淺論二灰碎石基層裂縫的原因及防治措施

劉月金

(滄州市交通局公路工程質(zhì)量監(jiān)督處)

1 二灰碎石基層產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 混合料配合比設(shè)計(jì)不合理

二灰碎石混合料的組成設(shè)計(jì)應(yīng)通過(guò)浸水抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)來(lái)確定。而在很多實(shí)際工程當(dāng)中卻只憑經(jīng)驗(yàn)確定，不很精確。因?yàn)楦鞯厣a(chǎn)的石灰、粉煤灰品質(zhì)相差較大，即使同一廠家不同批次的產(chǎn)品性能也不完全相同。這樣，混合料配合比不合理或原材料計(jì)量不準(zhǔn)確就將影響二灰碎石基層的質(zhì)量，當(dāng)混合料中二灰成分(尤其是石灰)比例較高時(shí)，其收縮系數(shù)增大，收縮裂縫也將增多。

1.2 原材料質(zhì)量的影響

二灰碎石是一種緩凝性材料，其硬結(jié)的原理是石灰中的氧化物成分激活粉煤灰中的火山灰(主要成分是SiO2、Al2O3等)，在適當(dāng)?shù)乃謼l件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有一定硬性的化合物，使石灰、粉煤灰逐漸凝固，將碎石固結(jié)成整體性材料。當(dāng)原材料的質(zhì)量不符合規(guī)范要求時(shí)，就會(huì)使二灰碎石基層的強(qiáng)度降低，從而產(chǎn)生裂縫。

1.3 溫縮裂縫

因溫度變化引起的裂縫為溫縮裂縫。二灰碎石基層的初期強(qiáng)度較低、抗凍性較差，在氣溫降低時(shí)，二灰碎石基層會(huì)產(chǎn)生較大的溫縮應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。因此，凍前齡期不足時(shí)易產(chǎn)生裂縫;混合料中石灰、粉煤灰比例偏高時(shí)較容易引起材料的溫縮裂縫，特別是北方地區(qū)施工溫度較低的時(shí)候更應(yīng)注意。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫是由于材料中水分散失而造成的裂縫。當(dāng)二灰碎石混合料中含水量較高或水分散失較快時(shí)，會(huì)產(chǎn)生急劇的體積收縮，易引起干縮裂縫。

1.5 施工質(zhì)量的影響

(1)下承層準(zhǔn)備不足。在二灰碎石基層施工以前，下承層沒(méi)有灑水潤(rùn)濕，也沒(méi)澆灑透層瀝青油，使二灰碎石混合料中的水分滲入下承層，導(dǎo)致混合料中水分快速降低而產(chǎn)生裂縫。

(2)拌和不均勻。二灰材料拌和不均勻，存在蜂窩，麻面不僅易產(chǎn)生裂縫，而且還嚴(yán)重影響到混合料的強(qiáng)度，易使路面面層產(chǎn)生荷載型網(wǎng)裂。

(3)壓實(shí)不足。壓實(shí)機(jī)械重量偏低，壓實(shí)遍數(shù)不夠，達(dá)不到要求的壓實(shí)效果，導(dǎo)致二灰碎石基層承受交通荷載的能力不足而產(chǎn)生裂縫。

(4)養(yǎng)生不及時(shí)或措施不當(dāng)。施工結(jié)束后沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)生會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫，若養(yǎng)生時(shí)間較短，二灰碎石基層的強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，臨時(shí)開(kāi)放交通以后，在行車荷載的作用下也容易產(chǎn)生裂縫。

2 二灰碎石基層裂縫防治措施

2.1 嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量

按規(guī)范規(guī)定，二灰碎石混合料中所有石灰質(zhì)量應(yīng)達(dá)到或高于三級(jí)消石灰和三級(jí)生石灰的技術(shù)指標(biāo)，并應(yīng)盡量縮短石灰的存放時(shí)間，如存放時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)采取覆蓋封存措施，妥善保管。粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的總含量應(yīng)大于70％，燒失量不應(yīng)超過(guò)20％，含水量不宜超過(guò)35％，且雜質(zhì)較少。

碎石材料的級(jí)配、最大粒徑、壓碎值等主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求。滄黃高速公路的工程實(shí)踐證明采用潔凈堅(jiān)硬、有棱角且級(jí)配合理的碎石，不僅有利于路面平整度的改善，還可以對(duì)二灰碎石的開(kāi)裂起到有效的抑制作用。

2.2 科學(xué)確定二灰碎石混合料的配合比

二灰碎石混合料配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照混合料組成設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行，試件的制備方法，試件個(gè)數(shù)，養(yǎng)生環(huán)境，偏差系數(shù)都應(yīng)嚴(yán)格控制，施工前應(yīng)仔細(xì)調(diào)整拌和設(shè)備與進(jìn)料系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)反復(fù)的原材料輸送流量試驗(yàn)，進(jìn)行生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證和調(diào)整。施工中無(wú)論采用路拌法施工，還是廠拌法施工，均應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)量材料用量?；旌狭系呐浜媳冗€應(yīng)因地制宜根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)來(lái)確定。

2.3 保證合適的施工溫度

二灰碎石基層宜在春末和夏季組織施工。按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000的規(guī)定，二灰碎石基層施工期的日最低氣溫應(yīng)在5℃以上，并應(yīng)在第一次重冰凍(-3～-5℃)到來(lái)之前一個(gè)月到一個(gè)半月完成。這樣不僅有利于二灰碎石基層強(qiáng)度的持續(xù)增長(zhǎng)，而且還可以避免或減少溫縮裂縫的產(chǎn)生。

2.4 確保施工質(zhì)量

(1)做好充分的施工準(zhǔn)備。二灰碎石混合料攤鋪、拌和之前，下承層上應(yīng)適當(dāng)灑水潤(rùn)濕，或者澆灑一層透層瀝青，既保證混合料中的水分不受下承層的影響，又增強(qiáng)二灰碎石基層同下承層的粘結(jié)，提高結(jié)構(gòu)層的整體強(qiáng)度，減少裂縫的發(fā)生。

(2)拌和要均勻。在混合料的拌和過(guò)程中，要嚴(yán)格控制含水量，控制拌和的時(shí)間與遍數(shù)，直到混合料色澤均勻，沒(méi)有灰條，灰團(tuán)，花面，沒(méi)有粗細(xì)顆?！案C”或“帶”，路拌法施工應(yīng)嚴(yán)格掌握拌和深度，若是采用中心拌和廠拌和，可結(jié)合拌和機(jī)械的特性，先將粒徑小于5mm的細(xì)粒料與二灰按比例拌和，然后將拌和以后的混合料摻入到5mm以上的粗集料中，再進(jìn)行綜合拌和。

(3)在最佳含水量狀態(tài)下充分壓實(shí)。含水量過(guò)小，在一定條件下難以壓實(shí)成型，并增大壓實(shí)難度;但含水量過(guò)大，容易形成泥灰，強(qiáng)度降低且易產(chǎn)生裂縫。中心拌和廠拌和的混合料，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)加以覆蓋，防止水分散失過(guò)快，以保證拌和與壓實(shí)的質(zhì)量。

(4)采用及時(shí)而正確的養(yǎng)生方法。二灰碎石基層壓實(shí)完畢以后及時(shí)養(yǎng)生，一般采用灑水養(yǎng)生以保持基層表面潮濕，這不僅可避免產(chǎn)生干縮裂縫，還利于二灰碎石強(qiáng)度的增長(zhǎng)。灑水養(yǎng)生時(shí)，應(yīng)使噴出的水呈霧狀，不得直接噴射和沖擊二灰碎石表面使其成松散狀態(tài)和產(chǎn)生新的集料“窩”或“帶”，除灑水以外，也可采用瀝青乳液和瀝青下封層進(jìn)行養(yǎng)生，這樣效果會(huì)更為理想。在養(yǎng)生期間，應(yīng)禁止車輛通行，尤其注意防止重型車輛的通行。

3 結(jié)語(yǔ)

二灰碎石基層容易產(chǎn)生裂縫是這種材料的一個(gè)缺陷直接影響著路面的強(qiáng)度和使用壽命。但是，只要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)配合比，嚴(yán)格控制含水量，正確選擇施工工藝和養(yǎng)生方法，就能有效避免或盡量減少二灰碎石基層表面的縮裂，提高其強(qiáng)度，為瀝青路面的鋪筑打下良好的基礎(chǔ)。

[1] 中華人民共和國(guó)交通部編.公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范(JTJ034-2000)[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2] 中華人民共和國(guó)交通部編.瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG_D50-2006)[M].北京:人民交通出版社，2006.

[3] 中華人民共和國(guó)交通部編.公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ E51-2009)[M].北京:人民交通出版社，2009.