公路施工中水穩(wěn)基層裂縫防治技術(shù)研究

陳世昌

(貴州省公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司銅仁分公司，貴州 銅仁 554300)

1 水穩(wěn)基層裂縫成因

1.1 水泥方面

(1)不同品種和標(biāo)號(hào)的水泥其收縮程度有很大不同，比如礦渣水泥收縮性就比硅酸鹽水略大。

(2)未充分考慮水泥的抗折強(qiáng)度。當(dāng)抗折強(qiáng)度較大時(shí)，混合料自身可抵抗由于內(nèi)部溫度應(yīng)力產(chǎn)生的變形能力增強(qiáng)，可有效防止溫縮裂縫的產(chǎn)生。但在實(shí)際情況中，對(duì)水泥性能進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，習(xí)慣性的只重視水泥抗壓強(qiáng)度，未對(duì)抗折強(qiáng)度給予足夠重視。

(3)水泥未經(jīng)足夠時(shí)間的存放直接使用，使水泥在發(fā)生水化反應(yīng)后發(fā)出大量水化熱，在內(nèi)部產(chǎn)生高溫，和外溫產(chǎn)生很大的偏差，導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。

(4)過分追求強(qiáng)度，盲目增加水泥的用量，導(dǎo)致混合料劇烈收縮產(chǎn)生裂縫。

1.2 水分方面

混合料中，當(dāng)水分含量快速減少時(shí)，收縮應(yīng)力將明顯增加?；诖?，當(dāng)混合料實(shí)際含水量相對(duì)較大時(shí)，水分對(duì)裂縫的影響將更顯著。

1.3 集料方面

(1)集料粒徑：粒徑有所不同的集料，它的干縮性也有很大不同，相比之下細(xì)粒料更容易產(chǎn)生干縮，且干縮程度也較大。

(2)集料性質(zhì)：當(dāng)集料顆粒的塑性指數(shù)相對(duì)較大時(shí)，其干縮性往往也較大。

(3)集料級(jí)配：級(jí)配是否良好對(duì)混合料耐久性、均勻性與穩(wěn)定性有很大影響。采用級(jí)配良好的混合料，除了能保證拌和質(zhì)量，還能減少水泥用量，避免在施工中產(chǎn)生離析。

1.4 養(yǎng)生方面

對(duì)水穩(wěn)基層而言，其養(yǎng)生至關(guān)重要，養(yǎng)生期內(nèi)應(yīng)確保表面保持濕潤，及時(shí)并均勻的進(jìn)行灑水，否則當(dāng)天氣較為干燥和炎熱時(shí)，很容易產(chǎn)生大量干縮裂縫。完成養(yǎng)生后，應(yīng)立即通過透層油的鋪灑進(jìn)行保護(hù)，以免水穩(wěn)基層受到外界因素產(chǎn)生性能變化而開裂。

1.5 施工方面

(1)混合料的拌和質(zhì)量較差，對(duì)集料的計(jì)量存在很大誤差，集料級(jí)配無法保證，水泥或水的實(shí)際用量未得到嚴(yán)格控制，每盤混合料存在很大的差異；混合料的拌和時(shí)間較短，或不均勻，產(chǎn)生離析與粗細(xì)集料集中。將混合倆鋪筑好以后，因不同地段與層位的性能有所不同，所以也容易產(chǎn)生裂縫。

(2)對(duì)混合料的碾壓不充分，導(dǎo)致基層無法達(dá)到密實(shí)，存在較大的空隙率，抵抗拉應(yīng)力與干縮應(yīng)力的能力明顯降低。

(3)在碾壓過程中，混合料實(shí)際含水量相對(duì)較大，在碾壓完成后殘留大量的水，或由于含水量不一致，導(dǎo)致混合料忽干忽濕，在不同地段或?qū)哟蔚男阅鼙憩F(xiàn)出很大不同，受外界條件作用后，產(chǎn)生裂縫。

2 水穩(wěn)基層裂縫處理

2.1 處理原則

在處理水穩(wěn)基層裂縫的過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本原則：對(duì)于橫向長度在5 m以上，而且間隔距離在10 m以內(nèi)的裂縫，必須予以返工；對(duì)于橫向長度在5 m以上，且間隔距離超過10 m的裂縫，應(yīng)采用土工布或者是玻璃纖維格柵進(jìn)行處理。

2.2 材料要求

對(duì)于玻璃纖維格柵，其檢驗(yàn)指標(biāo)與要求包括：(1)抗拉強(qiáng)度：應(yīng)達(dá)到50 KN/m以上；(2)最大負(fù)荷延伸率：應(yīng)不超過3%；(3)網(wǎng)孔尺寸：20 mm×20 mm；(4)網(wǎng)孔形狀；矩形；(5)其它：幅寬應(yīng)達(dá)到150 cm以上，且可以承受170 ℃以上的溫度。

對(duì)于土工布材料，其檢驗(yàn)指標(biāo)與要求包括：(1)抗拉強(qiáng)度：應(yīng)達(dá)到8 KN/m以上；(2)單位面積質(zhì)量：應(yīng)達(dá)到200 g/m2以上；(3)其它：幅寬應(yīng)達(dá)到2 m以上，且可以承受170 ℃以上的溫度。

2.3 處理工藝

在處理水穩(wěn)基層裂縫時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的工藝要點(diǎn)：

(1)對(duì)裂縫的實(shí)際分布情況進(jìn)行檢查，在路邊緣處準(zhǔn)確標(biāo)出裂縫的具體位置，并對(duì)裂縫的數(shù)量與總長度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

(2)在裂縫兩側(cè)1 m區(qū)域內(nèi)進(jìn)行認(rèn)真清掃，將灰塵和雜物都清除干凈。

(3)完成清掃后，在裂縫延伸方向上鑿出一個(gè)寬度為1 cm、深度為2 cm的溝槽，然后用空壓機(jī)清除灰塵，最后在溝槽內(nèi)填入熱瀝青。

(4)在裂縫兩側(cè)1 m的范圍內(nèi)適量噴灑一層乳化瀝青，實(shí)際噴灑數(shù)量一般按照0.3～0.5 kg/m2嚴(yán)格控制。

(5)在裂縫兩側(cè)均勻鋪設(shè)土工布與玻璃纖維格柵，然后用鐵釘將其固定。采用土工布時(shí)，可使用小型壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行碾壓。

3 水穩(wěn)基層裂縫防治

3.1 水泥用量和質(zhì)量控制

(1)在能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度基礎(chǔ)上，水泥實(shí)際用量建議按照4.0%～5.5%的范圍嚴(yán)格控制。

(2)優(yōu)先考慮硅酸鹽水泥，施工中所用水泥的水化熱不能太大，且干縮性應(yīng)盡可能的小，抗折及抗壓強(qiáng)度都要滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)在條件允許的情況下可適量摻加外加劑，如緩凝劑與減水劑，用于延長其初凝時(shí)間，也可減少水化反應(yīng)所需用水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥技術(shù)性能的有效改善。

3.2 嚴(yán)格控制含水量

(1)在實(shí)際的壓實(shí)過程中，混合料含水量應(yīng)處在最佳值的±0.5%范圍內(nèi)，具體要根據(jù)施工條件來確定。比如當(dāng)天氣炎熱時(shí)，水分容易蒸發(fā)，此時(shí)要對(duì)含水量進(jìn)行適當(dāng)上調(diào)，而在天氣寒冷，水分不容易蒸發(fā)的情況下，應(yīng)對(duì)含水量進(jìn)行適當(dāng)下調(diào)。

(2)碾壓時(shí)如果混合料表面產(chǎn)生干燥的現(xiàn)象，不建議使用灑水車進(jìn)行噴水，以免噴水過量，建議采用壓路機(jī)自帶噴水裝置進(jìn)行適量補(bǔ)水。此外，在鋪筑施工前的準(zhǔn)備工作中，灑水車等機(jī)械設(shè)備不允許在底基層表面停留。

3.3 集料選擇

對(duì)集料礦料級(jí)配進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，適當(dāng)增加一些粗骨料的實(shí)際用量，同樣適當(dāng)減少細(xì)料的含量，確?；旌狭闲纬梢粋€(gè)嵌擠的結(jié)構(gòu)?；旌狭系陌韬蛻?yīng)達(dá)到充分且均勻，以保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。

3.4 混合料碾壓

混合料的碾壓必須及時(shí)，以此提高混合料的壓實(shí)度，提高基層整體抗壓強(qiáng)度，增強(qiáng)抵抗變形產(chǎn)生的能力。

3.5 混合料養(yǎng)生

在水穩(wěn)基層施工結(jié)束后，應(yīng)立即進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，實(shí)際的養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)達(dá)到7 d以上，在養(yǎng)生過程中，基層表面必須始終保持濕潤。在養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)在第二天均勻?yàn)⒉家粚油笇佑汀Ａ硗?，在面層施工前?yīng)做好交通封閉，減少車輛荷載作用，并盡可能快的進(jìn)行面層施工。施工前還要對(duì)基層進(jìn)行認(rèn)真的清掃，將雜物清除干凈，否則會(huì)影響到面層和基層之間的正常結(jié)合，產(chǎn)生薄弱點(diǎn)。

4 結(jié) 語

綜上所述，作為半剛性基層的代表——水泥穩(wěn)定碎石基層，裂縫是其最容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題，尤其是在面層施工完成后，基層上的裂縫將不斷發(fā)射至面層，導(dǎo)致路面開裂，若未能及時(shí)有效的加以處理，將導(dǎo)致更嚴(yán)重的病害，進(jìn)而影響公路的正常和安全使用。因此，需要在掌握水穩(wěn)基層裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，做好對(duì)既有裂縫的處理與裂縫預(yù)防，從施工中的不同環(huán)節(jié)入手，避免裂縫的產(chǎn)生。