韓 國 良
(太原理工大成工程有限公司,山西 太原 030024)
水泥在水泥穩定碎石基層使用的混合料中,起到粘結凝聚的作用,作為一種膠凝材料將其中的粗細集料有效的混合并予以粘結,混合料經過攤鋪以及壓實,待養護完成后成為半剛性性質的道路基層,具備相應的承載性能。然而,水泥穩定碎石基層瀝青路面在實際使用中,難免會由于混合料的相關特征導致產生裂縫,引發道路頻繁的返工返修。經研究,本文將產生裂縫的原因歸納如下。
在水泥穩定碎石基層混合料中水泥所占比重很高,達到了4%~5%,導致了基層在凝結硬化中不可避免的過量放熱,此時,基層內部聚集了過多熱量,無法快速釋放,導致內部溫度與表面溫度差值過大,在熱脹冷縮的原理下,基層內部開始膨脹,表面開始收縮,當內部膨脹應力過大時,就導致了基層表面脹開裂縫。
在水泥穩定碎石基層混合料中,水的作用也尤其重要,但是在實際的攤鋪過程中,往往由于日曬導致不可避免的水分蒸發,水分的蒸發導致混合料中水泥所占比重比原來更高,更容易發生凝結硬化,導致更多的放熱,進而引發裂縫。因而,對于基層混合料,其含水量一定要控制在相應范圍內,避免基層養護過程中發生龜裂。
當基層混合料在拌合站拌合均勻后,即要運送到施工現場,然而過長的運送距離則容易導致混合料中水分的蒸發,尤其是在沒有遮蓋、密閉的運送條件下,甚至會引發混合料在運送途中發生凝結硬化;與此同時,混合料在運送途中還可能因為路況太過崎嶇不平引發混合料中粗集料的離析現象,引發了混合料拌合不均勻。
在基層混合料攤鋪過程中,當一次攤鋪路段太長時則會導致過量的水分蒸發,進而導致基層混合料的干燥與開裂,引發裂縫,因而要嚴格控制一次攤鋪路段的長度。與此同時,還要在攤鋪過程中,確保基層混合料處于拌合均勻的狀態,避免混合料中粗集料過于集中導致的基層表面裂縫。
壓實這個工藝步驟是基層施工中的關鍵步驟,在攤鋪之后進行,壓實工藝如果不符合要求則很容易導致裂縫的產生,具體來說,在壓實操作中,混合料含水量、壓實機具、壓實速度、壓實遍數等因素的不當均可能導致裂縫的產生。因而,要避免壓實機具重量過大、壓實速度過快導致的基層裂縫,還要避免過振壓實引發基層產生過大的外部收縮應力。
水泥穩定碎石基層混合料經養護成型后才會具備一定的承載性能,在養護過程中,如果沒有進行保濕覆蓋處理,很容易導致混合料中水分的蒸發,進而引發基層干燥開裂,同時,水分的蒸發還會干擾基層混合料中水泥的水化過程,加劇基層的干燥開裂。
原材料的選擇緊密關系著路面的施工質量,影響著道路建成后的路用性能。然而現階段部分施工單位為了降低工程造價,選用質量不達標的原材料導致道路質量差強人意,甚至部分道路多見裂縫。因此,在水泥穩定碎石基層瀝青路面施工中,要嚴把質量關,具體來說,應該選擇終凝時間較長的水泥品種,保證水泥不會在拌合過程中過快凝結,進而保證基層混合料拌合均勻性,也為施工提供了更多的操作實踐;同時,應該控制混合料中的水泥比重,避免過多的水泥導致過于猛烈的水化反應,進而導致基層內部聚熱過多引發表面脹裂;此外,還要控制粗細骨料的質量,盡量選用穩定性佳的粗細骨料,利用骨料抵御基層裂縫,為混合料強度的形成搭建有力的支架。
基層混合料的含水率緊密關系著道路是否能夠充分壓實、是否會產生裂縫。基層混合料在攤鋪之前需要將水泥、粗細骨料、水進行充分拌合,在拌合以及攤鋪過程中由于氣溫、日照等客觀因素,往往會發生不可避免的水分蒸發,因而,在實際的施工中,應該結合現場條件和氣溫狀況,將含水率合理的增加1%~2%,避免由于施工過程中的水分蒸發導致裂縫,與此同時,在碾壓過程中,基層混合料的含水率控制也很重要,要避免含水率的不足引發壓實困難,導致道路質量成問題,甚至出現裂縫。
在水泥穩定碎石基層瀝青路面攤鋪過程中,通常采用分層攤鋪、分層養護、分層壓實的工序,這種工序很容易導致分層的路面結構之間連接不到位,進而引發不同分層的路面結構承受的荷載不均衡,這些不均衡甚至會進一步引發水泥穩定碎石基層產生開裂,所以,可以在施工中不斷優化鋪攤工藝,舉例來說,一次性攤鋪作為一種新型工藝正在被廣泛推廣,這種工藝可以有效的改善分層的路面結構之間連接不到位的施工弊端,避免分層施工造成的脫節,進一步有效的提升基層的穩定性和承載性能,避免引發開裂。
在實際施工中,一些施工企業為了縮短工期,盡早完成施工,對于瀝青面層的養護極其不到位,致使道路在實際路用中存在諸多問題,比如產生了過多的裂縫以及路面沉陷,造成了更多的道路返工返修,耗費了大量的人員和物資。因此,嚴格把控養護工藝至關重要。結合上述分析,水泥穩定碎石基層瀝青路面中的基層和面層完工后都應該及時養護,養護過程中要做好覆蓋保濕,避免含水率因為水分蒸發而過量下降,與此同時,嚴格把控的養護工藝還能對相關施工工藝予以復核檢查,核實基層的承載能力以及抵御開裂的性能,尤其要注意的是,如果養護工作在高溫季節進行,要隨時檢查路面材料的含水率,及時予以補充,并做好灑水工作,保證養護工作符合要求。
由于基層的一次攤鋪路段長度有限,導致不同的攤鋪路段不可避免的出現接縫,接縫容易導致路面結構的荷載集中,更容易因兩側材料不一致引發基層材料之間連接不緊密。因而,在實際施工中,要合理的控制一次攤鋪路段長度,避免產生過多的接縫,因為過多的接縫更容易引發通行之后由于形成壓力而導致的基層裂縫,更重要的是,在處置接縫過程中務必要鑿除接縫的松散部位,確保基層的強度進而減少引發裂縫的可能。
為有效防治裂縫,在實際施工過程中,還要注重控制合理采取措施抵御外界影響,舉例來說,在水泥穩定碎石基層施工中,為了避免水泥材料快速凝結,可以對水泥采取遮蓋的舉措,或者將水泥放置在陰涼處,也可以采取夜間施工的舉措,避免水泥過快發生初凝,減少氣溫對于該材料的影響;又比如,為了有效的減少混合料由于氣溫和環境導致的水分揮發,應采取遮蓋的舉措,保證混合料的含水率在一定范圍內;再比如,考慮到瀝青混合料具備的保溫性能,為了避免基層水化散熱過多導致表面脹裂,可以在基層的表面涂上一層瀝青,減緩表面溫度下降的速率,進一步避免基層開裂。
在瀝青路面中引發開裂的最關鍵因素即為水泥穩定碎石基層產生了開裂,水泥穩定碎石基層作為整個道路結構的承重層,其質量控制尤其重要,故而在實際施工進程中,除了要制定合理的、行之有效的施工方案,還要加強對施工的關鍵工藝以及施工重點、難點加強監控與復核,通過上述措施從整體上控制瀝青路面的施工質量,保證道路具備更好的路用性能,減少通行后的返修返工工作,極大的減少產生開裂的可能性。