浅谈路面基层水稳裂缝的原因、预防及措施

2020-01-11王占臣黄志伟

黑龙江交通科技 2020年7期

关键词：砂砾集料水化

王占臣，黄志伟，马勇

(1.龙建路桥股份有限公司国际公司，黑龙江哈尔滨 150090；2.黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司，黑龙江哈尔滨 150070;3.龙建路桥股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150090)

1 裂缝产生的原因分析

1.1 干缩性裂痕

当水泥稳定基层养护方法、养护时间不当，则会引起水泥稳定基层表面开裂现象，主要表现在水稳混合料在成型后；如发生过振及用含泥量较大的砂石材料配制混合料也会造成表面水泥含量多的砂浆层。

水泥稳定碎石基层产生的干缩裂缝是在干燥环境硬化过程中，所含水分逐渐减少使体积收缩并变形，产生分段并均匀的裂缝。水泥、水和砂石集料的施工配合比未达到规范要求是水泥稳定碎石产生干缩裂缝的主要原因。当水泥与水起水化反应过程中，消耗的水分越多，说明混合料在凝结硬化前水泥含量越高；碎石集料的表面存在吸附水，其集料中的细集料成分越多，那么碎石集料的表面吸附水分就会增多，基层施工过程中混合料含水量也会增大，在施工过程中水分随着蒸发而散失，容易产生干缩裂缝。

1.2 温缩性裂痕

裂缝具体表现在热胀冷缩后产生的。温缩裂缝是水泥稳定碎石混合料中的水泥具备热胀冷缩的性质，使其在混合料成型初期阶段水泥发生水化反应放出热量产生裂痕，在施工过程中水泥水化热量散热相对比较慢，会导致内部温度高使之体积膨胀，在外部温度急剧降低不能充分散去内部热量所产生的物理收缩的现象导致的温缩裂缝。此裂缝产生的主要原因是内胀外缩相互制约，产生较大的应力，超过了基层极限抗弯拉强度。

1.3 荷载性裂痕

一般体现在外荷载作用下所产生的一种结构裂缝，原因是路基的不均匀沉降所产生裂缝。纵向裂缝是水泥稳定碎石基层常见病症，主要产生原因为局部土基或底基层在施工过程中达不到规范要求。另一方面是重型车辆行驶过程对路基路面反复荷载作用下呈现弧状分布，且表面形成一定的高度差产生反射裂缝。

2 裂缝预防技术措施

2.1 材料的选择

在二、三级公路施工通常采用水泥加天然砂砾作为路面底基层与基层的材料。根据设计要求，水泥采用P.O.42.5水泥，底基层、基层水泥含量一般为5%和5.5%，在试验路段完成后，经过养生期，表面产生不均匀裂缝。由于路基经过验收，施工质量可以保证。在气候条件适宜的情况下，主要考虑出现裂缝的原因在于材料的技术指标未达到规范要求，因此需更换天然砂砾砂场，重新选定料场。

2.2 水泥

水泥的含量和标号严重影响水稳底基层和基层的质量。在基层施工过程中，经过实验室对拌合站出料后进行EDTA试验表明，水泥拌合不够均匀，水泥含量时大时小，根据实验结果及时调整拌合站的各项功能指标，对整个拌合站进行检查，确保拌合的均匀性，调整后满足水稳砂砾底基层的要求。施工中需调整好水泥的供应充足，保证存放期，避免水泥生产后存放期不足直接投入混合料拌合后，在拌合中产生大量水化热，使其内、外部温度形成温差，在一定的条件下产生裂缝。

2.3 集料

省道哈北公路绥巴界至绥化段改扩建工程底基层根据设计采用天然砂砾，由于天然砂砾采集的地点不唯一，每一种天然砂砾的级配都不同，经过筛分试验后，虽可进入级配，但区间跨度有大有小，有接近上限，也有接近下线，或存在某种材料不足，需新进材料进行掺配。在卸料过程中，卸料不均匀，不可避免的产生材料配合比不均匀，所以严格控制集料的级配成为了重中之重。尤其是细集料，为保证质量，必须严格控制集料中细集料的含量和塑性指数，以减少水稳砂砾中粘性成分含量，通过多次进行平行试验，对料堆的采集有方法，必须具有代表性。

2.4 及时养护及封闭施工段落交通

水泥在拌合站拌和后水化时会消耗材料内部分水分，产生热量时又要消耗掉一部分水，使水含量消耗过大，会影响水化过程的进行，强度就难以形成，而易产生裂缝。如不及时封闭道路，外界车辆进入，对未达到养生期的水稳砂砾底基层、基层来说，也会影响其质量，并直接易产生裂缝。所以，及时养护浇水和作业完成及时封闭道路作为重要的工作，可以减少自然和外部因素对其质量的影响。

2.5 运输

混合料运输过程中，由于车速不均匀，加之道路情况不同，上下颠簸和急刹急加速，对材料的均匀性都会产生影响，材料极易发生离析现象。这就对运料车驾驶员的要求较高，在运料行驶过程中，要匀速，避免急刹急加速，对路况熟悉，行驶于平缓的道路，卸料时匀速平缓。通过技术培训和熟练掌握驾驶技术可以降低离析现象的发生，从而减少裂缝的产生。