公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見病害及其防治策略探究

劉 軍

(撫順市新賓滿族自治縣公路管理段，遼寧 撫順 113200)

公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見病害及其防治策略探究

劉 軍

(撫順市新賓滿族自治縣公路管理段，遼寧 撫順 113200)

重視對水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的管理，不僅有助于公路修建的規(guī)范化，而且有利于提升公路管理水平。在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展與公路管理事業(yè)改革的社會背景下，本文結(jié)合水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的現(xiàn)狀，主要針對干縮裂縫、溫度裂縫、唧泥、離析以及網(wǎng)裂/龜裂這五個(gè)較為廣泛存在的常見病害，進(jìn)行相應(yīng)的具體分析并探討其防治策略，從而促進(jìn)水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層品質(zhì)的提升，并為實(shí)現(xiàn)公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)。

公路 水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層 常見病害 防治策略

水泥穩(wěn)定碎石指以級配碎石和灰漿體積為主要組成部分，并按照嵌擠原理進(jìn)行攤鋪壓實(shí)，其具備表面堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，屬于高級路面的理想基層材料。將粉煤灰加于水泥穩(wěn)定碎石中，能夠增加水泥穩(wěn)定碎石的后期強(qiáng)度、抑制堿骨料反應(yīng)并降低水化熱溫升。我國大多公路的路面基層是半剛性基層，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層是其常見類型，主要連接面層與底層，是瀝青面層的下承重層，因而該層病害與瀝青面層病害直接相關(guān)。隨著市場經(jīng)濟(jì)與公路管理事業(yè)的不斷發(fā)展，分析水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見病害，且提出相應(yīng)防治策略更具積極意義。

一、公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見病害

（一）干縮裂縫

濕脹干縮是水泥材料在硬化過程中干濕變形的表現(xiàn)，干縮裂縫病害則多發(fā)生于混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間內(nèi)或者混凝土澆筑完成后的一周左右，裂縫形狀包括表面性的平行線狀和淺細(xì)的網(wǎng)狀，裂縫寬度范圍多在0.05-0.2mm之間，裂縫方向多縱橫交錯且無規(guī)律性[1]。

（二）溫度裂縫

就較大體積的混凝土塊而言，其處于硬化過程中的初期時(shí)，由于水化放熱，混凝土內(nèi)部呈現(xiàn)升溫狀態(tài)（水化放熱高達(dá)40℃-60℃），但外層混凝土的溫度低于內(nèi)層混凝土，從而導(dǎo)致收縮變形，若收縮受內(nèi)層高溫混凝土的膨脹限制，則混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力，一旦超過混凝土抗拉強(qiáng)度即形成溫度裂縫。

（三）唧泥

唧泥是指車輛通過時(shí)，板接縫噴濺出稀泥漿（基層細(xì)料和水一起從板接縫處擠出）的現(xiàn)象?；炷脸霈F(xiàn)干縮裂縫和溫度裂縫后，雨水或雪水可經(jīng)由裂縫滲入下層，若下承重層為石灰土，易致使其因浸泡而軟化，石灰土在行車后可沿裂縫上升甚至到達(dá)瀝青面層[2]。公路若長期存在唧泥現(xiàn)象，混凝土基層底部逐漸失去支撐能力，在荷載的重復(fù)作用下最終將導(dǎo)致板斷裂。

（四）離析

離析是指混合物料中某類分子因性質(zhì)相同形成集聚，從而引起物料相互分離，在拌和、運(yùn)輸、卸料和攤鋪等施工環(huán)節(jié)中均可能發(fā)生離析?；炷涟l(fā)生離析后會造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，從而影響混凝土澆筑質(zhì)量，降低基層強(qiáng)度并堆積粗骨料，最終導(dǎo)致公路受損。

（五）網(wǎng)裂和龜裂

網(wǎng)裂是指公路表面產(chǎn)生縱橫交錯且呈網(wǎng)狀的小裂縫；龜裂是指裂縫與裂縫連接后形成龜甲紋狀的不規(guī)則裂縫，短邊長度一般小于40cm，未成網(wǎng)的縱向平行密集裂縫間的距離小于30cm時(shí)也屬于龜裂[3]。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層受彎拉應(yīng)力作用后，更易加劇支裂縫的形成。

二、公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層常見病害的防治策略

（一）控制水泥劑量并加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)

干縮裂縫產(chǎn)生的原因與混凝土內(nèi)外的水分蒸發(fā)程度不同密切相關(guān)：毛細(xì)孔水蒸發(fā)后，其彎月面曲率隨之加大，加之表面的張力作用，孔壁壓力亦變大，從而水泥體積出現(xiàn)收縮；若空氣干燥度繼續(xù)增加，則易造成水泥顆粒吸附的水分蒸發(fā)，之前形成的水膜消失，導(dǎo)致水泥顆粒的間距縮小，而水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層形成裂縫的可能性隨之增加[4]。

控制水泥劑量有助于增強(qiáng)水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度，粉煤灰中的活性因子Al2O3、SiO2能夠與水泥水化過程中產(chǎn)生的CaO發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成穩(wěn)定性較強(qiáng)的水化鋁酸鈣、水化硅酸鈣，進(jìn)而可以延長水泥凝結(jié)時(shí)間，有利于增強(qiáng)基層的后期強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)減少干縮裂縫的目的。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層初期的表面常有粉煤灰顆粒，會阻斷與油面結(jié)合，因此應(yīng)當(dāng)注意制作3-5mm乳化瀝青封層。加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)用覆蓋養(yǎng)生布和及時(shí)、適當(dāng)灑水的方法，有助于減少水分蒸發(fā)，進(jìn)而確保水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層處于濕潤狀態(tài)。

（二）控制混凝土溫度并預(yù)設(shè)收縮縫

裂縫控制可以增加混凝土的耐久性，具體可通過人為控制混凝土澆筑溫度及其內(nèi)部最高溫度實(shí)現(xiàn)。就控制混凝土澆筑溫度而言，可以在大體積混凝土工程中應(yīng)用低熱水泥；就控制內(nèi)部最高溫度而言，可以在澆筑前預(yù)埋鋼管，以便在公路后期養(yǎng)護(hù)時(shí)向鋼管一端注水后能從另一端流出；控制混凝土中心溫度與表面溫度、表面溫度與室外最低溫度間的差值在20℃以內(nèi)[5]。

溫度裂縫因基層強(qiáng)度、厚度、壓實(shí)度和礦料級配比例不同而不同，為改善混凝土熱脹冷縮造成的公路損壞，施工過程時(shí)可每隔20米縱向切割一條80-100mm深的收縮縫，約占該結(jié)構(gòu)層厚的1/2，待28天后形成足夠強(qiáng)度時(shí)基層能夠沿縫隙開裂；5-8mm寬則不僅可清除干凈裂縫內(nèi)部的雜物，而且能夠?qū)r青填充密實(shí)。

（三）選用合理結(jié)構(gòu)層并加強(qiáng)接縫

唧泥的產(chǎn)生原因包括雨水/雪水下滲、填縫料損壞以及路面排水不良，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度和板體性均較好，所以下承重層應(yīng)當(dāng)合理選用相應(yīng)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)層，而二灰穩(wěn)定粒料是經(jīng)由工程實(shí)踐證明的適宜作為水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的下承層。接縫是水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)，路面損壞通常開始于接縫損壞，而唧泥是接縫損壞中的常見類型。因此接縫應(yīng)當(dāng)具備良好的傳荷能力，即能夠?qū)⑿熊嚭奢d傳遞至相鄰板，以便減小負(fù)荷板應(yīng)力、保證公路平整性。

（四）加強(qiáng)管理各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)

石屑、碎石是構(gòu)成水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的主要部分，礦料品質(zhì)與基層結(jié)構(gòu)的均勻性和抗壓強(qiáng)度等直接相關(guān)，因而公路施工時(shí)首先應(yīng)當(dāng)控制礦料級配。米石、粉塵、軟石等是常用的石屑組成部分，由于其構(gòu)成比例的不規(guī)范，尤其是粉塵、軟石材料的應(yīng)用，易導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石層強(qiáng)度降低。因此進(jìn)行礦料級配時(shí)，可以將石屑具體成分換成米石、礦粉/中砂、碎石（0.5-1cm），通過減少礦料中的粉塵和軟石含量增加公路內(nèi)層結(jié)構(gòu)的均勻性。

輸出混合料的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)注意盡量降低出料高度，控制出料口與運(yùn)料車廂高度的差值不超過2米，同時(shí)運(yùn)料車應(yīng)該適時(shí)移動位置，以便保證裝料均勻。運(yùn)料車運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)中，駕駛員應(yīng)當(dāng)勻速前進(jìn)，以便避免急剎車或者劇烈顛簸。向攤鋪機(jī)受料斗卸載混合料時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)緩慢提升車廂；攤鋪過程中，工作人員應(yīng)該均勻運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋布料器，避免時(shí)快時(shí)慢；人工找平過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)扣鍬布料，避免揚(yáng)鍬遠(yuǎn)拋。

三、結(jié)束語

水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層在各種等級道路基層中的應(yīng)用范圍廣泛，可以幫助連接瀝青面層與底部基層。重視水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的管理工作，有助于增加公路承受車輛等負(fù)荷的強(qiáng)度，進(jìn)而延長公路的使用壽命。公路工作人員首先應(yīng)該明確水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層具備的積極作用，然后結(jié)合實(shí)際情況查找水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層中的常見病害，接著通過控制水泥劑量并加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)、控制混凝土溫度并預(yù)設(shè)收縮縫、選用合理結(jié)構(gòu)層并加強(qiáng)接縫以及加強(qiáng)管理各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)等措施，使水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層獲得優(yōu)化，促進(jìn)公路事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

[1]陶鳳元.公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層病害與防治分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012,5.

[2]劉冰林,劉占武.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的技術(shù)性能與質(zhì)量控制[J].中國科技財(cái)富,2012,14:204.

[3]仲利平.泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層病害的防治[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013,8.

[4]丁穎.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層施工工藝控制的幾點(diǎn)思考[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013,23.

[5]孫哲,陳劍鋒.水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層施工及質(zhì)量控制[J].技術(shù)與市場,2013,7(20):316.

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1007-6344（2015）05-0010-01