水泥穩(wěn)定級配碎石病害分析及防治

王善亮?。ǔ菔泄饭芾砭著P陽分局，安徽　滁州　239000）

水泥穩(wěn)定級配碎石病害分析及防治

王善亮（滁州市公路管理局鳳陽分局，安徽滁州239000）

從公路工程施工角度出發(fā)，分析了水泥穩(wěn)定級配碎石基層經(jīng)常出現(xiàn)的幾種病害，并對其損壞機理進(jìn)行分析和闡述，提出了應(yīng)對策略和在配合比設(shè)計，施工操作環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項。

水泥穩(wěn)定級配碎石基層；骨架密實性結(jié)構(gòu)；水泥含量；配合比設(shè)計

1　概述

水泥穩(wěn)定級配碎石是指以水泥為結(jié)合料通過加水與被穩(wěn)定級配材料共同拌和形成混合料，經(jīng)過碾壓成型的一種半剛性基層結(jié)構(gòu)，因其有較高的強度和穩(wěn)定性、施工方便、易于工廠化生產(chǎn)、取材方便等特點，廣泛用于各級公路基層及底基層。近十多年的實踐證明，此結(jié)構(gòu)類型較其他類型，如級配礫石、石灰土、二灰礫石、水泥土等適應(yīng)性更廣，使用效果更好。但這種結(jié)構(gòu)在施工和養(yǎng)護(hù)過程中缺點和病害也逐漸暴露。筆者通過親歷工程的施工實踐，總結(jié)出水泥穩(wěn)定級配碎石基層常見的幾種病害類型與大家共同探討，以期克服缺陷，延長公路使用壽命。

2　面層反射裂縫

2.1成因分析

因抗裂性不足導(dǎo)致面層反射裂縫。水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫的原因是收縮變形超過其強度產(chǎn)生，某種意義上說其結(jié)構(gòu)特性決定了裂縫的產(chǎn)生不可避免，但我們可以通過改進(jìn)減少或使產(chǎn)生的微量裂縫不形成工程危害。水穩(wěn)基層收縮變形主要有溫度收縮和干縮組成，其產(chǎn)生的多少與水穩(wěn)基層以下因素有關(guān)：①水泥含量；②粗細(xì)集料比例；③壓實度；④養(yǎng)生環(huán)境：濕度、溫度等；⑤含水量。

2.2控制措施

這種病害在我省二級及以下公路面層設(shè)計較薄時存在較為廣泛，雖經(jīng)過灌縫等方式處理后路面繼續(xù)使用，但已嚴(yán)重降低路面使用舒適性和外表美觀。為減小其塑性變形量，克服裂縫的產(chǎn)生，針對以上因素，要求在水穩(wěn)施工中注意控制以下環(huán)節(jié)。

2.2.1嚴(yán)格控制水泥含量

過多的水泥對強度有利，但同時將產(chǎn)生更多干縮裂縫，一般水穩(wěn)施工中水泥劑量以5%～6%為宜。

2.2.2控制混合料中粗集料的比例

溫度收縮主要決定于材料的溫度收縮系數(shù)，水泥石（主要為細(xì)集料及水泥）為10～20，粗集料中花崗巖為7～9，玄武巖為6～8，石灰石為6。盡可能的減少細(xì)集料的含量，才能有效減少水穩(wěn)結(jié)構(gòu)的溫度收縮量。

2.2.3控制壓實度

較高的壓實度能有效加強粗集料中石子的嵌擠作用，較大地提高強度，有效防止干縮裂縫的產(chǎn)生。實踐和理論都證明，壓實度是有效控制水穩(wěn)基層收縮裂縫產(chǎn)生的一種最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/F20-2015）也特別強調(diào)了水穩(wěn)基層壓實度的控制。

2.2.4含水率的控制

為增加施工和易性，水穩(wěn)基層配合比設(shè)計的含水率一般在5%～7%。水穩(wěn)基層水化反應(yīng)所需水量極小，水份在水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)成型過程中逐步散發(fā)，如含水率過大或降低過快易產(chǎn)生干縮裂縫。要求在施工中控制混合料的含水率不宜過大，防止養(yǎng)護(hù)過程中暴曬、風(fēng)干較快等。

2.2.5養(yǎng)生環(huán)境的控制

水穩(wěn)養(yǎng)生方法一般有灑水、覆蓋薄膜或土工布、鋪設(shè)濕砂、草簾覆蓋等。灑水養(yǎng)生耗水量大，易對未成型水穩(wěn)表面產(chǎn)生沖刷破壞；鋪設(shè)濕砂、草簾覆蓋等限制條件較多；一般采用覆蓋土工布灑水養(yǎng)生較為方便合理，灑水次數(shù)視氣候而定，保持土工布濕潤即可。

3　面層唧漿、松散

因抗沖刷能力不足導(dǎo)致面層唧漿，松散病害。基層發(fā)生沖刷的主要原因是：①雨水進(jìn)入路面內(nèi)部；②車輪荷載的反復(fù)作用；③基層材料粉狀料含量過多。水穩(wěn)基層抗沖刷能力隨著水泥用量的提高而增強，隨著細(xì)集料含量的增加而減少?！豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g(shù)細(xì)則》增加了軟石含量、針片狀顆粒含量、0.075mm以下粉塵含量的要求，對粗集料含泥量也作了嚴(yán)格界定，要求我們在實踐中嚴(yán)格控制，提高水穩(wěn)基層的抗沖刷能力。

4　路面疲勞破壞

因強度不足導(dǎo)致路面疲勞破壞。水穩(wěn)強度隨著水泥含量的增加、壓實度的加強、集料級配的合理而提高。通過前面的分析，水泥含量提高雖能增加水穩(wěn)強度，但會產(chǎn)生較大收縮變形。強度的提高更應(yīng)依靠良好的集料級配，在一定的條件下良好的級配可以做到既提高強度又不開裂。選擇合理級配是保證水穩(wěn)基層的關(guān)鍵手段。實踐和理論都證明骨架密實性級配能有效提高水穩(wěn)強度和有效降低塑性變形?！豆仿访婊鶎邮┕ぜ夹g(shù)細(xì)則》推薦的C-B-3級配將4.75mm粒徑通過率控制在22%～32%即是一種骨架密實性級配范圍。

這種配比因石子含量較多，為防止碾壓過程中過多骨料被碾碎，在壓路機組合時采用重型膠輪壓路機組合較為理想。只要控制好壓實度、適當(dāng)?shù)乃鄤┝亢筒捎霉羌苊軐嵭图壟鋵⒛艽_保水穩(wěn)基層的強度適當(dāng)，又能有效減少塑性變形的產(chǎn)生。

5　結(jié)語

通過以上分析，我們只要根據(jù)水穩(wěn)基層強度形成機理和材料特性，在配合比設(shè)計中做到“一多二少”，即：粗集料含量要多，粉粒、粘粒要少，控制水泥用量；在施工中控制壓實度及養(yǎng)護(hù)，就能保證這種基層結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。做好水穩(wěn)基層的施工在今后很長時間內(nèi)對公路、市政道路的施工都有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。

［1］JTG/F20-2015，公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則［S］.

［2］JTGE60-2008，公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程［S］.

U416.214

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1007-7359（2016）04-0192-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.076

王善亮（1981-），男，安徽鳳陽人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，工程師，國家注冊一級建造師，國家注冊監(jiān)理工程師。