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1、水泥穩(wěn)定碎石基層的抗裂性能探討福建省第一公路工程公司張新平摘要：本文結(jié)合某市迎賓大道324國道改造路段中的水泥穩(wěn)定碎石基層的施工實(shí)踐，針對水泥穩(wěn)定碎石基層開裂通病產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)從基層材料組成、級(jí)配范圍、養(yǎng)生等各個(gè)環(huán)節(jié)，探討改進(jìn)水泥穩(wěn)定碎石抗裂性能的方法，以減少基層裂縫的初始寬度，延緩裂縫擴(kuò)展速度，有效地降低裂縫數(shù)量。關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定基層級(jí)配干縮溫縮抗裂性能1、引百隨著公路交通量的逐漸增加，承載比不斷提高，基層作為公路路面的主要承重層，其是否具有良好的使用性能、抗沖刷、耐久性和抗裂性，對整個(gè)路面的使用壽命有著十分重要的影響。目前國內(nèi)半剛性基層大多采用水泥
2、穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，水泥穩(wěn)定碎石由于具有良好的板體性、水穩(wěn)性、抗凍性和承載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)道路瀝青路面基層中。但半剛性基層抗變形能力差，在溫度和濕度變化下引起的變形極易產(chǎn)生裂縫，并最終反射到瀝青面層，破壞其聯(lián)結(jié)狀態(tài)，縮短瀝青路面的使用壽命。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對水穩(wěn)碎石裂縫情況進(jìn)行調(diào)查，通過對半剛性基層混合料配比進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)證、嚴(yán)格施工控制，說明是可以很好的減少和延緩基層裂縫的產(chǎn)生，并使半剛性基層開裂引起的路面早期損害大大降低。2、水泥穩(wěn)定碎石基層開裂類型和原因分析根據(jù)水泥穩(wěn)定碎石在實(shí)際工程中的使用情況及經(jīng)驗(yàn)得出，其開裂類型主要為材料收縮開裂型和行
3、車荷載型，并兩種類型交織存在。其中水泥穩(wěn)定碎石受環(huán)境溫度、相對濕度等外部因素以及級(jí)配、原材料組成與外加劑的相互影響等內(nèi)在因素而引起的收縮開裂可分為溫度收縮、干燥收縮與硬化收縮三類。攤鋪后養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、缺水或養(yǎng)護(hù)灑水量過大，隨著水泥水化作用進(jìn)行，容易造成水穩(wěn)碎石基層失水，從而產(chǎn)生干縮裂縫；成型時(shí)溫度較高，隨著氣溫降低，水穩(wěn)碎石基層受冷收縮，容易發(fā)生溫縮裂縫。這兩者均是導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層開裂的重要原因。因此需根據(jù)不同原因采取相應(yīng)的措施，以延緩或減少水泥穩(wěn)定碎石基層的開裂。3、水泥穩(wěn)定碎石基層硬化收縮3.1原材料選擇3.1.1在實(shí)際工程施工中，路面基層集料要求較為寬松，承包商普遍存在選用
4、材質(zhì)較差的石料問題，而水泥劑量又是由水泥穩(wěn)定碎石試件7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)決定的。如此施工單位只能增加混合料中水泥劑量，以滿足設(shè)計(jì)要求。而高水泥劑量必產(chǎn)生高水化熱，增加因此產(chǎn)生的收縮形變。因此必須提高集料標(biāo)準(zhǔn)，以減低水泥用量，迗到提高強(qiáng)度減緩開裂的目的。本項(xiàng)目采用的碎石的最大粒徑為31.5mm,按粒徑19-31.5mm，13.2-19刪，4.75-13.2mm和0-2.36mm四種規(guī)格備料。對于粗集料，制定了嚴(yán)格的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，要求進(jìn)行級(jí)配檢驗(yàn)±10;針片狀含量氺13%和壓碎值檢驗(yàn)＞28%。3.1.2細(xì)集料采用石料廠加工的水洗砂，且進(jìn)行液限和塑性指數(shù)試驗(yàn)，要求液限小于28%,塑性小于6
5、%,有機(jī)質(zhì)行列不宜超過2%。細(xì)集料含量偏多或石粉中性指數(shù)偏大，含泥量高均能導(dǎo)致收縮應(yīng)變大，容易開裂。因此必須確保細(xì)集料潔凈且含泥量少。3.1.3本工程使用的是32.5普通硅酸鹽水泥，選用初凝時(shí)間3小時(shí)以上，終凝時(shí)間不小于6小時(shí)，不得用快硬水泥、早強(qiáng)水泥、以及受潮變質(zhì)的水泥。夏季施工時(shí)，散裝水泥入罐溫度不得高于50°,否則應(yīng)采取降溫措施。3.1.4粉煤灰作為一種工程材料加入水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石中，能夠起到節(jié)約水泥、改善拌和物的和易性、減少干縮率，提高后期強(qiáng)度、降低模量、提高極哏拉伸應(yīng)變，增強(qiáng)抗?jié)B性、耐久性等功效。粉煤灰選用符合規(guī)范要求，本項(xiàng)目采用公司過往成功經(jīng)驗(yàn)，在配置粉煤灰摻量時(shí)依據(jù)5
6、%進(jìn)行比例進(jìn)行摻配。3.2水泥穩(wěn)定碎石配合比比選本項(xiàng)目在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)參照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJD50-2006中規(guī)定的懸浮密實(shí)級(jí)配和骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)這兩種類型級(jí)配，水泥劑量二者級(jí)配表如下所示：表1水穩(wěn)碎石混合料的級(jí)配范圍級(jí)配31.5199.54.752.360.60.075設(shè)計(jì)范圍90-10067-9045-6829-5018-388-220-7懸浮A10088.871.340.620.310.54.7骨架B10077.349.630.218.39.32.83.3抗裂水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度驗(yàn)證居于本項(xiàng)目乃國道改造項(xiàng)目，交通量大，軸載較重，而水泥穩(wěn)定碎石中水泥劑量又是影響其開裂的重
7、要因素，因此本項(xiàng)目采用優(yōu)質(zhì)花崗巖碎石材料，確保7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于3.5Mpa,根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》.TTJ034-2000要求，本次水泥劑量分別按3%,3.5%,4%,4.5%四種配比進(jìn)行試驗(yàn)，兩種級(jí)配7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度對比試驗(yàn)結(jié)果如下表:表2兩種級(jí)配7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度對比表水泥劑量％最大干密度g?cm1最佳含水量％7天無側(cè)哏抗壓強(qiáng)度Mpa懸浮A骨架B懸浮A骨架B懸浮A骨架B3.02.302.314.94.72.63.13.52.312.335.05
