施工中减少水泥稳定土收缩裂缝的措施.doc

1、- 1 -在 高 等 级 公 路 路 面 施 工 中减 少 水 泥 稳 定 土 收 缩 裂 缝 的 措施谭 斌 1，孙 春 阳 1，田 志 峰 2（1.山 东 省 潍 坊 市 公 路 工 程 监 理 处 ；2.山 东 省 潍 坊 市 公 路 管 理 局 ）摘 要 ： 在 高 等 级 路 面 铺 筑 沥 青 面 层 前 ， 经 常 发 现 水 泥 稳 定 土 基 层 有 很 多 裂缝 ， 特 别 是 跨 年 度 工 程 ， 经 过 冬 季 后 ， 水 泥 稳 定 土 基 层 裂 缝 更 多 。 情 况 比 较 严 重时 ， 可 能 出 现 反 射 裂 缝 。 将 沥 青 面 层 拉 裂 ， 甚

2、至 产 生 透 水 唧 浆 现 象 ,减 少 了 沥 青 面层 的 寿 命 ， 为 此 对 收 缩 裂 缝 的 研 究 越 来 越 引 起 同 行 们 的 重 视 。关 键 词 ： 水 泥 稳 定 土 ； 收 缩 裂 缝 ； 措 施水 泥 稳 定 土 一 般 用 于 高 级 及 次 高 级 路 面 的 基 层 ,我 国 约 有 80%的 高 速 公 路 采 用 了 水 泥 稳 定 级 配 集 料 做 为 主 要 承 重 层 。 这 类 材 料 所固 有 的 温 缩 和 干 缩 特 性 易 使 半 刚 性 基 层 产 生 收 缩 裂 缝 ， 并 导 致 了 沥青 混 凝 土 面 层 反 射 裂

3、缝 的 产 生 。1、 裂 缝 类 型1.1 干 缩 裂 缝水 泥 与 各 种 细 粒 土 （ 中 粒 土 、 粗 粒 土 ） 和 水 经 拌 合 压 实 后 ， 由于 蒸 发 和 混 合 料 内 部 发 生 水 化 作 用 ， 混 合 料 水 分 会 不 断 减 少 而 发 生的 毛 细 管 作 用 、 分 子 间 力 的 作 用 、 矿 物 晶 体 或 凝 胶 体 间 层 间 水 的 作用 和 碳 化 收 缩 作 用 等 会 引 起 半 刚 性 材 料 体 积 收 缩 。 当 失 水 量 为2.5 以 上 ， 且 较 长 时 间 暴 露 （ 5d 10d 以 上 ） 时 ， 就 会 产 生

4、 间距 3m 10m 的 横 向 干 缩 裂 缝 ， 也 有 少 数 纵 向 裂 缝 ， 缝 顶 宽 为0.5mm 3mm。1.2 温 缩 裂 缝组 成 半 刚 性 材 料 的 三 个 相 （ 即 不 同 矿 物 颗 粒 组 成 的 固 相 、 液 相和 气 相 ） ， 在 降 温 过 程 中 相 护 作 用 使 半 刚 性 材 料 产 生 体 积 收 缩 叫 做温 缩 。 在 水 泥 稳 定 土 基 层 养 生 期 后 如 不 及 时 铺 筑 面 层 ， 长 时 间 曝 晒 ；或 在 严 重 冰 冻 地 区 ， 冬 季 气 温 急 剧 降 低 时 ， 半 刚 性 基 层 会 产 生 温 度-

5、 2 -收 缩 裂 缝 。 间 距 一 般 为 ： 10m 30m， 冬 季 缝 宽 约3mm 30mm， 夏 季 不 足 1mm。1.3 干 缩 与 温 缩 的 比 较同 样 材 料 的 干 缩 系 数 是 温 缩 系 数 若 干 倍 （ 见 表 1） ， 故 应 着 重研 究 水 泥 稳 定 土 的 干 缩 性 质 。干 缩 系 数 与 温 缩 系 数 的 比 较 表 一 干缩系数（10 - 6 ） 温缩 系数（10 - 6）1/2 最大失水量 最大失水量 -5 -15水泥土 465.50 344.00 25.80 33.80水泥粒料 6.65 62.0 8.50 13.002、 影 响

6、干 缩 裂 缝 与 温 缩 裂 缝 的 主 要 因 素2.1 干 缩影 响 温 度 收 缩 的 主 要 因 素 有 ： 成 品 混 合 料 碾 压 时 的 含 水 量 、 结合 料 的 剂 量 （ 主 要 是 水 泥 剂 量 ） 、 被 稳 定 土 的 类 别 （ 细 粒 土 、 中 粒土 、 粗 粒 土 ） 、 粒 料 的 含 量 、 小 于 0.5mm 的 细 土 含 量 和 塑 性 指 数 、小 于 0.002mm 的 粘 粒 含 量 等 。2.1.1 水 泥 稳 定 土 的 碾 压 含 水 量碾 压 时 拌 和 料 的 含 水 量 超 过 最 佳 含 水 量 越 大 ， 竣 工 后 水

7、 泥 稳 定土 的 干 缩 裂 缝 也 愈 严 重 。 含 水 量 每 增 加 1 ， 干 缩 应 变 相 应 增 加23.510-6 80.110-6。2.1.2 水 泥 剂 量水 泥 剂 量 一 般 为 4 6 ， 水 泥 剂 量 增 加 1 ， 干 缩 裂 缝 增 加2510-6， 其 影 响 程 度 明 显 小 于 含 水 量 增 加 1 。2.1.3 土 含 量 、 土 中 粘 粒 含 量 、 土 的 塑 性 指 数土 中 小 于 0.002mm 粘 粒 含 量 愈 多 ， 水 泥 土 的 收 缩 性 愈 大 。 水泥 粒 料 土 的 干 缩 应 变 又 随 土 的 含 量 增 加

8、而 增 大 ， 粒 料 土 的 塑 性 对 水泥 混 合 料 的 干 缩 应 变 是 正 比 关 系 ， 即 塑 性 愈 大 ， 干 缩 应 变 愈 大 。 水泥 粒 料 90 天 的 干 缩 应 变 S 与 塑 性 指 数 Z 的 回 归 方 程 为 ：- 3 -S 3.70Z+50.92（ r=0.957） 。2.1.4 集 料 的 平 均 粒 径以 3 、 5 、 7 三 种 水 泥 剂 量 来 稳 定 平 均 粒 径 分 别 为1.2mm、 3.3mm 和 5.7mm 的 集 料 进 行 干 缩 试 验 。 由 试 验 结 果（ 见 表 二 ） 可 以 看 出 ： 在 集 料 平 均

9、粒 径 大 于 3.3mm 时 ， 干 缩 应 变明 显 变 小 。 对 于 水 泥 剂 量 的 影 响 ， 由 试 验 结 果 （ 见 表 二 ） 也 可 以 看出 ： 随 集 料 平 均 粒 径 增 大 而 减 小 ， 对 于 平 均 粒 径 5.7mm 的 集 料 ，水 泥 剂 量 的 影 响 很 小 。2.2 温 缩影 响 温 度 收 缩 的 主 要 因 素 是 集 料 或 土 的 含 量 、 含 水 量 、 温 度 。2.2.1 土 含 量随 着 拌 合 料 中 的 含 土 量 的 增 加 ， 混 合 料 的 温 缩 系 数 随 温 度 降 低的 变 化 幅 度 越 来 越 大 。

10、温 度 越 低 ， 含 土 量 对 温 缩 系 数 的 影 响 愈 大 。稳 定 细 粒 土 的 温 差 系 数 大 于 稳 定 中 粒 土 和 稳 定 粗 粒 土 。2.2.2 含 水 量0 1 2 3 4 5 6100200300400500600700800 3水泥（1.2mm）（3.3mm）（5.7mm）5水泥7水泥干缩应变（）A CB集 料 平 均 粒 径（ mm）- 4 -通 过 对 比 试 验 得 知 ： 饱 水 、 风 干 和 干 燥 状 态 下 温 缩 系 数 较 小 ，在 最 佳 含 水 量 左 右 水 泥 稳 定 土 的 温 缩 系 数 最 大 。2.2.3 温 度在 接

11、 近 最 佳 含 水 量 和 0 10时 ， 温 度 收 缩 最 为 强 烈 ， 若 不采 取 有 效 的 保 温 措 施 ， 则 会 出 现 较 大 温 缩 裂 缝 。例 ： 济 青 高 速 公 路 五 合 同 92 年 施 工 的 水 泥 稳 定 砂 砾 基 层 未 采用 保 温 措 施 ， 每 隔 10m 15m 出 现 与 路 线 方 向 接 近 45的 温 缩 裂缝 ， 缝 宽 3mm 5mm， 深 5 10mm。日 竹 高 速 公 路 十 合 同 99 年 施 工 的 水 泥 稳 定 砂 掺 碎 石 基 层 、 水泥 稳 定 碎 石 基 层 采 用 了 塑 料 布 、 5cm 以

12、上 麦 秸 、 10cm 以 上 土 覆盖 ， 只 出 现 了 少 量 轻 微 裂 缝 ， 间 距 30m 50m， 缝 宽 1 2mm。3、 减 轻 收 缩 裂 缝 的 措 施3.1 施 工 配 比 设 计 中 ， 不 应 掺 土 ， 通 过 0.075m 筛 孔 的 细 料 含量 控 制 在 5 7 ， 适 当 增 加 10mm 30mm 碎 石 （ 砾 石 ） 的含 量 ， 尽 量 不 采 用 水 泥 稳 定 细 粒 土 。3.2 在 满 足 强 度 要 求 的 前 提 下 ， 尽 量 采 用 较 小 的 水 泥 剂 量 ， 建议 采 用 水 泥 剂 量 范 围 ： 4.5 5.5 。3

13、.2 控 制 施 工 碾 压 时 的 含 水 量 不 超 过 基 层 施 工 规 范 所 规 定 的 含水 量 ， 即 使 天 气 炎 热 ， 也 不 能 超 过 最 佳 含 水 量 2 ； 另 外 要 及 时 补充 碾 压 过 程 中 的 水 分 损 失 ， 失 水 量 控 制 在 2 以 内 。3.4 加 强 覆 盖 养 生 ， 水 泥 稳 定 土 基 层 经 7 天 养 生 结 束 后 ， 最 好立 即 喷 洒 透 层 沥 青 ， 尽 快 铺 筑 沥 青 面 层 。 如 有 必 要 也 可 适 当 延 长 养生 期 ， 但 是 决 不 能 让 基 层 曝 晒 变 干 开 裂 。3.5 对

14、 经 过 冬 季 的 基 层 应 采 取 覆 盖 措 施 ， 没 有 必 要 覆 盖 透 层 油过 冬 ， 因 为 来 年 春 季 透 层 油 一 般 会 开 裂 并 脱 落 。4、 结 语水 泥 稳 定 土 越 来 越 普 遍 地 用 于 高 等 级 公 路 路 面 中 ， 我 们 不 应 片面 地 追 求 大 水 泥 剂 量 、 猛 洒 水 ， 而 应 当 适 当 减 小 水 泥 剂 量 ， 控 制 好碾 压 含 水 量 ， 对 已 成 型 基 层 采 取 良 好 的 保 护 措 施 。 把 水 分 和 温 度 保- 5 -持 一 定 范 围 内 ， 这 样 就 减 少 了 收 缩 裂 缝 ， 也 减 少 了 反 射 裂 缝 ， 提 高了 半 刚 性 基 层 的 质 量 ， 延 长 了 路 面 的 使 用 寿 命 。参 考 文 献 ： 1 JTJ 071-98 公 路 工 程 质 量 检 验 评 定 标 准 2 山 东 省 公 路 工 程 招 标 文 件 （ 通 用 本 ） 3 高 等 级 公 路 半 刚 性 基 层 沥 青 路 面 沙 庆 林 著