類(lèi)型荷載內(nèi)容與分散荷載內(nèi)容進(jìn)行合理的分析，積極采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，根據(jù)施工環(huán)境因素對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整。

（2）施工過(guò)程含水量與水泥劑量的影響。第一，在質(zhì)量控制期間，經(jīng)常出現(xiàn)含水率不均勻和水泥劑量的問(wèn)題。在含水量檢測(cè)工作中，如果含水量過(guò)小，將會(huì)導(dǎo)致水泥的水化與水解效率降低，出現(xiàn)強(qiáng)度問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)效果受到一定影響。如果碾壓含水量超過(guò)最佳含水量的1%，收縮能力就會(huì)越強(qiáng)，則水泥穩(wěn)定碎石蒸發(fā)散失的水分越多，形成的裂縫擴(kuò)展就會(huì)越快，裂縫就會(huì)越多。對(duì)于灰劑量而言，在攪拌工作中，如果無(wú)法保證灰劑量的穩(wěn)定性，將會(huì)導(dǎo)致高速公路路面結(jié)構(gòu)的施工強(qiáng)度降低，不能滿(mǎn)足當(dāng)前的施工建設(shè)要求。水泥劑量越高強(qiáng)度越高，但是水泥劑量越高，水化熱會(huì)讓基層內(nèi)外產(chǎn)生溫差，從而導(dǎo)致開(kāi)裂現(xiàn)象，干縮變形和溫度變形越嚴(yán)重。產(chǎn)生的裂紋也就越多越易導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層的破壞，嚴(yán)重縮短道路使用年限。水泥劑量偏低又會(huì)影響基層施工質(zhì)量。另外，在壓實(shí)度檢測(cè)工作中，需針對(duì)碾壓厚度與遍數(shù)進(jìn)行合理的檢測(cè)，如果碾壓設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉陷等問(wèn)題，還會(huì)影響碾壓強(qiáng)度與壓實(shí)效果[1]。

第二，為了解決以上問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)對(duì)含水率及水泥劑量進(jìn)行檢測(cè)，利用科學(xué)的工作方式提升檢測(cè)工作水平，滿(mǎn)足當(dāng)前的施工需求。在檢驗(yàn)檢測(cè)期間，需規(guī)避人為因素導(dǎo)致的結(jié)果不準(zhǔn)確問(wèn)題，利用合理的管理方式提升檢驗(yàn)檢測(cè)工作水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量管理問(wèn)題與不確定因素，采取合理的措施解決問(wèn)題，保證檢測(cè)工作水平。

1）在含水量檢測(cè)工作中，需遵循及時(shí)性的工作原則，在混合料運(yùn)輸與攤鋪的時(shí)候，就要做好現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與檢驗(yàn)工作，在發(fā)現(xiàn)碾壓異常時(shí)，要檢測(cè)含水量，將其控制在1%以?xún)?nèi)。

2）在灰劑量檢測(cè)試驗(yàn)的過(guò)程中，需在施工現(xiàn)場(chǎng)中使用EDTA滴定方式實(shí)施工作，明確水泥劑量要求，對(duì)水泥用量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在此期間，還要利用拌合機(jī)設(shè)備對(duì)混合料進(jìn)行攪拌處理，在合理開(kāi)展試驗(yàn)測(cè)定工作的情況下，明確水泥的劑量要求，對(duì)檢測(cè)內(nèi)容與試驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行嚴(yán)格的分析，確保水泥劑量符合規(guī)定，增強(qiáng)水穩(wěn)層的強(qiáng)度，起到高速公路路面工程的建設(shè)作用。

第三，加強(qiáng)基層的養(yǎng)護(hù)工作，水泥穩(wěn)定碎石基層在強(qiáng)度形成的時(shí)候，水分的消耗量較大，會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。因此使基層的養(yǎng)護(hù)期不少于7d，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，一定要保證水穩(wěn)基層表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，可以有效避免干縮裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)可以采取對(duì)水穩(wěn)基層表面進(jìn)行縮縫切割的辦法，以消除溫縮和干縮裂縫的形成。方法是用切割機(jī)沿道路縱向每隔一定距離切割一道縮縫，然后在縫內(nèi)灌以乳化瀝青，采取這種辦法的機(jī)理是，人工提前消除基層所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，從而使基層的收縮應(yīng)力提前釋放，避免基層開(kāi)裂。

4 結(jié)語(yǔ)

在高速公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，施工企業(yè)需針對(duì)基層病害提前做好防治措施，充分利用檢測(cè)數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工工藝來(lái)應(yīng)對(duì)問(wèn)題，采取全面的防治措施，盡可能的把路面產(chǎn)生的裂縫減到最低，使水泥穩(wěn)定碎石基層的有點(diǎn)得到充分發(fā)揮，以增強(qiáng)路面的穩(wěn)定性耐久性。

參考文獻(xiàn)：

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