余志刚 (安徽建工集团股份有限公司,安徽 合肥 230000)

1 概述

近年来,随着我国交通基础建设不断增强,对道路的质量要求越来越高,水泥稳碎石作为一种半刚性材料,取材方便,易于机械化施工,已广泛应用于道路路面基层。经长期探索与实践,水泥稳定碎石基层具有较好的稳定性、强度和刚度,同时自身具有良好的板体性、抗冻性及抗冲刷性,干缩变形小等,能有效减缓路面出现反射裂缝,延长路面的使用寿命。

路面基层作为道路主要承重层,质量的把控至关重要。水泥稳定碎石基层均采用厂拌法施工,机械因素、人员操作等都会影响现场质量,目前主要通过加强原材料、配合比、混合料、施工工艺等质量控制,确保混合料各项性能满足设计及规范要求,提高城镇道路施工质量。

2 基层施工工序及控制要点

2.1 主要施工工艺

测量放样→支设模板→下承层清扫→厂拌混合料→混合料运输→喷洒水泥净浆→混合料摊铺→混合料碾压→施工缝处理→检测→交通管制养生→质量验收

2.2 施工工艺控制要点

①下承层应清扫干净,确保平整,清扫后用碾压3-4遍;

②混合料运输应采用毡布进行覆盖,合理规划运输距离及车辆数量,确保混合料摊铺连续进行;

③喷洒水泥净浆应按照设计要求拌和,喷洒均匀;

④摊铺过程严格控制松铺厚度,专人清除“粗集料窝”,确保摊铺均匀,采用两台摊铺机应阶梯式进行,摊铺机型号、性能应一致;

⑤摊铺后及时进行混合料碾压,尽可能在最佳含水率附近,避免干缩开裂,碾压过程应严禁车辆急刹车、掉头等不当措施;

⑥摊铺过程尽可能减少横向施工缝,纵向接缝设置在道路中线位置,接缝设置成阶梯式,宽度满足要求;

⑦施工完工后,及时进行覆盖养护,根据天气进行适当洒水,养护期间避免非施工车辆通行,施工车辆通过严格控制车速低于30km/h。

3 基层裂缝的类型及成因

3.1 干缩裂缝

干缩裂缝主要是由于结构层内外温度变化导致水分蒸发不均匀产生。水泥稳定碎石基层干缩过程主要分为两个阶段:

第一阶段是从摊铺压实成型后至养生时期。该阶段主要是由于材料间自由水、材料本身水分减少而发生收缩,使材料本身产生拉力现象,即宏观体积发生轻微变化,导致表面出现规律性的横向裂缝。该裂缝在一定时期内较为稳定,裂缝宽度及深度有限,称之为“一次性干缩”。

第二阶段是养护期结束至摊铺沥青粘层、沥青混凝土。该阶段由于基层暴露在空气中,受天气变化影响较大,若基层不断受雨水浸泡、风干等不同环境交替影响,使其内部产生严重拉裂现场,导致基层出现开裂。

3.2 温缩裂缝

温缩裂缝主要是由于结构层在不同位置温度不一致,导致材料收缩程度不同,热胀冷缩现象如此反复,产生较大的拉应力,导致水泥稳定碎石表层出现开裂。

如水泥在水化过程中,产生较大热量,使水泥稳定碎石材料内部温度较大,从而产生膨胀现象;若外部温度较低,则产生冷缩现象。影响温缩裂缝的因素主要包括含水量、水泥剂量、细集料含量及施工环境温度等。

3.3 荷载性裂缝

荷载性裂缝主要是由于长期在车辆行驶过程中,使基层底面出现拉应力,若超出材料极限状态,裂缝会逐渐扩大,并反射至沥青路面,使整个路面出现各种不规则病害,影响道路行驶的舒适性,减少道路使用寿命。

综上所述,基层裂缝的形成受多方面因素的影响,施工过程中要及时进行取样检测,数据若出现较大偏差,应及时停止施工,分析原因。如何更好地把控施工前与施工后的质量,最大程度减缓基层出现干缩及温缩等裂缝,需要加强不同环节的质量控制,如优化工程级配,确保关键筛孔的通过率,选择适宜的天气施工等措施。同时可以采取其他措施改善基层与面层的层间状态,如在基层表面满铺聚酯玻纤布、增设橡胶沥青应力吸收层等措施,提高回弹模量,改善层间应力状态,预防反射裂缝,减缓道路面层过早出现坑槽、松散等病害。

4 基层裂缝的预防措施

4.1 严格控制原材料质量

①确保料源稳定,石料规格及质量均匀,避免出现料源参差不齐;

②集料质量应符合要求,如粗集料强度,针片状含量等满足要求;细集料应严格控制小于0.075mm颗粒含量;

③选择合适的水泥,确保各项物理、化学指标符合设计及规范要求;

4.2 不断优化配合比,确定合理的施工参数

①结合当地材料、施工天气及设计图纸等情况,通过配合比设计选择合理的工程级配,对特重、极重交通,基层4.75mm以上粗集料应采用单一粒径规格料;

②在确保无侧限抗压强度满足设计要求的前提下,确定合理的结合料剂量及水泥稳碎石的容许延迟时间;

③根据料仓进料比例确定混合料最大干密度及最佳含水率,结合施工现场取样进行数据对比,确保各项数据的合理性,并制定严格的标定曲线,控制现场结合料剂量。

4.3 严格控制施工过程

①加强混合料的拌和,防止产生离析现象。

②加强层间处理,如摊铺上层时应将下层覆盖材料、表面松散颗粒等杂物清理干净,施工前1天应撒布水泥或水泥净浆等措施;

③对两层连铺施工工艺,应制定合理的施工组织设计,设备性能及数量等满足现场要求,同时确保水稳站生产能力满足要求;

④加强施工后养生,宜采取洒水或覆盖塑料薄膜等养生方式,合理规划施工进度,确保养生时间满足要求;养生期间应封闭交通,除洒水车外严禁其他车辆通行。

⑤加强季节性施工管理,如冬季施工后,对直接暴露过冬的水泥稳定材料,可在表面摊铺一层约15cm的砂土等措施;严禁温度低于-5℃下进行摊铺;高温天气施工由于水分蒸发较快,应尽量避开高温阶段,摊铺后及时洒水养生,避免水泥稳定碎石表面过早产生裂缝。

5 基层裂缝的处理措施

摊铺沥青混凝土前,水泥稳定基层若提前出现裂缝,应及时进行处理,首先将裂缝周围的松散颗粒等清理干净,采用热沥青进行灌缝,灌缝后待沥青冷却,在周边铺设纤维玻璃格栅,经固定后采用合适的压路机碾压1遍。

6 结语

水泥稳定碎石基层作为广泛应用的材料,存在很多优势,但是各地区材料性质存在差异,因此,在料源调查后,及时进行各项材料的质量抽检,严禁不合格材料进场,同时,要结合地区材料、工程特点及道路等级确定不同的配合比;施工过程中要根据施工天气、机械等情况,合理调整水泥剂量、含水量等,保证施工的均匀性。