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中級職稱論文范文水泥穩定碎石基層裂縫原因

時間:2014年11月11日 分類:推薦論文 次數:

文章分析了水泥穩定碎石基層產生裂縫的原因,提出了防治水泥穩定碎石基層裂縫的措施及裂縫的處理方法。

  摘要:文章分析了水泥穩定碎石基層產生裂縫的原因,提出了防治水泥穩定碎石基層裂縫的措施及裂縫的處理方法。

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  水泥穩定碎石是由粗、細級配集配與一定水泥和水拌和而成的一種砼,其水泥用量較普通砼低。水泥穩定碎石是一種優良的基層類型,它具有抗沖刷性好,強度高、承載力大的整體性好的優點。水泥穩定碎石的剛性相對較大,在溫度和荷載的綜合作用下,易產生裂縫,且會逐漸向路面表面發展。完全杜絕這種裂縫的產生是不現實的,只能采取措施來延遲裂縫的發生時間和減小開裂程度。因此,反射裂縫處理得如何直接影響著水泥穩定碎石基層瀝青混凝土路面的使用品質。為推廣水泥穩定碎石基層的應用,研究良好的減緩和減輕反射裂縫的措施具有重要的意義。

  1水泥穩定碎石基層產生裂縫的原因

  1.1車輛重復性荷載引發裂縫

  車輛反復性荷載性裂縫通常發生在基層的底部。在車輛重復荷載的過程中,基層面底部會發生拉應力,當拉應力已經超出所用材料的強度極限時,水泥穩定碎石基層的底部就會產生裂縫。車輛荷載重復作用下,水泥穩定碎石基層的底部裂縫就會慢慢的擴大并延伸到瀝青面層,路面就會顯現出裂痕。

  1.2材料溫度脹縮性導致裂縫。

  水泥穩定碎石基層是一種半剛性質的材料,是由水、膠凝料和集料混合后組成的。半剛性材料的脆性很大,對溫度具有很強的敏感度,容易產生溫度性裂縫。在溫度較低的情況下,水泥穩定碎石材料就會產生膨脹收縮的反應,同時出現路面翹曲的現象。當水泥穩定碎石材料上面的溫度較下面的溫度低時,由于材料的深度不一樣,使得材料的收縮程度也不一樣,最終就會導致路面板出現翹曲的現象,引發路面分裂。路面板并不是導致路面分裂的主要原因,材料溫度的熱脹冷縮應力才是導致路面分裂的重要因素。水泥的水化過程會放出很多的熱能,而且水泥穩定碎石材料散熱能力弱,再加上瀝青表層有麻袋等雜物的覆蓋,使得水泥穩定碎石材料內部的溫度增加,從而產生膨脹的現象。而水泥穩定碎石材料外部的溫度降低就會產生冷縮的效應。熱脹冷縮的不斷交替,形成巨大的拉應力,導致水泥穩定碎石表層的開裂。

  1.3材料水分干縮引發裂縫

  產生干縮性裂縫有兩個時段,一個是水泥穩定碎石在壓實成型到養護時期過程中的干縮。這段時間里,由于水泥穩定碎石材料自身水分和養護時澆水的水分被蒸發,水泥穩定碎石材料發生收縮,從而導致基層開裂。另一個就是養護時期到瀝青封層過程中的干縮。在溫度保持在穩定的狀態下,水泥穩定碎石材料從最好的含水量狀態轉變到比較干燥的狀態,干縮過程中產生基層分裂。

  1.4施工不規范引起的裂縫

  有些施工人員為了趕進度,搶工期,不按照施工規范進行合理施工,使得基層質量差,基層容易出現裂痕。施工人員在趕進度的過層中,忽視了原材料的質量,放松了對基層施工的質量控制,鋪筑的基層比較脆弱,很容易行車被壓壞;鶎拥钠茐木蜁䦟е侣访姘宓姆至。

  2防治水泥穩定碎石基層裂縫的方法

  2.1應該有相對穩定的原材料,以保證混合料的生產配合比穩定與準確

  要使用早期強度比較低,同時初凝時間與終凝時間比較長的水泥,還要保證水泥的各項指標都符合規范要求。首先要嚴格控制混合料配合比,當進行配合比設計時,把水泥劑量穩定在5%以內的同時,還要保證混合料應該粗不應該細,其強度達到4MPa―5MPa是最合適的。要針對集料初步試配狀況,把混合料級配分成為粗―級配范圍的下限與中―級配范圍的中值的類型,隨后按照4.0%及4.5%與5.0%及5.5%的水泥劑量進行試配工作。根據筆者的試驗,最后選取的配合比為粗型,同時水泥劑量是4.5%,試件強度大多數處于4.4MPa―5.1MPa范圍中,含水量最佳達到5.2%,總體看來是比較理想的;其次進行生產配合比的確定:在進行混合料生產時,運用500型拌和站進行拌制,使用電腦控制各種材料的用量。在施工現場,選取混合料,制成部分試件,一些在試驗室進行標準養護,一些放在現場進行同步養護。根據試驗顯示的結果,確定水泥劑量按4.8%進行控制;最后對生產配合比進行嚴格控制:在拌和站,進行專業試驗人員的安排,在每天上午和下午,各做一次混合料級配篩分試驗, 同時每隔30分鐘,做一次混合料水泥劑量檢測試驗,針對發現的異常進行及時調整。

  2.2加強施工控制

  要對水泥穩定碎石混合料壓實度進行合理控制,這一舉措能夠保證強度符合要求標準,城市道路中的地下工程管線設施的檢查維修井與沒有及時遷移的地上桿線使基層的碾壓相當困難。在這些結構設施的周圍,大型機械碾壓的死角常常存在著。雖然對面層采取了鋼筋補強加固手段,但是還要保證基層的壓實度。為了確保壓實度能夠達到要求標準,可以使檢查井周圍混合料的攤鋪厚度比普通路段稍微薄一些,使水泥含量大約增加1%,同時使用小型機具多遍夯實。再加上對路面的井圈進行加固,以保證井圈周圍的路面工作壽命提高。因為基層材料的生產企業的機械化程度不高并且其規模相對比較小,石料加工質量往往很不穩定,石料粒徑也不均勻,有些骨料偏細,有些骨料偏粗。所以水泥穩定碎石混合料的最大干密度表現為不斷變化的狀態。當進行壓實度的檢驗時,要是采用相同的干密度指標作為要求標準,往往容易出現壓實度超過100%或者不合格的問題。于是在施工中運用灌砂法檢驗壓實度時,必須對集料進行篩分,進行粗骨料含量的確定,同時還要分別采用不同的密度要求標準。

  同時在施工過程中,基層往往留有接頭,常常接頭處作為應力的集中區, 由于基層收縮應力、溫度應力與交通荷載的不斷作用,極其容易引起裂縫,進而造成瀝青面層發生反射裂縫的問題。所以在基層施工中,應該盡量減少接頭的出現。城市道路里程短且路幅寬,有著復雜的橫斷面組成,施工組織必須科學合理。不管是基層還是土路基,都應該確保以完整的半幅斷面進行施工,同時不能小于一定長度,堅決禁止采用雞窩窩式的施工方法。要切掉兩幅基層間的銜接處的松散部位。以豎直形式進行兩次施工處接頭的搭接,同時上下兩層接頭間至少要相錯1m。

  2.3)加強養護

  完成水泥穩定碎石基層碾壓后,及時使用滲水土工布覆蓋,在土工布表面進行灑水養護,持續7d,來保持濕潤。還要實行交通管制,在這7d內,禁止重車通行,避免損傷結構層;在7d后,如果上一結構層還沒有施工,不可以撤掉土工布,要繼續進行灑水養護7d,可以適當減少灑水量,每天灑水2-3次即可。

  3裂縫處理

  3.1鋸縫處理

  為了防止水泥穩定碎石半剛性基層的不規則橫向開裂,在上基層7天養生期結束后,在其表面預鋸縫。鋸縫頻率由試驗段裂縫發展頻率確定,以及視季節和集料強度和混合料強度而定,夏季施工的間距短一些,冬季施工的間距長一些,強度高的間距短一些,強度低的間距長一些,一般間距為15-25m左右。鋸完之后用高壓水車清縫,縫干燥后灌滿改性乳化瀝青。

  3.2瀝青灌縫處理

  在下封層施工前,檢查基層裂縫,對鋸縫后出現的裂縫,清理干凈縫口,灌注改性乳化瀝青,爾后施工下封層。

  3.3鋪設自粘式玻璃纖維網

  玻璃纖維網是一種增強公路路面性能的土工材料,具有很高的耐熱性和優異的耐寒性(一般工作溫度為-100℃~280℃)。玻纖網的強度與其重量之比要比鋼大,在20℃時其彈性模量與瀝青砼彈性模量之比高達20:1,為改變裂縫發展提供了足夠的剛度。鋪設自粘式玻璃纖維網前,把預鋸縫及后期灌縫統計清楚,攤鋪瀝青下面層之前,在裂縫處鋪設自粘式玻纖網,兩側搭接寬度各1米,并用水泥釘固定。

  結語

  路基穩定是水泥穩定碎石基層裂縫控制良好基礎條件,通過對級配調整和水泥劑量控制以減少水泥用量,輔以科學的施工組織管理,加強用水控制與養護,作為預防水泥穩定碎石基層的裂縫的措施,是科學的。

  參考文獻:

  [1]中華人民共和國行業標準.公路路面基層施工技術規范JTJ034-2000.北京:人民交通出版社,2000