水稳碎石基层裂缝成因及防治措施分析

2020-03-08 02:25
工程技术研究 2020年21期
关键词:摊铺碾压碎石

郭 川

(福建科远建筑工程有限公司,福建 福州 350000)

随着我国社会经济水平的全面提升,基础设施建设实现了飞速的发展,助推了国家富强和经济繁荣。在此背景下,我国的道路路面开始面临前所未有的压力,路面损坏情况更是频频出现。为了有效解决这一问题,刚性大、稳定性高的基层材料成为路面施工过程中首要考虑的因素,而水稳碎石因其特有的优势成为当前工程建设的最好选择。但是,在实际施工中,水稳碎石经常会出现不同程度的裂缝情况,严重影响路面的稳定性,极大降低了其质量,缩短了使用寿命。

1 工程概况

某市政工程项目,道路全长3.163km,属于一条南北走向的城市主干道。道路设计的行车速度为50km/h,分为双向六车道和人非混行道,路幅总宽为40m。路面结构主要由SBS改性沥青两层(5cm+8cm)、36cm水泥稳定碎石基层以及20cm低剂量水稳碎石底基层等组成。经过一个阶段的观察发现,水稳基层在开展摊铺、碾压、养护后出现了不同程度的裂缝情况。因此,项目部对其成因进行了深入分析,并提出了一些防治措施。

2 水稳碎石基层裂缝的成因

2.1 干缩裂缝

处于干燥空气下的水稳碎石在自然硬化的过程中会出现水分逐渐减少的情况,此时水稳碎石基层的体积就会出现不同程度的收缩,每间隔一段出现相对均匀的干缩裂缝。

2.2 温缩裂缝

通常情况下,实际施工中都会在水稳碎石混合料中加入5%左右的水泥,在混合料硬化的初期阶段,水泥和水发生水化反应,导致水稳碎石基层中温度不断升高,从而使得内部体积膨胀。如果外部气温突然降低,基层外部温度就会快速降低,冷却收缩,此时,内胀外缩,就会产生较大的应力。在此过程中,一旦应力超出抗弯拉的极限,就会出现温缩裂缝。

2.3 网状裂缝

网状裂缝也叫“龟裂”,它主要是因为基层局部弯沉过大,在外力作用下就会产生结构性破坏形成裂缝。网状裂缝的破坏性极强,一旦遇到下雨、渗水的情况,由于外力的作用,还会出现翻浆,基层甚至还会出现塌陷。

2.4 纵缝

纵缝主要是指纵向缝隙,如果在施工的最初阶段就出现了纵向裂缝,多是施工控制不到位造成的。在实际施工中,由于土基以及底基层的压实度达不到相关的技术标准,就会出现不同程度的纵向裂缝。此外,由于基层具有一定的厚度,施工人员都会采用分层碾压的方法开展施工工作。在此过程中,首层摊铺碾压后的基层厚度较薄,通常在15cm左右,虽然其满足相关技术标准的要求,但承载力仍远远不够,纵向裂缝出现的可能将大大增加。

3 水稳碎石基层裂缝的防治措施

3.1 全面把控原材料

在水稳碎石基层施工中,水泥的选择在控制水稳碎石裂缝方面发挥着重要的作用。一般情况下,实际施工中都会将水泥的终凝时间控制在8h左右,这样就为后续的运输、摊铺和压实工作提供了足够的时间支持。同时,还要对水泥剂量进行严格的把控,以5%为标准。水泥剂量低,会出现强度难以满足实际施工要求的情况;剂量高,又会增加混合料的收缩系数,加大裂缝产生的概率。因此,在确定水泥剂量时必须做好试配工作,结合实际施工情况进行调试,所有调试工作合格后方能确定水泥的剂量。

不仅如此,水稳碎石中石料的选择也在很大程度上影响着裂缝的产生。虽然粒径越粗的碎石,其强度也越大,但粒径过粗就会使得粒料间不具备足够的黏结力。在此种情况下,只要路面投入使用,受到车辆的压力,基层表面就会出现松散的情况,路面的平整度不能满足道路的基本需求。如果碎石的粒径过细,路面基层的强度就得不到保证,并且此时的水稳碎石收缩性较强,裂缝也会有明显增多。

3.2 控制混合料的拌和工序

混合料的拌和工作在路面基层施工中发挥着至关重要的作用,在很大程度上决定着路面基层的质量,因此相关工作人员需要重视该环节的工作。首先,在进行混合料的拌和工作前,必须明确混合料的配合比,确保混合料符合具体施工需求;其次,严格把控混合料的搅拌时间;最后,重视混合料的装料环节,尽可能避免出现集料离析的情况。为了保证混合料在拌和时有准确的配合比,相关施工人员在开展正式的拌和工作前,应调试所使用的设备,并严格控制各种原材料仓输料机的转速,仓门必须保证处于全开状态,以确保能够按照配合比均衡开展配合料的拌和工作。除此之外,搅拌时间的长短在很大程度上影响着混合料的离析情况,搅拌时间短,不能保证混合料的充分拌和,时间长又会使原材料的水分流失,一些情况下还会出现粗集料下沉的情况。基于此,在开展混合料的拌和工作时,相关负责人员应牢牢把控混合料的搅拌时间,以确保其满足具体施工需求。

3.3 控制混合料的摊铺工序

在开展摊铺工作前,必须对路面基层的下承层进行清理,适当喷洒水分,使其保持湿润状态。在开展摊铺工作时,应使用机械摊铺的方式进行,并保证施工的规范性,以确保混合料摊铺效果。在此过程中,还要实时测量松铺层的高程以及路面基层压实后的高程,一旦发现存在厚度不足或厚度过高的情况要及时处理,从而保证基层的高程、厚度等指标均与预先的设计要求相符。在开展此环节的工作时,必须保证基层的平整度。完成摊铺工作后需要进行静压操作,对路面基层中不平整的地方及时补料,补料过程中做好压实工作,在保证基层摊铺厚度的同时,提升其平整度。

3.4 切实做好碾压环节的控制工作

混合料的碾压在保证水稳碎石基层密度和强度上发挥着非常重要的作用,因此在开展基层碾压工作时必须重视水稳碎石基层的压实效果。在实际施工过程中,必须牢牢把控混合料的含水量,并且要结合工程的实际情况合理选择压实机械和工艺,确保碾压工作的有效进行。

3.5 加强路面基层的养护控制

当完成水稳碎石基层的压实操作后,路面基层养护工作非常重要。在日常完工后,由于水分与水泥发生水化反应,水分的散失就会对其正常反应产生影响,最终导致路面基层凝结硬化后的强度降低。尤其是在夏季开展施工,由于外界温度过高,基层表面的水分蒸发过快,很容易出现裂痕。对于该种情况,在路面基层的养护阶段,施工人员可以利用草袋、麻袋或者塑料薄膜湿润覆盖在基层表面,以避免基层受到直接暴晒,减少水分流失,缓解基层裂缝情况。在冬季开展施工时,由于温度较低,强度不够的混合料在0℃以下时就会结冰,基层体积膨胀,从而使结构松散,不能满足实际的施工需求,质量得不到保证。在该种情况下,冬季必须采取有效的防冻措施,以确保基层施工的质量。

3.6 切实做好管理维护和施工协调控制

在水稳碎石基层施工中,必须切实做好从路面基层摊铺碾压到完成施工这一阶段的管理维护工作,以确保最终施工质量。由于各种工程管线需要进场施工,道路施工作业面就会被占用,尤其是第一层施工完成后,一旦现场管理和维护不到位,工程管线和构件依然堆放在基层表面,那么基层就很有可能出现损坏。因此,工程管理人员应切实做好路面基层的管理维护工作,完成施工后,7d之内不能在基层上堆放重物,并且严禁车辆通过,直到基层第二层的7d养护工作完成后才能允许车辆通行,而且只允许部分施工车辆进行施工设备的运输工作。此外,在开展工程管线施工时,必须确保管线施工与道路施工协调,并且在实际施工过程中还要坚决避免出现掏空水稳碎石基层下部的情况,以确保水稳碎石基层施工的高质量进行。当基层施工完成后,要想避免水稳碎石基层出现水分流失的情况,还要在施工后的一段时间内喷洒透油层,或对水稳碎石基层开展封层施工操作,结合基层实际情况,尽快铺设沥青面层,以有效避免基层裂缝的发生。

4 结束语

总之,在当前的路面基层施工中,水稳碎石基层施工裂缝问题依然普遍存在,这会对道路路面的质量产生较大的影响。因此,在实际施工中必须重视这一问题,对水稳碎石基层施工的全过程进行有效控制,严格把控各种材料的配合比,选择合理的施工方法。只有这样,才能有效改善水稳碎石基层的裂缝情况,提高施工质量,确保工程的整体效益。

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