公路工程二灰碎石基層縮裂的防治措施

1、公路工程二灰碎石基層縮裂的防治措施    摘要： 近年來(lái),城市化水平的不斷提高,公路的建設(shè)成為開拓城市的前鋒,簡(jiǎn)述了半剛性基層的概念,以及半剛性基層的常見類型及其適用情況,本文重點(diǎn)介紹了二灰碎石基層產(chǎn)生縮裂的兩種情況及產(chǎn)生的原因,主要針對(duì)這兩種縮裂類型提出了防止縮裂的具體措施,以盡量減少裂縫的產(chǎn)生，可供同行借鑒。     關(guān)鍵詞：公路工程；二灰碎石基層；縮裂；防治措施     1引言在粉碎的或原狀松散的土中摻入一定量的無(wú)機(jī)結(jié)合料(包括水泥、石灰或工業(yè)廢渣等)和水,經(jīng)拌和得到的

2、混合料在壓實(shí)與養(yǎng)生后,其抗壓強(qiáng)度符合規(guī)定要求的材料稱為無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料,由于此類材料的剛度介于柔性路面材料和剛性路面材料之間,常稱為半剛性材料。這類材料的特點(diǎn)是穩(wěn)定性好,抗凍性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)本身自成板體等,但其耐磨性差,因此廣泛用于修筑路面結(jié)構(gòu)的基層和底基層?；鶎硬牧系念愋椭饕惺曳€(wěn)定類、水泥穩(wěn)定類和工業(yè)廢渣穩(wěn)定類等,石灰土和水泥土由于其水穩(wěn)定性較差,不能作為高速公路或一級(jí)公路的基層,必要時(shí)可作為底基層使用?！岸摇敝饕侵甘液头勖夯?二灰碎石基層是用石灰、粉煤灰和標(biāo)準(zhǔn)碎石按一定配比,加水拌和、攤鋪、碾壓及養(yǎng)生而成型的基層。二灰碎石具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好、抗沖刷能力強(qiáng)、施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)

3、,得到了廣泛的應(yīng)用。目前,我國(guó)大部分高等級(jí)公路路面基層均采用二灰碎石基層。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,也暴露出該類材料的一些不足,其中最為突出的是二灰碎石基層的縮裂問(wèn)題。二灰碎石所固有的溫縮和干縮特性易使二灰碎石基層產(chǎn)生收縮裂縫,并導(dǎo)致瀝青面層反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫的產(chǎn)生。由于收縮裂縫的產(chǎn)生使道路使用性能和耐久性下降,工程投資和維護(hù)費(fèi)用增加,成為當(dāng)前路面工程建設(shè)中急需解決的重大難題。2縮裂產(chǎn)生的原因二灰碎石基層的縮裂分為“干縮”和“溫縮”。根據(jù)其強(qiáng)度形成的機(jī)理分析,縮裂的原因主要有以下幾個(gè)方面。2.1干縮二灰碎石由固、液、汽三相構(gòu)成,其“干縮”是由液相、固相體積變化而引起的。1)由于水分蒸發(fā)使穩(wěn)定土顆粒表

4、面的水膜變薄,顆粒間由于毛細(xì)作用而引力增大,引起體積收縮,隨著顆粒間距變小,顆粒間因分子引力增大,體積進(jìn)一步收縮;2)由于二灰碎石中含有H2O,Ca(OH)2,水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等,在施工及養(yǎng)生過(guò)程中,其內(nèi)部的結(jié)晶水化物由于風(fēng)化失去結(jié)晶水,導(dǎo)致體積減小;3)Ca(OH)2與空氣中的CO2發(fā)生碳化反應(yīng),析出水分而引起體積收縮;這些都將促使其產(chǎn)生“干縮”現(xiàn)象。2.2溫縮“溫縮”主要是由于晝夜溫度變化或者是季節(jié)性的溫度變化,二灰碎石疲勞破壞,導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。3縮裂的防治措施對(duì)于二灰碎石基層縮裂的防治,應(yīng)該從材料的選擇、施工質(zhì)量控制以及養(yǎng)生條件等多方面來(lái)進(jìn)行。3.1材料的選擇在材料的選擇上,應(yīng)

5、該選用合格的建筑材料。其中,石灰應(yīng)是消石灰粉或生石灰粉,對(duì)高速公路或一級(jí)公路宜用磨細(xì)的生石灰粉。石灰質(zhì)量應(yīng)符合級(jí)以上的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并要盡量縮短石灰的存放時(shí)間。在同等石灰劑量下,質(zhì)量好的石灰穩(wěn)定效果好。粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產(chǎn)生的粉狀灰渣,主要成分是SiO2和Al2O3,其總含量一般要求超過(guò)70%。粉煤灰的燒失量一般要小于20%,粒徑變化在0.001 mm0.3 mm之間,其比表面積一般在2 000 cm2/g3 500 cm2/g之間,如達(dá)不到上述要求,應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)后,才能采用。干粉煤灰和濕粉煤灰都可以使用。干粉煤灰堆放時(shí)應(yīng)灑水以防飛揚(yáng)。濕粉煤灰堆放時(shí),含水量不宜超過(guò)35%。粉煤灰不應(yīng)含有團(tuán)塊

6、、腐殖質(zhì)及有害雜質(zhì)。使用時(shí)應(yīng)將凝固的粉煤灰塊打碎或過(guò)篩。為了防止裂縫,采用石灰與粉煤灰的配比為1314,集料含量為80%85%左右為最佳,既可抗干縮又可抗溫縮。不少地區(qū)在修筑高級(jí)或次高級(jí)路面時(shí)選用這種基層和底基層,既減少了因基層反射裂縫而引起的面層開裂問(wèn)題,還減輕了瀝青路面的車轍現(xiàn)象。3.2控制施工質(zhì)量1)控制細(xì)集料所占比例,避免使用有機(jī)質(zhì)含量高的集料。細(xì)集料增加導(dǎo)致混合料的最佳含水量偏高,壓實(shí)后液相體積大,待二灰碎石固化后,其干縮變形和溫縮變形較大,從而產(chǎn)生較大縮裂。有機(jī)質(zhì)含量高的集料呈酸性,不利于火山灰反應(yīng),導(dǎo)致土體強(qiáng)度下降。2)控制壓實(shí)含水量,施工含水量不超過(guò)最佳含水量1%,運(yùn)料車加蓋氈

7、布,避免運(yùn)輸途中因蒸發(fā)而引起水分損失。3)二灰碎石混合料應(yīng)用拌合機(jī)械集中拌和,不得采用路拌;用攤鋪機(jī)鋪筑,防止水分蒸發(fā)和產(chǎn)生離析;碾壓和整型的全部操作應(yīng)在當(dāng)天完成。最好采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓,壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到規(guī)定的要求。3.3創(chuàng)造合適的養(yǎng)生條件施工完成后,對(duì)養(yǎng)生階段要引起足夠的重視。創(chuàng)造良好的養(yǎng)生條件,盡量減少裂縫的產(chǎn)生。主要應(yīng)注意:1)半剛性基層碾壓完后,應(yīng)及時(shí)地進(jìn)行養(yǎng)生,以保護(hù)混合料的含水量不受損失,避免基層曝曬而變干開裂。養(yǎng)生期一般為7 d,養(yǎng)生期結(jié)束,應(yīng)立即澆灑透層油。2)高溫保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生溫度越高,二灰碎石的水化反應(yīng)越劇烈,混合料的強(qiáng)度就越高。但不能在其上灑過(guò)多的水,否則表面結(jié)晶水化物溶解流失,就會(huì)在基層與底基層之間形成素土的夾泥軟弱層,致使通車后瀝青混凝土路面出現(xiàn)局部網(wǎng)裂。3)養(yǎng)生時(shí)要采用適當(dāng)?shù)姆绞礁采w,以免基層表面因曝曬而產(chǎn)生開裂。綜合來(lái)看,二灰碎石的“干縮”和“溫縮”不是獨(dú)立的,而是同時(shí)發(fā)生的,“干縮”較“溫縮”對(duì)二灰碎石基層的負(fù)面影響較大,在工程實(shí)踐中要予以高度重視。以上介紹的幾種縮裂防治措施也不是相互獨(dú)立的,需要貫穿于工程從設(shè)計(jì)到養(yǎng)生結(jié)