浅析半刚性基层开裂原因及施工技术

《浅析半刚性基层开裂原因及施工技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅析半刚性基层开裂原因及施工技术【摘要】本文结合笔者的工作实际，浅析了半刚性基层开裂原因分析以及公路半刚性基层的施工技术。　　【关键词】半刚性基层；开裂；施工技术　　　　1前言　　水泥稳定碎石材料半刚性基层，在过去10~20年中，作为我国高等级公路（尤其高速公路X络）路面的主要承重结构层，为我国高等级公路建设事业的快速发展起到了巨大的历史性贡献作用。但是与国外发达国家相比较，分析发现我国已建成的高等级路面的使用寿命往往要短不少，甚至在某些地区或某些路段的使用寿命往往仅达到设计使用寿命的一半左右（即5~6年），就开始出现较为严重

2、的损害，从而进行大面积的返修与维护。当然，路面损害的因素很多，例如：全国性普遍超重超载现象、地域性气候特征差异、从业单位的技术与管理水平差异、使用初期的管养水平差异以及路基的质量差异等等。除去这些“差异”性因素外，单就我国普遍采用的“强基弱面”型路面结构层而言，虽然不能否定其历史性贡献，但是经过这些年的建设实践与使用证明，还是存在着一些技术上的不足的　　2半刚性基层开裂原因分析　　半刚性基层开裂的原因相当繁杂，抛开荷载重复作用下产生的疲劳破坏性开裂即荷载开裂外，仅就该类材料自身特性而言，可分为“干缩性”和“收缩性”两大类型（当

3、然这两类往往也是同时发生作用的）开裂，前者（干缩性）又是最为主要的因素。　　干缩性：水稳材料经拌和、摊铺、压实后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水分不断减少。由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用、碳化收缩作用等等均会引起半刚性材料产生体积收缩。水泥稳定材料中的粘性成分愈多、水泥剂量越大、含水量越大、干缩应力也越大，导致裂缝增多，缝宽增大。　　收缩性：组成半刚性材料的“三个相”，即不同矿物颗粒组成的固相、液相（水）和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产

4、生体积收缩，即温度收缩。固相的矿物颗粒而言，原材料中砂粒以上（即≥4.75mm以上）颗粒的温度收缩系数较小；粉粒（≤0.075mm）以下颗粒，特别是粘土矿物（≤0.002mm）的温度收缩性较大。粉土及其他胶体颗粒的温度收缩性的大小与其扩散层厚成正比。半刚性材料中胶结物各矿物有较大的温度收缩性。“液相”即存在于半刚性材料内部的较大空隙、毛细孔和凝胶孔中的水通过“扩张作用”、“表面张力作用”和“冰冻作用”三个作用过程，对半刚性材料的温度收缩性质产生极大的影响，使半刚性材料在干燥和饱水状态下有较小的温度收缩值，而在一般含水量下（即在

5、易于压实的最佳含水量左右）有较大的收缩值。由此可见，水泥稳定材料中的粘性成分、矿物颗粒粒径、含水量、环境温度、龄期等都影响“收缩性”。　　接下来，我们将针对这些因素，分析与讨论减轻水稳材料半刚性基层开裂现象的具体措施与思路。　　3施工技术　　3.1拌和技术　　“多碎石嵌挤密实型”水稳材料的结构组成特性是：粗集料（≥4.75mm）的含量多，而细集料（≤4.75mm）和结合料（水泥）相对的含量较小。因此对于拌和均匀性的要求就较“多细集料的悬浮密实型”要更高，即拌和技术就必须革新。一是拌和设备，冷料仓配置充足，不得少于集料分级数量；

6、且每个料仓、供水与供水泥系统都必须配置自动化电子计量器，以利于供料准确度的提高，保证冷拌机能够尽量良好地执行“结构设计”的配合比例，亦即拌和成品的级配曲线尽可能地接近结构设计的级配曲线——尤其“控制粒径”的点位上基本一致地重合之。二是，搅拌锅必须配置双轴式对拌叶轮臂（作为“长短臂交叉式叶轮”将更是未来的领先技术）且拌锅长度宜加长式（不宜小于3m）,以利于拌合充分与均匀。三是，细集料料仓和水泥仓（或者贮存缸）最好配置“破拱装置”，一旦发生堵塞，启动“破拱装置”以利于保证出仓口的流量稳定。四是，冷料仓宜容积量愈大愈好，避免因为容积

7、量过小，盛料过满，而互相溢仓患料，从而难以控制级配——亦即前述的分级备料、与结构设计都失去实际意义。　　3.2运输　　运输车辆机况良好，吨位适宜，不能吨位过大，运行中碾压与损伤水稳层，也不能吨位过小不利于摊铺机铺筑的连续均衡作业；而且要求运输车必须覆盖，一方面防止混合料水分损失，另一方面避免雨水无被冲淋，也避免土路基扬尘污染。运输车辆数量匹配于拌和能力、运距和摊铺能力。　　3.3铺筑工艺　　“多碎石嵌挤密实结构”水稳材料，因为粗集料多细集料与结合料较少，易产生离析，宜采用摊铺机摊铺，不宜平地机反复整型与刮平而加重材料的离析。视

8、结构层厚度，摊铺机摊铺工艺又可以采用两用方案：一是层厚≤20cm时，一次性全层摊铺与压实成型；而是层厚≥20cm时，宜采取分层摊铺，分层厚不得薄于10cm。分层摊铺又分为两种方法：一是分层连续摊铺，即下层摊铺压实后在其凝结之前退回摊铺机，压路机连续铺筑上层；二是待下层养生期结