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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-25 07:19:34
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

市政道路水泥稳定碎石基层裂缝防治研究

2019/8/9 15:17:00 市政工程 王荣国
资料简介

摘要:随着科学技术的发展,越来越多先进的技术应用到了市政道路建设中,水泥稳定碎石基层就是其中的一种,但是在应用过程中还是存在着一些问题需要解决。如何减少和防治基层裂缝已成为道路建设工程亟待解决的问题。论文针对水泥稳定碎石基层的裂缝成因进行研究,分析其成因及影响因素,并对其防治对策进行研究。

市政道路水泥稳定碎石基层裂缝防治研究

王荣国

陕西建工第八建设集团有限公司 陕西 西安 710000

摘要:随着科学技术的发展,越来越多先进的技术应用到了市政道路建设中,水泥稳定碎石基层就是其中的一种,但是在应用过程中还是存在着一些问题需要解决。如何减少和防治基层裂缝已成为道路建设工程亟待解决的问题。论文针对水泥稳定碎石基层的裂缝成因进行研究,分析其成因及影响因素,并对其防治对策进行研究。

关键词:市政道路;水泥稳定;碎石基层;裂缝防治

引言

水泥稳定碎石基层由于其一系列优秀的特性,如强度大、承载力高、水稳定性好、抗冻性好等,在道路施工中得到了非常广泛的应用。但是,作为一种半刚性结构,水泥稳定碎石基层在使用中因为各种因素的影响容易导致其产生裂缝,使整体性、强度、刚度、水稳定性等均受到影响[1],甚至导致沥青路面产生裂缝,出现严重的路面病害,影响道路的使用寿命。

1.产生裂缝的原因分析

某道路类型为城市次干路,当4%和5%水稳基层铺筑完成78d后,其水稳基层表面不同程度地出现了横向裂缝病害,引起施工技术人员的高度重视。经施工技术人员根据水泥稳定碎石基层的配合比、摊铺碾压工艺、养护管理、外界环境因素、管理维护、施工控制以及裂缝的形状、大小、位置等方面对其进行了分析,总结出水泥稳定碎石基层产生横向裂缝的原因主要有以下几方面。

1.1干缩裂缝

水泥稳定碎石摊铺碾压完成后,养生期间水泥与水发生水化反应产生水化热,水分蒸发造成水泥稳定碎石中的水分快速流失,体积收缩,导致道路基层每隔一段距离会产生宽度比较均匀的干缩裂缝。总之,基层施工中,水泥稳定碎石中含水量越大,养生期间水化热反应蒸发的水分越多,越容易产生干缩裂缝。

1.2温缩裂缝

水泥稳定碎石上基层混合料中水泥含量为5% ,而水泥具有膨胀性,养生初期,水泥发生水化热反应,释放出较多热量,体积膨胀。随着时间的推移,其内部温度降低,水泥稳定碎石混合料体积收缩,一旦收缩应力超过水泥的抗弯拉强度就会出现温缩裂缝[1]

1.3路基不均匀沉降产生裂缝

为完善市政道路周围的市政管网体系,路基中有很多条横穿的过街管道,过街管道大多数采用混凝土满包处理,因水泥稳定碎石混合料基础为土路基,过街管道为刚性基础,随着时间的推移,两种不同属性的基础之间会产生不均匀沉降,进而形成横向裂缝。根据公路裂缝产生的时间、位置及外界因素影响并结合以上裂缝产生的主要原因进行分析后得知:公路水泥稳定碎石基层裂缝主要属于温缩裂缝。

1.4网状裂缝

当道路局部弯沉值过大时,会导致道路局部应力过于集中,超过了水泥稳定碎石基层的抗压强度极限值,导致它发生结构破坏,产生网状裂缝,这种裂缝对路面结构的破坏作用特别大,对其使用带来一系列的隐患。当遇到降雨时,雨水自这些裂缝中渗入路基中,导致路基的承载力下降,当受到上部车辆荷载时,会进一步加剧网状裂缝的发育。

2.水泥稳定碎石基层裂缝防治对策

水泥稳定碎石基层产生裂缝与材料自身的性质有关,同时也受到施工的影响,因此,要从水泥稳定碎石基层裂缝的防治对策入手。

2.1做好原材料控制

2.1.1水泥

拌和料中掺加的水泥必须要确保混合料有足够的时间从拌和场出料、运输到现场直至摊铺碾压,这对水泥的初凝时间及终凝时间均有严格的要求,必须要满足规范与设计的要求。正常情况下,水泥的初凝时间不小于 4h,终凝时间不小于 6h,在高温天气施工时由于混合料中水分蒸发速度很快,为防止在碾压完成之前混合料就硬化,夏季施工时混合料中水泥的终凝时间要延缓,尽可能大于 10h。混合料中水泥的用量及标号要经过配合比试验确定,同时,在正式摊铺之前要修筑试验段,以确定最优的水泥掺加量。

2.1.2集料

水泥稳定碎石所采用的集料根据粒径的不同可分为粗集料与细集料,其中粗集料采用石子,细集料采用石屑或者砂。粗集料控制着水泥稳定碎石基层的强度及平整度,集料粒径越大,基层的强度越高、稳定性越好,抵抗产生裂缝的能力就越强。但是,粗集料之间的黏结力不足,会导致基层顶面容易受到外界荷载的影响而变得松散。如果细集料含量过高,基层的承载力又会受到影响,也会导致基层的收缩性增大,加大产生裂缝的概率。在施工中要严格控制集料的级配,尤其是控制好粒径小于 0.075mm 粒料的含量[2]

2.1.3配合比设计

在进行配合比设计时应优先选用骨架密实型级配。骨架密实型集料中粗集料的含量大,大量的实践证明,骨架密实型集料的强度高、稳定性好、水泥水化充分,摊铺后出现收缩裂缝及非结构裂缝的概率明显小于悬浮密实型级配混合料。

2.2合理选择施工工艺

2.2.1控制含水量

水泥稳定碎石基层的工作原理就是由水泥与集料经过水化凝结之后形成具有高强度与承载力的硬化结构。含水量对其压实度具有重要的控制作用,对裂缝的产生也有很重要的影响。由于在水泥稳定碎石的运输、摊铺以及碾压的过程中,混合料中的水分会不断地流失,因此,在出料的时候含水量都要比最佳含水量高一些,以确保可以达到最佳压实效果,尤其是在高温季节施工时,出场含水量要更高一些。

2.2.2分层摊铺、一次成型

由于水泥稳定碎石基层的厚度一般比较厚,因此,在摊铺时常采用的工艺是分为 2 层进行施工,第一层施工完成之后养护 7d 时间,再进行第二层的施工。这种工艺施工周期长,而且 2 层之间的结合不是很紧密,整体性比较差,易产生裂缝。针对这种问题,目前已经开始使用一种新型的工艺,即分层摊铺、一次成型。在摊铺过程中第一层碾压成型后立即开始摊铺第二层,第二层的碾压在第一层初凝之后进行,在其终凝之前完成[3]

2.2.3碾压成型

压实度是基层施工质量的主控项目,是基层的强度、承载力与水稳定性的前提,较高的压实度能有效避免基层产生裂缝。摊铺之后要进行初压、复压及终压 3 道工序,在碾压过程中要严格遵守经试验确定的施工参数,控制碾压质量。对于边角以及各种管线检查井周边等大型机械碾压不到的地方要采用小型机械碾压或者人工夯实,确保压实度。

2.2.4养护到位

碾压成型之后要及时进行覆盖洒水养护。基层中水泥的水化反应要有水的参与,如果基层中的水分蒸发过快,水化反应就会受到影响,进而对基层的凝结硬化产生影响,从而产生裂缝导致基层的强度不足。尤其是在高温天气,这种现象更加明显。常用的养护方法就是利用土工布覆盖碾压好的基层并洒水养护,在冬季施工时还要注意采取防冻措施,防止基层中的水分结冰,导致基层内部产生空洞,强度达不到设计要求。

2.2.5维护管理与协调施工

在养护完成之前不能开放交通,达到养护期限之后可允许施工车辆通行,但重载车辆严禁通行。在进行管线施工的时候,应与道路施工相互协调配合,开挖管线沟槽时,不得将基层底部的路基掏空。基层养护完成之后应尽快进行面层的施工,防止基层长期暴露。

3.结束语

随着科学技术的进步、市政基础设施工程施工各方主体施工、管理手段的不断完善健全,基础设施的使用功能将越来越完善,城市建设和管理将更加规范、秩序、和谐、文明、可持续发展,市民生活的幸福指数将越来越得到提高。

参考文献:

[1]沈凌翔. 水泥稳定碎石基层常见质量问题的原因及防治[J]. 质量与安全,2008(11):44-45.

[2]袁嗣华. 水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因及防治[J]. 黑龙江交通科技,2017(5):73-74.

[3]朱汝峰,苏国忠. 水泥稳定碎石基层裂缝的成因分析及其防治措施[J]. 科技资讯,2007(15):62-63.