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论水泥稳定碎石基层施工中常见问题及处治措施

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摘要:水泥稳定碎石基层得到了很快的推广应用,同时也暴露出许多质量问题。强度不足、局部松散破碎、干缩裂缝等问题严重影响了公路的使用寿命。本文结合施工实践提出施工中常见的问题及处治方法。

主题词:水稳碎石;路基基层;处治措施

中图分类号:TU521.2 文献标识码: A

实践证明,路面基层施工质量是影响路面的耐久性和使用性的关键因素之一据有关资料分析证明,近年来新建的高等级公路产生的一些早期病害与路面基层施工质量好坏有直接的关系。因此,在路面基层施工中加强对出现的常见问题的分析,进一步采取有效的防治措施,对工程质量有着重要的现实意义。现就对水稳碎石基层施工中经常会出现的问题分析如下。

一、 灰剂量达不到规定要求

(1)形成原因

①拌和时掺入水泥数量不足。②拌和不均匀。③灰剂量检测方法有误。④水泥粗、细集料原材料变化较大,标准曲线不符合实际。

(2)预控措施

①工地实际采用的水泥剂量摊铺机摊铺时应比室内试验确定的剂量增加0.5%~1.0%。采用集中厂拌法施工时,可增加0.5%,采用路拌法施工时,宜增加1.0%。

②调整水稳拌和机使之搅拌均匀。

③严格按照灰剂量操作规程检测,保证化学药品有效性,配制时药品液体浓度控制在规定的范围内。

④重新取样进行筛分,重做灰剂量标准曲线。

二、 无侧限抗压强度不合格

(1)形成原因

①水泥剂量不足,水泥等级较低,混合料拌和不均匀。

②水泥稳定碎石试件制作不标准,高度超标,形成密度较小。

③水泥稳定碎石抗压试件养护温度不符合要求,养护期间失水过多。

(2)防治措施

①实际水泥用量应比设计剂量高出0.5―1.0个百分点。

②采用强度等级较高的水泥,一般采用标号为PS325的水泥。

③水泥稳定碎石抗压试件高度误差应在±0.2mm范围之内。

④成型后及时洒水,养护时间应不少于7d。

⑤严格控制养护室的温湿度,满足温度20℃±3℃、湿度大于90%的要求。

三、 压实度不符合要求

(1)形成原因

①水泥稳定碎石配合比和含水量不均匀。

②压实机械组合不好,压实方法不对,压路机吨位较小,压路机质量较小,碾压遍数不一致,局部漏压。

③最大干密度不准,测试压实度操作方法不对。

④水泥稳定碎石混合料拌和不均匀,原材料变异较大。

(2)防治措施

①严格控制水泥稳定碎石混合料拌和过程中的含水量,使碾压前含水量接近最佳含水量。

②采用重型压路机碾压,控制碾压遍数,均匀碾压,直至压实度符合规定为止。

③严格按照重型击实试验和压实度试验操作规程进行。

④提高混合料拌和的均匀性。

⑤严格控制各料仓上料速度,做到配料准确,原材料变异大时,重新取样试验。

四、 碎石基层开裂

(1)形成原因

①水泥剂量偏大。②细料过多。③水泥稳定碎石基层碾压时混合料含水量偏大,养护不及时。④养护结束后未及时铺筑封层。

(2)防止措施

①在保证强度的情况下应降低水泥稳定碎石的水泥剂量。

②碎石级配应接近要求的级配范围中值。

③含水量应严格控制。

④养生期间保持表面潮湿,养生结束后应及时铺筑下封层。

⑤宜在春末和气温较高的季节组织施工,工期的最低气温应在5℃以上,并在第一次重冰冻到来之前15―30天完成;并且基层表面在冬季上冻前应做好覆盖层(下封层或摊铺下面层或覆盖土)。

五 基层厚度不均匀

(1)形成原因

①底基层表面高程超标。②底基层摊铺用的钢丝设置放样误差过大。③松铺系数不准确。

(2)防治措施

①底基层按标准进行检测验收。②控制摊铺厚度钢丝的设置,对其高程应进行复核。

六、裂缝的产生与预防处理

由于水泥稳定碎石基层对施工质量的要求较高,其抗变能力低,温度变化时易出现裂缝。裂缝一旦形成,一方面会降低基层的整体强度,另一方面,进一步发展会形成反射裂缝,使沥青砼路面相应出现横向裂缝、起拱等问题,直接影响路面行车质量和舒适度。

(1)裂缝的产生

水泥稳定碎石基层的裂缝主要有干缩和温缩两种形式。

①干缩裂缝是由于水稳碎石基层成形后,随着水分的散失,表面失水干缩形成。干缩裂缝一般在基层成形后1―3d就产生,且裂缝随着水分的散失和强度的提高呈发展趋势。干缩裂缝的产生主要与水泥、水和碎石集料的比重有关。水泥与水发生水化反应会消耗大量水分,水泥含泥含量越高,则消耗的水分越多。碎石集料表面对水有吸附作用,集料中的细料成分越多,表面吸附的水分越多。基层施工过程中,含水量越大,蒸发散失的水分越多。此外,基层施工时气温太高会引起表面水分的大量散发,这些都可引起干缩裂缝的产生。裂缝多发生在基层表面,深2~5cm,长20-60cm,宽0.5―2mm,间距3―10m,不规则。干缩裂缝虽然不能彻底消除,但只要养生及时到位,可以控制。

②温缩裂缝是水泥稳定碎石基层由于结构体内固相、液相、气相的不同温度收缩而产生的。水泥稳定碎石由于混合料中含有5%左右的水泥,同水泥混凝土一样具有热胀冷缩的性质,容易产生温缩裂缝。混合料硬化初期,水泥水化放出较多的热量,但散热缓慢,所以内部温度较高,使内部体积膨胀。而外部如遇气温急剧降低则冷却收缩,内胀外缩相互制约,产生较大的应力。一旦应力超过其极限抗弯拉强度,将产生呈横向均匀分布的温缩裂缝。

(2)基层裂缝的防治

水泥稳定碎石的干缩和温缩特性是引起路面基层开裂的主要原因。影响水泥稳定碎石干缩性能的因素很多,主要有水泥剂量、细集料含量和塑性指数、含水量、养护情况和龄期等。影响水泥稳定碎石温缩裂缝的主要因素有含水量、水泥剂量、塑性细土含量、环境温度等。其他裂缝类型与基面外力及基体变形等因素有关。水泥稳定碎石基层裂缝的防治应从多方面进行。

(3)已开裂水泥稳定基层的处理

处理水泥稳定碎石基层裂缝的关键是填补裂缝,以防止裂缝进一步发展。一般可以采取以下几种处理方法:

①在水泥稳定基层上洒布乳化沥青透层油,加玻璃纤维网,再加石屑层作封层。

②在摊铺沥青砼下面层前将玻璃纤维网或加强土工布钉在裂缝处。

③在裂缝中挤入弹性胶条或掺入乳化沥青。这些方法各有优劣,处理时应根据实际情况进行选取与调整。这里详细介绍采用土工材料分别处理上、下基层裂缝的办法。

④下基层顶面出现裂缝后,首先将较大的裂缝切开,填灌沥青胶并覆盖防水土工布。施工前,应在基层顶面先洒布粘层油,用量为0.7~1.1 kg/m²。施工时,土工布横向搭接宽度为l0cm,纵向搭接宽度为5cm,并进行碾压。注意施工车辆不得在土工布表面转弯。最后再洒布一次粘层油,用量为0.5~0.6 kg/m²。

⑤上基层裂缝采用铺设玻璃纤维格栅的方法。铺设前,将基层表面上可能影响格栅与基层结合强度的物质(如泥砂、油脂等)彻底清除,使基层表面清洁、干燥,并沿裂缝位置凿开合适宽度和深度的沟缝。而后用热沥青灌注,并用乳化沥青砂填满凿缝,在沟缝两边各50cm范围内涂刷热沥青。待沥青凝结后,铺设玻璃纤维格栅。铺设时应保持平整、拉紧、不起皱,然后采用U形钉固定其位置,最后用干净的小型钢轮压路机碾压一遍。

七、水泥稳定碎石基层应注意的问题

(1)碎石材料的质量好坏是水泥稳定碎石基层成败的关键。

(2)试验检测的时效性很重要。水泥稳定碎石基层的延迟时间较短,出现问题很难处理弥补,而且处理费用相当高。及时进行检测,及时发现问题、处理问题很重要。

(3)加强施工管理,加大机械化施工程度

由于水稳施工要求时间紧迫,同时要求一次达到质量标准,否则形成板体不易修整。所以必须加强施工管理,加大机械化施工程度,形成大规模、标准化作业方式,才易满足水稳的施工要求。

(4)掺加粉煤灰的水稳易于施工后期强度高

从已采用的两种配合比(一种含粉煤灰,一种不含)集料的使用情况来看,掺加粉煤灰的效果较好。这是因为只加砂的混合料需水量较大,干缩也大,在夏天高温干旱条件下施工极易出现裂缝,另外在振动式压路机碾压过程中极易翻浆,不利压路机作业。而粉煤灰混合料对改善其和易性,降低水化热温升均有显著效果。掺加粉煤灰,可提高水温的后期强度,粉煤灰的活性及球形颗粒表面光滑,在水稳中可减少骨料之间摩阻力,相应减少拌合物用水量,可改善水稳的和易性。

(5)摊铺质量包括铺筑质量和几何尺寸控制,铺筑过程中,一是要严格控制松铺厚度,二是要对摊铺机的铺筑速度,摊铺机振幅、频率及其摊铺的连续性进行监控,以初步平整密实、无离析为度。

八、结束语

水泥稳定基层有诸多优点,但也不能忽视它的缺陷,这种结构假如操作不好,轻易出现裂纹,影响整体强度。实践证实只要严格执行《技术规范》要求,抓住关键环节,加强控制,组织治理到位,就能够确保工程质量。水泥稳定碎石作为基层起着承上启下的作用。基层施工质量的控制受到人员、机械、材料、水文、气候、施工工艺等多种因素的综合影响,若要使之达到应有的效果只有通过方方面面的重视和控制,严格按要求施工, 才能保证施工中对其各项技术指标更好的控制,从而能够保证工程质量,一种均匀、密实、强度、厚度、抗裂性能等均能满足要求的水泥稳定碎石基层才能真正实现。

作者简介:郝瑞冬 男(1984、01、11―)助工 2005年9月毕业于山西交通职业技术学院道桥专业大专;2007年7月毕业于北方交通大学公路工程管理专业本科,地址:山西省太原市许坦西街49号