水泥穩(wěn)定土基層施工裂縫的預(yù)防與處理

范武緒

【摘 要】高速公路的里程不斷增多，對于基層裂隙的病害，便成為公路工程中急需要解決的問題之一，本文以新疆庫爾勒至庫車高速公路工程的具體施工，探討水泥穩(wěn)定土基層裂縫預(yù)防與處理措施，僅供大家參考。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定土；基層；裂縫的預(yù)防與處理

1.工程概況

新疆庫爾勒至庫車高速公路工程07標(biāo)里程為M.S.K609+800～M.S.K634+900，路段長25100m，設(shè)計(jì)半幅基層攤鋪寬度為12.55m，采用兩臺攤鋪機(jī)半幅階梯式全寬一次攤鋪成型，每臺攤鋪機(jī)熨平板寬度6.50m，基層設(shè)計(jì)為30cm厚5%水泥穩(wěn)定砂礫，分兩層攤鋪，分層厚度為15cm。

本項(xiàng)目在基層施工5公里后，在此段上就出現(xiàn)了大大小小的裂縫，一般在基層頂面沿橫向開裂多為等間距，成直線型，縫長不等，縫寬在0.5—3.5mm之間，較早出現(xiàn)裂縫是在水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)過程中開始出現(xiàn)，有的是在面層通車后在荷載的作用下出現(xiàn)，這是由于水穩(wěn)層出現(xiàn)裂縫并引起面層產(chǎn)生的反射裂縫。

2.水泥穩(wěn)定土基層裂縫危害

近些年來，高速公路一般是以水泥穩(wěn)定土作為基層（水泥摻量一般為5.0%～6%）的瀝青混凝土路面，在施工過程中，這種基層養(yǎng)生期滿后，經(jīng)現(xiàn)場檢查，均存在一些不規(guī)則的表面裂紋和形狀大體成長方形的早期裂縫，若縫寬過大（≥2mm）則瀝青混凝土面層易產(chǎn)生反射裂縫，若不及時(shí)處理，雨水從裂縫內(nèi)向下滲透，面層和基層裂縫縫隙處充滿自由水，在車?yán)锖奢d反復(fù)沖擊下，就會(huì)使面層出現(xiàn)坑洞、碎裂、松散，造成面層早期破損，影響其使用壽命。

3.裂縫產(chǎn)生的機(jī)理及其影響因素

3.1 干縮裂縫

水泥與天然土料和水拌和壓實(shí)后，由于水分蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生的水化作用等，引起水泥穩(wěn)定土層產(chǎn)生體積收縮。當(dāng)收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過水泥穩(wěn)定土層的抗拉應(yīng)力時(shí)，水泥穩(wěn)定土層就會(huì)產(chǎn)生開裂。干縮裂縫的產(chǎn)生與土料的礫石含量、細(xì)集料含量、塑性指數(shù)和以及混合料的水泥劑量、成型時(shí)的含水量、密實(shí)程度以及養(yǎng)生時(shí)間的長短、暴露時(shí)間長短、失水量等都有關(guān)系。

3.2溫縮裂縫

溫縮裂縫是指由于水泥穩(wěn)定土基層內(nèi)固相物質(zhì)自身的溫縮和結(jié)構(gòu)層內(nèi)水的溫縮而對結(jié)構(gòu)層的收縮二者共同作用的結(jié)果；溫縮裂縫一般分為兩種形成機(jī)理，一種是低溫導(dǎo)致的裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫，溫縮裂縫的產(chǎn)生主要與土料中土的含量、結(jié)構(gòu)層的含水量以及水泥劑量等內(nèi)在因素有關(guān)外，還與外界環(huán)境溫度變化、施工時(shí)的溫度波動(dòng)、密實(shí)度等外在因素有密切關(guān)系。

4.水泥穩(wěn)定土基層裂縫的預(yù)防

4.1混合料配比設(shè)計(jì)

水泥穩(wěn)定土基層的混合料組成設(shè)計(jì)的6d保濕養(yǎng)生及1d進(jìn)水抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足高速公路基層3～5MPa，具體強(qiáng)度依設(shè)計(jì)要求，通過試驗(yàn)選取最適宜穩(wěn)定的土、并確定最佳水泥劑量、含水量和摻合料的比例。

4.2加強(qiáng)集料質(zhì)量

施工過程中使用的集料要通過篩分試驗(yàn)，檢查礦料是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范中材料的顆粒級要求，壓碎值及塑性指數(shù)、含土量等是否超標(biāo)；級配如果不滿足施工要求，需要補(bǔ)充需要的材料補(bǔ)；對于粒料量高、塑性細(xì)土量低的材料應(yīng)多余采用，集料中小于0.075mm細(xì)粉含量應(yīng)低于5%，這樣可以降低水穩(wěn)粒料收縮。

4.3優(yōu)選水泥品種及水泥劑量

水泥對水穩(wěn)基層的性質(zhì)作用關(guān)鍵，不易采用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)的水泥，應(yīng)采用初凝時(shí)間在3h以上、終凝時(shí)間在6h以上、標(biāo)號較低及干縮率小的硅酸鹽水泥；不能混用標(biāo)號、批號、廠家不同的水泥；水泥存放時(shí)間過久，應(yīng)該檢測其性能指標(biāo)是否還滿足施工要求；水泥劑量的大小也覺得了水穩(wěn)基層的強(qiáng)度指標(biāo)，水泥用量過大時(shí)不必要的，不僅造成浪費(fèi)，也會(huì)由收縮造成裂縫；水泥劑量高于7%抗裂性能降低；但是當(dāng)水泥劑量低于3.5%抗溫縮性能迅速變差；水泥含量在4%時(shí)比較合理，當(dāng)然最終的劑量要求需通過設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定。

4.4均勻攪拌且及時(shí)攤鋪

采用集中廠拌法可以減少粗、細(xì)集料集中或局部水泥劑量過大而產(chǎn)生的收縮裂縫；水穩(wěn)混合料攪拌好以后，應(yīng)第一時(shí)間運(yùn)到施工現(xiàn)場；運(yùn)輸時(shí)應(yīng)混合料覆蓋以降低水分損失；混合料運(yùn)到施工現(xiàn)場就要及時(shí)攤鋪，避免水分蒸發(fā)產(chǎn)生干縮裂縫；施工中，可采用大型攤鋪機(jī)保證水穩(wěn)基層的平整度。

4.5碾壓

攤鋪后，若混合料的含水量高于最佳含水量時(shí)，要立即進(jìn)行壓實(shí)工作；碾壓分初壓、復(fù)壓、終壓；初壓時(shí)，采用輕型壓路機(jī)配合輪胎式振動(dòng)壓路機(jī)，對結(jié)構(gòu)層在全寬度內(nèi)進(jìn)行碾壓，先靜壓一邊；復(fù)壓時(shí)，采用重型壓路機(jī)碾壓，在碾壓過程中要測定壓實(shí)度，直至達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度；終壓時(shí)，宜采用輕型壓路機(jī)，靜壓一邊；應(yīng)嚴(yán)格控制水泥穩(wěn)定基層壓實(shí)厚度和高程，使其路拱橫坡與路面面層高度一致，水泥穩(wěn)定基層施工時(shí)嚴(yán)禁用薄層貼補(bǔ)法進(jìn)行找平。

4.6接縫

4.6.1橫向接縫的要求。

設(shè)置橫向接縫時(shí)，攤鋪機(jī)要駛離混合料的末端，用人工方法將末端高程、厚度、平整度合適的混合料修整齊，靠著混合料放兩根方木，其高度應(yīng)與混合料的壓實(shí)厚度一樣，方木的另一側(cè)用沙礫回填3m長，其高度應(yīng)稍許高出方木的高度，在重新開始攤鋪混合料前，將沙礫或者碎石和方木移去，并要將下層頂面清掃干凈，攤鋪機(jī)返回已壓實(shí)層的末端，重新開始攤鋪混合料。

4.6.2縱向接縫處理。

原則上要避免縱向接縫，如果分兩幅攤鋪時(shí)，宜采用兩臺攤鋪機(jī)一前一后相隔大約5～10m 進(jìn)行同步攤鋪混合料，并一起進(jìn)行碾壓。

4.7養(yǎng)生。

最好采用砂層保護(hù)法進(jìn)行養(yǎng)生，砂層的厚度宜為70～100mm，鋪勻后，應(yīng)立刻灑水，并在整個(gè)養(yǎng)生期間保持砂的潮濕，禁用濕粘土覆蓋，養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除，對于基層，也可以采用瀝青乳液進(jìn)行養(yǎng)生，瀝青乳液的用量按0.8～1.Okg/使用，瀝青乳液應(yīng)分兩次噴灑：第一次噴灑瀝青含量約35%的慢裂瀝青乳液，使其能稍微透入基層表層，第二次噴灑濃度較大的瀝青乳液，如不能避免施工車輛在養(yǎng)生層通行，應(yīng)在乳液分裂后撒布3～8mm的碎石，做成下封層。

5.裂縫的處理

5.1單縫處理

先將縫中的雜物清理干凈，然后向縫中灌注瀝青膠，灌注結(jié)束后，保證讓瀝青膠高出基層面2～3mm最佳；對于較規(guī)則且縫隙比較寬的裂縫，可以進(jìn)行開槽處理，即先對裂縫開槽，然后灌注專用高分子橡膠聚合物處理。

鋪設(shè)抗裂貼，鋪設(shè)之前必須將基層橫向裂縫表面的灰塵和水等雜物清除，保持表面干燥清潔，對于基層表面的突起物，必須進(jìn)行清理或找平處理至平整；鋪設(shè)抗裂貼時(shí)，將隔離膜揭開，保持抗裂貼平整、不起皺、不翹邊，鋪設(shè)抗裂貼后用腳輪滾筒至少滾壓3邊。

5.2網(wǎng)狀裂縫處理

5.2.1稀漿封層法。

該方法適合輕度大面積網(wǎng)裂，處理后基層防水好，平整度好。

5.2.2罩面法。

即在網(wǎng)裂范圍內(nèi)先撒布熱瀝青，再撒布石屑或米石，碾壓后然后罩面。

6.結(jié)語

水穩(wěn)基層由于具有很多突出優(yōu)點(diǎn)，在高速公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛，同時(shí)水穩(wěn)基層的裂縫產(chǎn)生也影響了工程質(zhì)量，本人通過本項(xiàng)目施工的過程控制經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了裂縫產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施，要盡量減少和避免裂縫的產(chǎn)生，就必須做到從預(yù)防的幾個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真抓起，從而確保水穩(wěn)基層品質(zhì)符合各項(xiàng)工程指標(biāo)要求。

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