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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2012-11-24 09:59 熱度:
摘要:厚層水泥穩定碎石基層裂縫病害是當前施工中不易克服的問題,也是造成路面損壞的一個重要因素。本文對厚層水泥穩定碎石基層病害成因進行分析,并提出相應的控制方法,以期能夠實現對厚層水泥穩定碎石基層的有效控制,確保工程質量。
關鍵詞:厚層水泥,穩定碎石基層,病害成因,控制措施
0.前言
當前,厚層水泥穩定碎石基層相對于其他基層而言具有著良好的整體強度、板體性能和耐久性能,被用于修建公路路面基層,是目前公路建設中被廣泛采用的一種基層結構形式,但是由于厚層水泥穩定碎石基層的抗拉強度較低,極易導致其病害問題的產生。
1、厚層水泥穩定碎石基層常見的裂縫問題
1.1濕度導致的厚層水泥穩定碎石基層干縮裂縫
通常情況下,厚層水泥穩定碎石基層的強度會隨著水泥劑量的增高而增強,據大量公路工程的實踐調查研究表明,在厚層水泥穩定碎石基層的施工過程中,如果還水泥劑量已經達到相關強度標準要求的情況下再自行增加,不但不會增高厚層水泥穩定碎石基層的強度,反而會導致厚層水泥穩定碎石基層出現干縮裂縫和溫度裂縫病害的出現,當產生的干縮裂縫和溫度開裂越來越多時,也就會導致厚層水泥穩定碎石基層的嚴重損壞,影響公路道路的正常使用年限。究其原因,主要是因為水泥材料在逐漸硬化的過程中,其干濕變形的主要表現為遇濕膨脹、逢干收縮。當水泥材料處于干燥空氣環境中時,會因為水分的日漸蒸發而導致水泥在其發生的毛細管張力、吸附水分子間力、礦物晶體層間水、凝膠體層間水以及炭化脫水等綜合作用下造成水泥材料體積的逐漸收縮,進而就會使得厚層水泥穩定碎石基層產生干裂現象的發生。而如果將水泥材料放置于潮濕環境或者直接處于水中的情況下進行管理和維護,雖然會減少其干縮現象的發生,但是也可能會產生膨脹現象,但是一般來說,遇濕膨脹對厚層水泥穩定碎石基層并無破壞作用。
1.2 溫度導致的厚層水泥穩定碎石基層裂縫
眾所周知,混凝土具有熱脹冷縮的特性,其受到溫度影響后的膨
脹系數可達10×10-6。由于厚層水泥穩定碎石基層具有與混凝土相似的熱脹冷縮特性,因此也會導致其因為受到溫度的影響而產生結構層裂縫現象的出現。
1.3 開裂導致的厚層水泥穩定碎石基層唧泥病害
由于以上兩個病害導致的厚層水泥穩定碎石基層中裂縫的出現,導致厚層水泥穩定碎石基層每逢雨雪天氣就會造成雨雪水會沿著產生的裂縫進入到內層,如果厚層水泥穩定碎石基層的底層材料為石灰土,則極易造成石灰土因浸泡而變軟現象的出現。另外,在道路車輛荷載與行車速度的作用下,石灰土會沿著厚層水泥穩定碎石基層已經產生的裂縫上升,進而會滲透到道路的面層,導致厚層水泥穩定碎石基層唧泥與冒白漿現象的出現。
1.4 厚層水泥穩定碎石基層的網裂、龜裂病害
如果任上述干縮裂縫、溫度開裂以及唧泥與冒白漿三種病害長期發展,就會導致厚層水泥穩定碎石基層底部的掏空,其在受到彎拉應力作用的情況下,就會導致支裂縫的加劇發展,導致網裂與龜裂病害的出現,最終導致公路路面的破壞,使其使用功能及行車速度、舒適度都會受到影響。
具體來說,厚層水泥穩定碎石基層中網裂與龜裂病害產生的具體原因可以分為以下四個方面:
首先,由于厚層水泥穩定碎石基層的底層強度不均勻,導致厚層水泥穩定碎石基層在日常使用過程中收到彎拉應力的作用而受損;
其次,在厚層水泥穩定碎石基層的施工過程中,由于攪拌的質量不到位,使得結構層的強度不均勻,無法達到規定的標準要求,導致厚層水泥穩定碎石基層網裂與龜裂病害的出現;
再次,因為厚層水泥穩定碎石基層的厚度不均勻,也沒有達到規范的要求標準,再加上其高程與路面平整度的控制把握不好,就會導致厚層水泥穩定碎石基層網裂與龜裂病害的產生。
最后,厚層水泥穩定碎石基層的配合比率不合規定。要么水泥劑量不合理,過多就會導致厚層水泥穩定碎石基層干縮裂縫和溫度開裂的加劇;要么在礦料級配設計的時候沒有合理控制石屑的含量,過高就會導致結構層強度的降低。通常情況下,石屑是由礦粉、軟石以及3mm~5mm 的米石等多種材料混合而成的,當混凝土所處環境中粉塵和軟石等物質含量過高時,就會使得水泥的膠凝性能受到影響,使得結構層的強度嚴重降低。而為了提高和滿足結構層的強度要求規范,施工單位就必須增加水泥的劑量,這勢必又會導致厚層水泥穩定碎石基層干縮開裂和溫度裂縫病害的加劇,最終導致厚層水泥穩定碎石基層網裂與龜裂病害的產生,造成公路道路的損害。
2、厚層水泥穩定碎石基層病害的控制措施
2.1控制厚層水泥穩定碎石基層的水泥劑量
經過上述病害原理分析我們可以知道水泥劑量的高低會直接影響厚層水泥穩定碎石基層的強度性能。但是如果隨意進行水泥劑量的添加致使其含量過高,則必然會加劇厚層水泥穩定碎石基層的干縮變化,導致厚層水泥穩定碎石基層的干縮裂縫病害出現,縮短公路道路的使用壽命。因此,我們可以再進行厚層水泥穩定碎石基層的配合比設計時,應該盡可能地根據相關規范和要求標準進行配比,在施工單位進行厚層水泥穩定碎石基層施工的過程中,控制水泥材料的劑量在規定的范圍之內,既要避免水泥劑量過低導致厚層水泥穩定碎石基層強度不達標,也要避免水泥劑量過高而導致的“過猶不及”。
2.2摻加厚層水泥穩定碎石基層中的粉煤灰含量
在厚層水泥穩定碎石基層的施工中摻加粉煤灰,能夠延緩水泥的凝結時間,并通過低鈣粉煤灰與水泥水化析出CaO3實現二次反應,使其產生較強的膠凝性能,在初期強度增長不大的情況下,保證后期強度增高的特點。
2.3預設厚層水泥穩定碎石基層的伸縮縫
這主要是為了應對厚層水泥穩定碎石基層的熱脹冷縮特性,因此,通過使用伸縮縫,在混凝土的實際施工過程當中,為了減少因外界環境溫度升降可能會產生的危害,施工過程中一般會對線性結構的混凝土采取每隔20m~40m 就會設置相應的溫度脹縮縫,可以有效減少因強度、壓實度和材料配比等作用所造成的熱脹冷縮病害。
2.4 控制好厚層水泥穩定碎石基層的礦料級配
厚層水泥穩定碎石都是用碎石與石屑相配制而成的,其品質好壞將直接影響結構層的抗壓強度和均勻性。因此,在礦料進場前必須把好質量關,可以通過采用振動篩進行篩選和分級堆放,堅決杜絕小料鋪地和大料蒙蓋混裝現象的發生。
2.5 選用適當的厚層水泥穩定碎石基層結構
基于石灰土底層會產生唧泥與冒白漿現象,因此,采用二灰穩定粒料可以有效避免上述病害的產生。另外,由于厚層水泥穩定碎石的強度較高,板體性能較好,其下墊層應該盡可能地采取強度標準與穩定結構。
3、結束語
綜上所述,要真正發揮厚層水泥穩定碎石基層的使用功能,延長公路道路的使用壽命,就必須明了厚層水泥穩定碎石基層的病害機理,并采取相應的處置對策及時進行解決。
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文章標題:厚層水泥穩定碎石基層病害成因分析及控制
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