水泥稳定土基层施工裂缝的预防与处理

2013-12-10范武绪

科学时代·上半月 2013年11期

关键词：基层

范武绪

【摘要】高速公路的里程不断增多，对于基层裂隙的病害，便成为公路工程中急需要解决的问题之一，本文以新疆库尔勒至库车高速公路工程的具体施工，探讨水泥稳定土基层裂缝预防与处理措施，仅供大家参考。

【关键词】水泥稳定土；基层；裂缝的预防与处理

1.工程概况

新疆库尔勒至库车高速公路工程07标里程为M.S.K609+800～M.S.K634+900，路段长25100m，设计半幅基层摊铺宽度为12.55m，采用两台摊铺机半幅阶梯式全宽一次摊铺成型，每台摊铺机熨平板宽度6.50m，基层设计为30cm厚5%水泥稳定砂砾，分两层摊铺，分层厚度为15cm。

本项目在基层施工5公里后，在此段上就出现了大大小小的裂缝，一般在基层顶面沿横向开裂多为等间距，成直线型，缝长不等，缝宽在0.5—3.5mm之间，较早出现裂缝是在水稳基层养护过程中开始出现，有的是在面层通车后在荷载的作用下出现，这是由于水稳层出现裂缝并引起面层产生的反射裂缝。

2.水泥稳定土基层裂缝危害

近些年来，高速公路一般是以水泥稳定土作为基层（水泥掺量一般为5.0%～6%）的沥青混凝土路面，在施工过程中，这种基层养生期满后，经现场检查，均存在一些不规则的表面裂纹和形状大体成长方形的早期裂缝，若缝宽过大（≥2mm）则沥青混凝土面层易产生反射裂缝，若不及时处理，雨水从裂缝内向下渗透，面层和基层裂缝缝隙处充满自由水，在车里荷载反复冲击下，就会使面层出现坑洞、碎裂、松散，造成面层早期破损，影响其使用寿命。

3.裂缝产生的机理及其影响因素

3.1 干缩裂缝

水泥与天然土料和水拌和压实后，由于水分蒸发和混合料内部发生的水化作用等，引起水泥稳定土层产生体积收缩。当收缩产生的内应力超过水泥稳定土层的抗拉应力时，水泥稳定土层就会产生开裂。干缩裂缝的产生与土料的砾石含量、细集料含量、塑性指数和以及混合料的水泥剂量、成型时的含水量、密实程度以及养生时间的长短、暴露时间长短、失水量等都有关系。

3.2温缩裂缝

温缩裂缝是指由于水泥稳定土基层内固相物质自身的温缩和结构层内水的温缩而对结构层的收缩二者共同作用的结果；温缩裂缝一般分为两种形成机理，一种是低温导致的裂缝，另一种是温度疲劳裂缝，温缩裂缝的产生主要与土料中土的含量、结构层的含水量以及水泥剂量等内在因素有关外，还与外界环境温度变化、施工时的温度波动、密实度等外在因素有密切关系。

4.水泥稳定土基层裂缝的预防

4.1混合料配比设计

水泥稳定土基层的混合料组成设计的6d保湿养生及1d进水抗压强度应满足高速公路基层3～5MPa，具体强度依设计要求，通过试验选取最适宜稳定的土、并确定最佳水泥剂量、含水量和掺合料的比例。

4.2加强集料质量

施工过程中使用的集料要通过筛分试验，检查矿料是否符合设计及规范中材料的颗粒级要求，压碎值及塑性指数、含土量等是否超标；级配如果不满足施工要求，需要补充需要的材料补；对于粒料量高、塑性细土量低的材料应多余采用，集料中小于0.075mm细粉含量应低于5%，这样可以降低水稳粒料收缩。

4.3优选水泥品种及水泥剂量

水泥对水稳基层的性质作用关键，不易采用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥，应采用初凝时间在3h以上、终凝时间在6h以上、标号较低及干缩率小的硅酸盐水泥；不能混用标号、批号、厂家不同的水泥；水泥存放时间过久，应该检测其性能指标是否还满足施工要求；水泥剂量的大小也觉得了水稳基层的强度指标，水泥用量过大时不必要的，不仅造成浪费，也会由收缩造成裂缝；水泥剂量高于7%抗裂性能降低；但是当水泥剂量低于3.5%抗温缩性能迅速变差；水泥含量在4%时比较合理，当然最终的剂量要求需通过设计试验确定。

4.4均匀搅拌且及时摊铺

采用集中厂拌法可以减少粗、细集料集中或局部水泥剂量过大而产生的收缩裂缝；水稳混合料搅拌好以后，应第一时间运到施工现场；运输时应混合料覆盖以降低水分损失；混合料运到施工现场就要及时摊铺，避免水分蒸发产生干缩裂缝；施工中，可采用大型摊铺机保证水稳基层的平整度。

4.5碾压

摊铺后，若混合料的含水量高于最佳含水量时，要立即进行压实工作；碾压分初压、复压、终压；初压时，采用轻型压路机配合轮胎式振动压路机，对结构层在全宽度内进行碾压，先静压一边；复压时，采用重型压路机碾压，在碾压过程中要测定压实度，直至达到规定的压实度；终压时，宜采用轻型压路机，静压一边；应严格控制水泥稳定基层压实厚度和高程，使其路拱横坡与路面面层高度一致，水泥稳定基层施工时严禁用薄层贴补法进行找平。

4.6接缝

4.6.1横向接缝的要求。

设置横向接缝时，摊铺机要驶离混合料的末端，用人工方法将末端高程、厚度、平整度合适的混合料修整齐，靠着混合料放两根方木，其高度应与混合料的压实厚度一样，方木的另一侧用沙砾回填3m长，其高度应稍许高出方木的高度，在重新开始摊铺混合料前，将沙砾或者碎石和方木移去，并要将下层顶面清扫干净，摊铺机返回已压实层的末端，重新开始摊铺混合料。

4.6.2纵向接缝处理。

原则上要避免纵向接缝，如果分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后相隔大约5～10m 进行同步摊铺混合料，并一起进行碾压。

4.7养生。

最好采用砂层保护法进行养生，砂层的厚度宜为70～100mm，铺匀后，应立刻洒水，并在整个养生期间保持砂的潮湿，禁用湿粘土覆盖，养生结束后，必须将覆盖物清除，对于基层，也可以采用沥青乳液进行养生，沥青乳液的用量按0.8～1.Okg/使用，沥青乳液应分两次喷洒：第一次喷洒沥青含量约35%的慢裂沥青乳液，使其能稍微透入基层表层，第二次喷洒浓度较大的沥青乳液，如不能避免施工车辆在养生层通行，应在乳液分裂后撒布3～8mm的碎石，做成下封层。

5.裂缝的处理

5.1单缝处理

先将缝中的杂物清理干净，然后向缝中灌注沥青胶，灌注结束后，保证让沥青胶高出基层面2～3mm最佳；对于较规则且缝隙比较宽的裂缝，可以进行开槽处理，即先对裂缝开槽，然后灌注专用高分子橡胶聚合物处理。

铺设抗裂贴，铺设之前必须将基层横向裂缝表面的灰尘和水等杂物清除，保持表面干燥清洁，对于基层表面的突起物，必须进行清理或找平处理至平整；铺设抗裂贴时，将隔离膜揭开，保持抗裂贴平整、不起皱、不翘边，铺设抗裂贴后用脚轮滚筒至少滚压3边。

5.2网状裂缝处理

5.2.1稀浆封层法。

该方法适合轻度大面积网裂，处理后基层防水好，平整度好。

5.2.2罩面法。

即在网裂范围内先撒布热沥青，再撒布石屑或米石，碾压后然后罩面。

6.结语

水稳基层由于具有很多突出优点，在高速公路建设中应用广泛，同时水稳基层的裂缝产生也影响了工程质量，本人通过本项目施工的过程控制经验，总结了裂缝产生的原因，提出了相应的应对措施，要尽量减少和避免裂缝的产生，就必须做到从预防的几个环节认真抓起，从而确保水稳基层品质符合各项工程指标要求。

参考文献：