水泥粉煤灰碎石基層常見(jiàn)病害與防治
2015-04-29
1、公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見(jiàn)病害及其成因
1.1干縮裂縫
水泥材料硬化過(guò)程中的干濕變形表現(xiàn)為濕脹干縮。在干燥的空氣中，隨著水份的逐漸蒸發(fā)，水泥的體積也將逐會(huì)漸發(fā)生收縮。這是由于毛細(xì)孔水蒸發(fā)，使毛細(xì)孔水彎月面曲率變大，在表面張力的作用下，對(duì)孔壁的壓力增大，產(chǎn)生收縮力；繼續(xù)干燥會(huì)引起水泥顆粒的吸附水部分蒸發(fā)，失去水膜的水泥顆粒間距離變小而收縮，進(jìn)一步發(fā)展將會(huì)使水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫，影響基層質(zhì)量。如果在水中或潮濕條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，水泥材料的干縮將會(huì)減少，且產(chǎn)生略微膨脹，而濕脹一般無(wú)破壞作用。
1.2溫度裂縫
混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，其溫度膨脹系數(shù)達(dá)10€?0-6。為了減小溫度升降所導(dǎo)致的危害，對(duì)線(xiàn)形結(jié)構(gòu)混凝土一般每隔20m～40m應(yīng)設(shè)置溫度脹縮縫。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層與混凝土具有類(lèi)似的熱脹冷縮性質(zhì)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層的開(kāi)裂。
1.3唧泥
由于干縮裂縫和溫度裂縫的出現(xiàn)，每當(dāng)雨雪天、雨雪水沿裂縫浸入下層。若下承層為石灰土，則極易被浸泡而變軟。在行車(chē)的作用下、石灰土沿裂縫上升，滲透至瀝青面層，產(chǎn)生唧泥和冒白漿現(xiàn)象。長(zhǎng)期發(fā)展下去，基層底部就會(huì)被掏空，受到彎拉應(yīng)力的作用、加劇支裂縫的發(fā)展、形成網(wǎng)裂、龜裂等病害，而造成路面破壞。
1.4離析
水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層經(jīng)常發(fā)生離析，即粗細(xì)集料集中現(xiàn)象，離析還造成基層強(qiáng)度不均勻，表面不平整等病害。
在施工的各環(huán)節(jié)都可能發(fā)生離析：拌和站發(fā)生的放料離析、運(yùn)輸過(guò)程發(fā)生的顛簸離析、卸料過(guò)程發(fā)生的卸料離析、攤鋪過(guò)程發(fā)生的攤鋪離析、找平過(guò)程發(fā)生的找平離析。
1.5網(wǎng)裂、龜裂
網(wǎng)裂、龜裂在有些水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層出不的路面上也會(huì)出現(xiàn)。其形成原因可分4種：底基層強(qiáng)度不均勻、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層在使用過(guò)程中受到彎拉應(yīng)力作用。混合料攪拌質(zhì)量差，造成結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度不均勻。水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石厚度不均勻、高程、平整度控制的不好，造成瀝青類(lèi)路面產(chǎn)生網(wǎng)裂、龜裂。配合比設(shè)計(jì)不合理。水泥劑量太高會(huì)加劇干縮裂縫和溫度裂縫出現(xiàn)。此外、礦料級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)若石屑含量過(guò)大，會(huì)降低結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度。石屑是由米石（3mm～5mm）、礦粉、粉塵、軟石等材料混合而成的，當(dāng)混合料中粉塵、軟石含量高時(shí)、會(huì)影響水泥的膠凝性能、嚴(yán)重降低結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度。為滿(mǎn)足強(qiáng)度要求、勢(shì)必增大水泥劑量，這又使干縮變形和溫度變形加劇、引起網(wǎng)裂、龜裂。
2、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的病害防治措施
2.1控制水泥劑量、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)
水泥劑量直接影響水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度，劑量越高強(qiáng)度越高，但劑量越高，干縮變形和溫度變形越嚴(yán)重、產(chǎn)生的干縮裂縫、溫度裂縫越多，越易導(dǎo)致水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的破壞，嚴(yán)重縮短道路使用年限。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，水泥劑量應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定，確定為所選范圍的中值。
加強(qiáng)基層的養(yǎng)護(hù)，采用覆蓋養(yǎng)生布并灑水的辦法效果很好，能夠減少水分的散失，保證基層表面保持濕潤(rùn)狀態(tài)，減少干縮裂縫的產(chǎn)生。
2.2增大粉煤灰劑量
粉煤灰中的活性SiO2、Al2O3與水泥水化過(guò)程中析出的CaO起化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間，并有效提高后期強(qiáng)度，減少干縮裂縫的出現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層表面，初期常浮有粉煤灰顆粒，妨礙與油面的結(jié)合。作3mm—5mm的乳化瀝青封層，可有效遏制此缺陷的產(chǎn)生。
2.3預(yù)設(shè)伸縮縫
水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層具有熱脹冷縮性質(zhì)，使用過(guò)程中易出現(xiàn)不規(guī)則的溫度裂縫，且隨強(qiáng)度、壓實(shí)度、厚度、礦料級(jí)配比例等不同而各異。為減少這種現(xiàn)象產(chǎn)生，可采用預(yù)設(shè)伸縮縫的方法解決。沿縱向每隔20m切割一條收縮縫、深80mm-100mm，寬5mm-8mm?？p深為80mm-100mm時(shí)，一般占本結(jié)構(gòu)層厚度的1/2，28天強(qiáng)度形成時(shí)均能沿縫產(chǎn)生開(kāi)裂。縫寬5mm-8mm。既能保證縫內(nèi)雜物被清除干凈，又能使瀝青料填充密實(shí)。
2.4加強(qiáng)各施工環(huán)節(jié)控制防止離析
混合料在輸出時(shí)，盡量降低出料高度，出料口與運(yùn)料車(chē)廂的高差控制在2m以?xún)?nèi)，運(yùn)料車(chē)及時(shí)移動(dòng)前后位置，保證均勻裝料；運(yùn)料車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)勻速行駛，避免急剎車(chē)和劇烈顛簸；向攤鋪機(jī)受料斗卸料時(shí)，緩慢提升車(chē)廂，切忌速度過(guò)快；攤鋪過(guò)程中，使螺旋布料器均勻運(yùn)轉(zhuǎn)，切忌時(shí)快時(shí)慢；人工找平時(shí)，應(yīng)扣鍬布料，切忌揚(yáng)鍬遠(yuǎn)拋。
2.5控制好礦料級(jí)配
水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石主要由碎石和石屑配制而成，礦料品質(zhì)的好壞直接影響結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度及均勻性。因此在材料進(jìn)場(chǎng)前必須嚴(yán)格控制，把好收料關(guān)，不同規(guī)格的材料分類(lèi)堆放，杜絕混堆亂放。
常用石屑是由米石（3mm-5mm）、礦粉、粉塵、軟石類(lèi)等組合而成，比例很不規(guī)范，不同于規(guī)范中所指的石屑。特別是粉塵和軟石類(lèi)材料的存在，會(huì)降低水泥穩(wěn)定碎石層的強(qiáng)度。如果將石屑改換為0.5cm-1cm碎石、米石、礦粉或0.5cm-1cm碎石、米石、中砂，能有效地降低礦料內(nèi)粉塵和軟石類(lèi)的含量，在施工過(guò)程中應(yīng)控制好礦料級(jí)配，其均勻性直接影響路面的強(qiáng)度均勻性。
2.6選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層
水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石強(qiáng)度較高，板體性較好，下承層應(yīng)采用強(qiáng)度匹配、較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。且因干縮變形和溫度變形、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石易出現(xiàn)裂縫。以往采用石灰土作下墊層，雨雪水一旦浸入縫隙，會(huì)造成石灰土層軟弱，在行車(chē)作用下極易出現(xiàn)唧泥，產(chǎn)生冒白漿現(xiàn)象，從而引起結(jié)構(gòu)層的破壞。工程實(shí)踐表明二灰穩(wěn)定粒料適宜作為水泥穩(wěn)定粉煤灰碎石基層的下承層。
