水穩(wěn)裂縫原因

1、水泥穩(wěn)定碎石裂縫原因分析與防治半剛性基層瀝青路面是由無機結(jié)合料穩(wěn)定底基層、基層和瀝青面層構(gòu)成的路面結(jié)構(gòu)形式。這種路面強度高、抗疲勞性能好，因此在我國公路建設(shè)中廣泛應(yīng)用中，是路面的主要類型。但水泥穩(wěn)定碎石基層容易產(chǎn)生裂紋卻一直是一個不爭的事實，是一個有侍解決的問題。本文就其產(chǎn)生裂紋的原因進行了分析，并提出了防治技術(shù)。以級配碎石作骨料，用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實，稱之為水泥穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定砂礫。由于水泥穩(wěn)定碎石的整體強度、剛度、水穩(wěn)性較好，目前高等級公路大多采用水泥穩(wěn)定碎石來做基層。水泥穩(wěn)定碎石基層是一種半剛性結(jié)構(gòu)。水泥穩(wěn)定碎石基層易產(chǎn)生裂縫的問題是一

2、直想方設(shè)法研究解決的問題。這種裂縫是很有規(guī)律性的，一般在基層頂面橫向每隔510米一條，縫寬0.54m田右。出現(xiàn)較早時在水穩(wěn)基層攤鋪完成后一個月內(nèi)就開始出現(xiàn)，晚的在瀝青碎路面通車后一至二年內(nèi)開始出現(xiàn)，這是由于水泥穩(wěn)定基層裂縫反射上去造成的?；鶎恿芽p的危害有二個方面：一是降低基層的整體強度，二是發(fā)展后會形成反射裂縫，使瀝青碎路面相應(yīng)出現(xiàn)有規(guī)則的橫向裂縫、起拱。出現(xiàn)第二種情況后，若不及時處理，雨水從裂縫內(nèi)向下滲透，瀝青碎和基層裂縫縫隙處充滿自由水，在車輛荷載反復(fù)沖擊下，就會使瀝青碎中粘附在碎石表面的瀝青剝離，基層的細集料形成灰漿被擠壓出路面，瀝青碎路面出現(xiàn)坑洞、碎裂、松散，造成瀝青碎路面早期破損，影

3、響使用壽命?；鶎恿芽p的危害極為常見，直接影響到了路面行車的質(zhì)量和舒適度。1.裂縫產(chǎn)生的原因分析根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，雖然基層裂縫有種種特征，但總的來說水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因可歸結(jié)為三大原因：干縮性裂縫干縮性裂縫的情況分為二種，一是水泥穩(wěn)定碎石壓實成型到正常養(yǎng)護期（一般為7天）的干縮；二是養(yǎng)護期滿后到施工瀝青封層或透層、攤鋪瀝青碎面層這段時間的干縮。其機理基本上是一樣的，只是其損害的程度有所不同。水泥穩(wěn)定碎石壓實成型到正常養(yǎng)護期（一般為7天）期間，由于混合料本身拌和、養(yǎng)護時用水，水分蒸發(fā)以及混合料內(nèi)部水化作用而發(fā)生的毛細管作用、分子間吸附作用力和碳化收縮作用等，引起基層混合料體積在一定程度趨

4、于減小而收縮，出現(xiàn)拉裂的現(xiàn)象。如果這段時間天氣正常，氣溫沒有太大變化，混合料（基層）從最佳含水量到較干燥的干縮過程可稱之為“一次性的干縮”，其產(chǎn)生的裂縫是有限的。從基層養(yǎng)護期滿后到施工瀝青封層或透層、攤鋪瀝青碎面層之間，如果這段時間間隔較長，自然天氣有多變（出現(xiàn)雨天和晴天交替），基層料從“較干燥-飽水狀態(tài)-較干燥-飽水狀態(tài)”反復(fù)循環(huán)作用，水分反復(fù)的“蒸發(fā)、飽和、蒸發(fā)、飽和”，多次重復(fù)干縮過程，必然會使基層出現(xiàn)較嚴(yán)重的拉裂現(xiàn)象，積少成多，在薄弱地方就表現(xiàn)為裂縫，這種破壞在多雨的南方夏天特別明顯?！梆B(yǎng)生期結(jié)束后，如其上為瀝青面層，應(yīng)先清掃基層，立即噴灑透層或粘層瀝青”、“在清掃干凈的基層上，也可先

5、做下封層，以防止基層干縮開裂”的規(guī)定原因之一。荷載性裂縫這種裂縫往往出現(xiàn)在車道上，裂縫在主車道上，并向超車道上或路肩延伸,一般裂縫寬度較小，在Immfc右，有的還會出現(xiàn)多個裂縫交叉現(xiàn)象。荷載裂縫一般出現(xiàn)在營運期間，由于基層施工成型后表面的不均勻性，使的基層底部存在著損傷或裂縫。根據(jù)受力特點，瀝青層底受壓，基層是受拉的，在基層受拉時裂縫就會逐漸向上擴展，最終形成基層荷載性開裂?；鶎釉谑褂煤笃谝惨仔纬善诹芽p，這種也屬于荷載裂縫，這中縫很容易形成支縫，長時間不處理就會導(dǎo)致基層松散，強度降低。最后出現(xiàn)坑洞。溫縮性裂縫也就是熱脹冷縮產(chǎn)生的裂縫。萬物都具有熱脹冷縮的性質(zhì)，水泥穩(wěn)定碎石基層屬半剛性體，它也

6、不會例外。大家都知道，在水泥路面設(shè)計和施工中，設(shè)置伸縮縫的做法規(guī)范中已有明確的規(guī)定，并且在施工和實際中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的成效。但長期以來，在瀝青碎路面設(shè)計規(guī)范或施工技術(shù)規(guī)范中卻沒有提出來，因而極少有人試用過。水泥無機結(jié)合料內(nèi)部的不同礦物顆粒組成的固相、液相和氣相體，在溫差作用中必然會使其產(chǎn)生熱脹冷縮的體積變化，從而引起溫縮性裂縫。2、裂縫的預(yù)防和處理技術(shù)嚴(yán)格控制級配和壓實度作為水泥穩(wěn)定基層用的碎石要求是不很高，規(guī)范中只有4個指標(biāo)：相對密度、壓碎值、有機質(zhì)含量、硫酸鹽含量，因此很多巖礦都可作為基層碎石的料礦。高速公路基層碎石用量是很大的，而一般外購的一個巖礦場的產(chǎn)量卻很小，于是很多施

7、工單位就同時使用幾個礦場進料，并且由于儲料場地不足而又混堆進行儲料（盡管分了不同檔級）。這就產(chǎn)生二個很嚴(yán)重的問題：一是由于不同礦源篩網(wǎng)不同造成同一檔料內(nèi)各粒料數(shù)量不同，幾檔材料混合后，生產(chǎn)配合比經(jīng)常變化，極易超出上限或下限。二是各礦場碎石的視密度不同，在確定最大干密度帶來很大的困難一一無法在幾種混合礦料中得到一個最具代表性的最大干密度，最終導(dǎo)致現(xiàn)場無法進行正常壓實度檢測和控制。只使用一個巖礦做粗集料的料場，既能保證生產(chǎn)配合比與理論配合比吻合較好，也能保證最大干密度不至于經(jīng)常變化，有利于壓實度的現(xiàn)場控制。事實證明，水泥穩(wěn)定碎石基層級配和壓實度的好壞，不但影響水泥穩(wěn)定基層的干縮性，而且還影響到水泥

8、穩(wěn)定基層的耐凍性。所以，控制好級配和壓實度對預(yù)防裂縫的產(chǎn)生具有很好的現(xiàn)實意義。嚴(yán)格控制小于0.075以下的顆粒含量小于0.075以下的顆粒含量增加時，不但增加了水泥的用量，而且基層表面還容易起砂，嚴(yán)重影響水穩(wěn)層的質(zhì)量。同時，當(dāng)細集料增加時，混合料的溫縮系數(shù)隨溫度降低的變化幅度越來越大。溫度越低，細粒料對溫縮的影響也越大。因此，規(guī)范中水泥穩(wěn)定土的顆粒組成范圍規(guī)定：集料中0.5mm以下細粒土有塑性指數(shù)時，小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過5%細粒土無塑性指數(shù)時,小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過7%在實際施工控制中，要減小0.075以下的顆粒（礦粉、粘土）含量采用事后在儲料場過篩方法去除或用水

9、沖洗是很不現(xiàn)實也很費時的。最好是方法是在破碎現(xiàn)場加裝水洗裝置或者在破碎機的皮帶運輸機最后一環(huán)節(jié)上再加裝一個可360度旋轉(zhuǎn)的滾動篩。經(jīng)過這個工序，小于0.075以下的顆粒含量將會太太減小。施工時，如果能將塑性指數(shù)控制在小于4%不但可以減小水泥穩(wěn)定粒料的收縮性，而且還可以提高壓力水對基層的抗沖刷能力。嚴(yán)格控制水泥用量和碾壓時的最佳含水量一般的水泥穩(wěn)定碎石基層，其設(shè)計強度通常為35Mpa設(shè)計強度愈高，所需水泥用量越大?；鶎觿傂栽酱螅揭桩a(chǎn)生干縮性裂縫，縫寬也增大。所以我國規(guī)范規(guī)定水泥劑量三6%水泥穩(wěn)定碎石基層干縮應(yīng)變隨混合料的含水量增加而增大。施工碾壓時含水量越大，結(jié)構(gòu)層越易產(chǎn)生干縮性裂縫。即使鋪筑

10、了瀝青面層，在旱季或冬季也可能產(chǎn)生干燥裂縫。因此在施工時，應(yīng)根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加或減少拌和用水量。例如，在夏天施工氣溫較高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也應(yīng)早、中、晚各不相同，并且，還要根據(jù)運距遠近、運輸車輛配置情況不斷的調(diào)整，確保碾壓時混合料含水量在最佳含水量范圍內(nèi)。攤鋪完成后，要及時用土工布、麻袋布覆蓋進行灑水養(yǎng)護，防止基層因混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用和水分的過分蒸發(fā)引起表面的干縮性裂縫現(xiàn)象。如果在冬天施工溫度較低，則可以用一層塑料薄膜再加上二層土工布覆蓋保溫，不一定需要灑水養(yǎng)護?？赡艿那闆r下，養(yǎng)護期結(jié)束，立即進行瀝青封層或透層的施工，及時攤鋪瀝青碎面層，這樣水穩(wěn)基層露裸在外面風(fēng)吹日曬

11、雨淋的時間短，能有效地減少“多次重復(fù)干縮”產(chǎn)生的裂縫。這個措施是非常有效的。選擇有利的季節(jié)或時間進行水穩(wěn)基層的施工水穩(wěn)基層施工最好選擇在年平均氣溫時期施工。由于此時結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度應(yīng)力較小，水穩(wěn)層不易產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。施工時的氣溫與一年中最冷或最熱時的溫差越大，越易產(chǎn)生溫縮性裂縫。如果在夏天酷暑條件下施工，最好能選擇在早晚的時間，盡可能避開中午時間進行攤鋪，并要加強覆蓋灑水養(yǎng)護，保證水穩(wěn)層處于濕潤狀態(tài)。冬天氣溫低于5c時，也不能進行水穩(wěn)基層的施工。在有冰凍的地區(qū)，應(yīng)在第一次重冰凍（-3-5C）到來之前半個月到一個內(nèi)完成。采用切縫措施防止和減少溫縮性裂縫水穩(wěn)基層在夏季施工時，宜在基層設(shè)置縮縫，縫深不

12、小于層厚的1/4,并灌注瀝青膠填縫。水穩(wěn)基層在冬季施工時，水穩(wěn)基層宜設(shè)置脹縫，其間距可根據(jù)上述公式計算確定，深度為該水穩(wěn)層的厚度?？捎脼r青膠或瀝青填縫料或細粒式斷級配瀝青砂填筑并夯實，并在脹縫上鋪設(shè)一層自粘式玻璃纖維土工格柵，沿脹縫中心對稱布置，防止脹縫反射到瀝青碎路面上使瀝青砂路面產(chǎn)生裂縫。據(jù)有關(guān)資料，在基層設(shè)置伸縮縫已在江西昌泰高速公路、洛陽西出口城市一級干線等公路上進行試驗，反饋的情況良好。從理論和實踐上看，設(shè)置伸縮縫（縮縫和脹縫）確是解決基層裂縫的一個較為有效的途徑。基層出現(xiàn)了裂縫后的處理技術(shù)基層頂面出現(xiàn)裂縫后，首先應(yīng)將較大的裂縫切縫，填灌瀝青膠，對較小的裂紋，直接鋪上土工布。這種土工布多為深色或黑色，具有抗老化、耐高溫、強度高、單面燒毛等特點。施工時橫向搭接寬度為10cm,縱向搭接為5cni施工前應(yīng)在基層頂上先灑布粘層油，再鋪土工布，并進行碾壓，注意施工車輛不得在土工布表面轉(zhuǎn)彎。最后再灑布一次粘層油，爾后方可攤鋪瀝青碎面層。用這種方法處理基層反射