水泥粉煤灰碎石基層常見病害與防治
2015-04-29
1、公路水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的常見病害及其成因
1.1干縮裂縫
水泥材料硬化過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漸發(fā)生收縮。這是由于毛細孔水蒸發(fā)，使毛細孔水彎月面曲率變大，在表面張力的作用下，對孔壁的壓力增大，產(chǎn)生收縮力；繼續(xù)干燥會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，進一步發(fā)展將會使水泥粉煤灰穩(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行養(yǎng)護，水泥材料的干縮將會減少，且產(chǎn)生略微膨脹，而濕脹一般無破壞作用。
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10€?0-6。為了減小溫度升降所導(dǎo)致的危害，對線形結(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似的熱脹冷縮性質(zhì)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層的開裂。
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。長期發(fā)展下去，基層底部就會被掏空，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，即粗細集料集中現(xiàn)象，離析還造成基層強度不均勻，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、運輸過程發(fā)生的顛簸離析、卸料過程發(fā)生的卸料離析、攤鋪過程發(fā)生的攤鋪離析、找平過程發(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出現(xiàn)。其形成原因可分4種：底基層強度不均勻、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層在使用過程中受到彎拉應(yīng)力作用?；旌狭蠑嚢栀|(zhì)量差，造成結(jié)構(gòu)層強度不均勻。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，造成瀝青類路面產(chǎn)生網(wǎng)裂、龜裂。配合比設(shè)計不合理。水泥劑量太高會加劇干縮裂縫和溫度裂縫出現(xiàn)。此外、礦料級配設(shè)計時若石屑含量過大，會降低結(jié)構(gòu)層強度。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、會影響水泥的膠凝性能、嚴重降低結(jié)構(gòu)層強度。為滿足強度要求、勢必增大水泥劑量，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、加強養(yǎng)護
水泥劑量直接影響水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層的強度，劑量越高強度越高，但劑量越高，干縮變形和溫度變形越嚴重、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，嚴重縮短道路使用年限。配合比設(shè)計時，水泥劑量應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定，確定為所選范圍的中值。
加強基層的養(yǎng)護，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)時間，并有效提高后期強度，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)，使用過程中易出現(xiàn)不規(guī)則的溫度裂縫，且隨強度、壓實度、厚度、礦料級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。縫深為80mm-100mm時，一般占本結(jié)構(gòu)層厚度的1/2，28天強度形成時均能沿縫產(chǎn)生開裂?？p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。
2.4加強各施工環(huán)節(jié)控制防止離析
混合料在輸出時，盡量降低出料高度，出料口與運料車廂的高差控制在2m以內(nèi)，運料車及時移動前后位置，保證均勻裝料；運料車在運輸過程中，應(yīng)勻速行駛，避免急剎車和劇烈顛簸；向攤鋪機受料斗卸料時，緩慢提升車廂，切忌速度過快；攤鋪過程中，使螺旋布料器均勻運轉(zhuǎn)，切忌時快時慢；人工找平時，應(yīng)扣鍬布料，切忌揚鍬遠拋。
2.5控制好礦料級配
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)的抗壓強度及均勻性。因此在材料進場前必須嚴格控制，把好收料關(guān)，不同規(guī)格的材料分類堆放，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材料的存在，會降低水泥穩(wěn)定碎石層的強度。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)粉塵和軟石類的含量，在施工過程中應(yīng)控制好礦料級配，其均勻性直接影響路面的強度均勻性。
2.6選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層
水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石強度較高，板體性較好，下承層應(yīng)采用強度匹配、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，會造成石灰土層軟弱，在行車作用下極易出現(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。
