韓 國(guó) 良
(太原理工大成工程有限公司,山西 太原 030024)
水泥在水泥穩(wěn)定碎石基層使用的混合料中,起到粘結(jié)凝聚的作用,作為一種膠凝材料將其中的粗細(xì)集料有效的混合并予以粘結(jié),混合料經(jīng)過(guò)攤鋪以及壓實(shí),待養(yǎng)護(hù)完成后成為半剛性性質(zhì)的道路基層,具備相應(yīng)的承載性能。然而,水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面在實(shí)際使用中,難免會(huì)由于混合料的相關(guān)特征導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫,引發(fā)道路頻繁的返工返修。經(jīng)研究,本文將產(chǎn)生裂縫的原因歸納如下。
在水泥穩(wěn)定碎石基層混合料中水泥所占比重很高,達(dá)到了4%~5%,導(dǎo)致了基層在凝結(jié)硬化中不可避免的過(guò)量放熱,此時(shí),基層內(nèi)部聚集了過(guò)多熱量,無(wú)法快速釋放,導(dǎo)致內(nèi)部溫度與表面溫度差值過(guò)大,在熱脹冷縮的原理下,基層內(nèi)部開(kāi)始膨脹,表面開(kāi)始收縮,當(dāng)內(nèi)部膨脹應(yīng)力過(guò)大時(shí),就導(dǎo)致了基層表面脹開(kāi)裂縫。
在水泥穩(wěn)定碎石基層混合料中,水的作用也尤其重要,但是在實(shí)際的攤鋪過(guò)程中,往往由于日曬導(dǎo)致不可避免的水分蒸發(fā),水分的蒸發(fā)導(dǎo)致混合料中水泥所占比重比原來(lái)更高,更容易發(fā)生凝結(jié)硬化,導(dǎo)致更多的放熱,進(jìn)而引發(fā)裂縫。因而,對(duì)于基層混合料,其含水量一定要控制在相應(yīng)范圍內(nèi),避免基層養(yǎng)護(hù)過(guò)程中發(fā)生龜裂。
當(dāng)基層混合料在拌合站拌合均勻后,即要運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng),然而過(guò)長(zhǎng)的運(yùn)送距離則容易導(dǎo)致混合料中水分的蒸發(fā),尤其是在沒(méi)有遮蓋、密閉的運(yùn)送條件下,甚至?xí)l(fā)混合料在運(yùn)送途中發(fā)生凝結(jié)硬化;與此同時(shí),混合料在運(yùn)送途中還可能因?yàn)槁窙r太過(guò)崎嶇不平引發(fā)混合料中粗集料的離析現(xiàn)象,引發(fā)了混合料拌合不均勻。
在基層混合料攤鋪過(guò)程中,當(dāng)一次攤鋪路段太長(zhǎng)時(shí)則會(huì)導(dǎo)致過(guò)量的水分蒸發(fā),進(jìn)而導(dǎo)致基層混合料的干燥與開(kāi)裂,引發(fā)裂縫,因而要嚴(yán)格控制一次攤鋪路段的長(zhǎng)度。與此同時(shí),還要在攤鋪過(guò)程中,確?;鶎踊旌狭咸幱诎韬暇鶆虻臓顟B(tài),避免混合料中粗集料過(guò)于集中導(dǎo)致的基層表面裂縫。
壓實(shí)這個(gè)工藝步驟是基層施工中的關(guān)鍵步驟,在攤鋪之后進(jìn)行,壓實(shí)工藝如果不符合要求則很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生,具體來(lái)說(shuō),在壓實(shí)操作中,混合料含水量、壓實(shí)機(jī)具、壓實(shí)速度、壓實(shí)遍數(shù)等因素的不當(dāng)均可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。因而,要避免壓實(shí)機(jī)具重量過(guò)大、壓實(shí)速度過(guò)快導(dǎo)致的基層裂縫,還要避免過(guò)振壓實(shí)引發(fā)基層產(chǎn)生過(guò)大的外部收縮應(yīng)力。
水泥穩(wěn)定碎石基層混合料經(jīng)養(yǎng)護(hù)成型后才會(huì)具備一定的承載性能,在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,如果沒(méi)有進(jìn)行保濕覆蓋處理,很容易導(dǎo)致混合料中水分的蒸發(fā),進(jìn)而引發(fā)基層干燥開(kāi)裂,同時(shí),水分的蒸發(fā)還會(huì)干擾基層混合料中水泥的水化過(guò)程,加劇基層的干燥開(kāi)裂。
原材料的選擇緊密關(guān)系著路面的施工質(zhì)量,影響著道路建成后的路用性能。然而現(xiàn)階段部分施工單位為了降低工程造價(jià),選用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的原材料導(dǎo)致道路質(zhì)量差強(qiáng)人意,甚至部分道路多見(jiàn)裂縫。因此,在水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面施工中,要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),具體來(lái)說(shuō),應(yīng)該選擇終凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥品種,保證水泥不會(huì)在拌合過(guò)程中過(guò)快凝結(jié),進(jìn)而保證基層混合料拌合均勻性,也為施工提供了更多的操作實(shí)踐;同時(shí),應(yīng)該控制混合料中的水泥比重,避免過(guò)多的水泥導(dǎo)致過(guò)于猛烈的水化反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致基層內(nèi)部聚熱過(guò)多引發(fā)表面脹裂;此外,還要控制粗細(xì)骨料的質(zhì)量,盡量選用穩(wěn)定性佳的粗細(xì)骨料,利用骨料抵御基層裂縫,為混合料強(qiáng)度的形成搭建有力的支架。
基層混合料的含水率緊密關(guān)系著道路是否能夠充分壓實(shí)、是否會(huì)產(chǎn)生裂縫。基層混合料在攤鋪之前需要將水泥、粗細(xì)骨料、水進(jìn)行充分拌合,在拌合以及攤鋪過(guò)程中由于氣溫、日照等客觀因素,往往會(huì)發(fā)生不可避免的水分蒸發(fā),因而,在實(shí)際的施工中,應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件和氣溫狀況,將含水率合理的增加1%~2%,避免由于施工過(guò)程中的水分蒸發(fā)導(dǎo)致裂縫,與此同時(shí),在碾壓過(guò)程中,基層混合料的含水率控制也很重要,要避免含水率的不足引發(fā)壓實(shí)困難,導(dǎo)致道路質(zhì)量成問(wèn)題,甚至出現(xiàn)裂縫。
在水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面攤鋪過(guò)程中,通常采用分層攤鋪、分層養(yǎng)護(hù)、分層壓實(shí)的工序,這種工序很容易導(dǎo)致分層的路面結(jié)構(gòu)之間連接不到位,進(jìn)而引發(fā)不同分層的路面結(jié)構(gòu)承受的荷載不均衡,這些不均衡甚至?xí)M(jìn)一步引發(fā)水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生開(kāi)裂,所以,可以在施工中不斷優(yōu)化鋪攤工藝,舉例來(lái)說(shuō),一次性攤鋪?zhàn)鳛橐环N新型工藝正在被廣泛推廣,這種工藝可以有效的改善分層的路面結(jié)構(gòu)之間連接不到位的施工弊端,避免分層施工造成的脫節(jié),進(jìn)一步有效的提升基層的穩(wěn)定性和承載性能,避免引發(fā)開(kāi)裂。
在實(shí)際施工中,一些施工企業(yè)為了縮短工期,盡早完成施工,對(duì)于瀝青面層的養(yǎng)護(hù)極其不到位,致使道路在實(shí)際路用中存在諸多問(wèn)題,比如產(chǎn)生了過(guò)多的裂縫以及路面沉陷,造成了更多的道路返工返修,耗費(fèi)了大量的人員和物資。因此,嚴(yán)格把控養(yǎng)護(hù)工藝至關(guān)重要。結(jié)合上述分析,水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面中的基層和面層完工后都應(yīng)該及時(shí)養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要做好覆蓋保濕,避免含水率因?yàn)樗终舭l(fā)而過(guò)量下降,與此同時(shí),嚴(yán)格把控的養(yǎng)護(hù)工藝還能對(duì)相關(guān)施工工藝予以復(fù)核檢查,核實(shí)基層的承載能力以及抵御開(kāi)裂的性能,尤其要注意的是,如果養(yǎng)護(hù)工作在高溫季節(jié)進(jìn)行,要隨時(shí)檢查路面材料的含水率,及時(shí)予以補(bǔ)充,并做好灑水工作,保證養(yǎng)護(hù)工作符合要求。
由于基層的一次攤鋪路段長(zhǎng)度有限,導(dǎo)致不同的攤鋪路段不可避免的出現(xiàn)接縫,接縫容易導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的荷載集中,更容易因兩側(cè)材料不一致引發(fā)基層材料之間連接不緊密。因而,在實(shí)際施工中,要合理的控制一次攤鋪路段長(zhǎng)度,避免產(chǎn)生過(guò)多的接縫,因?yàn)檫^(guò)多的接縫更容易引發(fā)通行之后由于形成壓力而導(dǎo)致的基層裂縫,更重要的是,在處置接縫過(guò)程中務(wù)必要鑿除接縫的松散部位,確?;鶎拥膹?qiáng)度進(jìn)而減少引發(fā)裂縫的可能。
為有效防治裂縫,在實(shí)際施工過(guò)程中,還要注重控制合理采取措施抵御外界影響,舉例來(lái)說(shuō),在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中,為了避免水泥材料快速凝結(jié),可以對(duì)水泥采取遮蓋的舉措,或者將水泥放置在陰涼處,也可以采取夜間施工的舉措,避免水泥過(guò)快發(fā)生初凝,減少氣溫對(duì)于該材料的影響;又比如,為了有效的減少混合料由于氣溫和環(huán)境導(dǎo)致的水分揮發(fā),應(yīng)采取遮蓋的舉措,保證混合料的含水率在一定范圍內(nèi);再比如,考慮到瀝青混合料具備的保溫性能,為了避免基層水化散熱過(guò)多導(dǎo)致表面脹裂,可以在基層的表面涂上一層瀝青,減緩表面溫度下降的速率,進(jìn)一步避免基層開(kāi)裂。
在瀝青路面中引發(fā)開(kāi)裂的最關(guān)鍵因素即為水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生了開(kāi)裂,水泥穩(wěn)定碎石基層作為整個(gè)道路結(jié)構(gòu)的承重層,其質(zhì)量控制尤其重要,故而在實(shí)際施工進(jìn)程中,除了要制定合理的、行之有效的施工方案,還要加強(qiáng)對(duì)施工的關(guān)鍵工藝以及施工重點(diǎn)、難點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)控與復(fù)核,通過(guò)上述措施從整體上控制瀝青路面的施工質(zhì)量,保證道路具備更好的路用性能,減少通行后的返修返工工作,極大的減少產(chǎn)生開(kāi)裂的可能性。