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淺談水泥穩(wěn)定砂礫土底基層裂縫的探討和防治論文
【論文關(guān)鍵詞】底基層；裂縫；防治
【論文摘要】水泥穩(wěn)定砂礫土底基層具有半剛性基層的特點，本文對其產(chǎn)生裂縫進行探討，并重點在施工方面提出防治要點。
Study and prevention of gravel soil bottom grass-roots crack of cement stability
【Abstract】Cement stability the gravel soil bottom basic level has the characteristics of half rigid basic level, The article as to it’s produce crack to carry on a study, lay equal stress on a point to be in the aspects of starting construction put forward preventing and curing important point.
【Key words】Bottom basic level; Crack; Prevention and cure
水泥穩(wěn)定砂礫土具有強度高、水穩(wěn)性好、整體性強、較經(jīng)濟和料源廣等優(yōu)點，被廣泛地運用在公路工程建設(shè)中，而工后產(chǎn)生裂縫是其最大的缺點，就開裂的原因大致可分為干縮裂縫、溫縮裂縫、荷載型裂縫、路基沉降引起的裂縫和幾者共同作用的裂縫等.我們在磁左公路固鎮(zhèn)至晉冀段改建工程第四標段的水泥穩(wěn)定砂礫土底基層的施工中,認真分析水泥穩(wěn)定砂礫土裂縫產(chǎn)生的機理,在施工中針對性的進行防治,路面裂縫得到有效控制取得了良好的效果，下面就裂縫產(chǎn)生的原因逐一進行探討和分析。
1. 裂縫產(chǎn)生機理和及其影響因素
1.1 干縮裂縫。水泥與天然砂礫土和水拌和壓實后，由于水分蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用等，引起水泥穩(wěn)定砂礫土結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生體積收縮。當收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大于水泥穩(wěn)定砂礫土結(jié)構(gòu)層的抗拉應(yīng)力時，水泥穩(wěn)定砂礫土結(jié)構(gòu)層就會產(chǎn)生開裂。干縮裂縫的產(chǎn)生與砂礫土的礫石含量、細集料含量、塑性指數(shù)和混合料的水泥劑量、成型時的含水量、密實度以及養(yǎng)生時間的長短、暴露時間長短、失水量等有關(guān)。
1.1.1 砂礫土的類型。砂礫土中小于0.425mm的顆粒含量越大、塑性指數(shù)和線收縮越大的砂礫土用水泥穩(wěn)定后的干縮越明顯，且受齡期的影響也越大。
1.1.2 混合料的水泥劑量。
在一定的水泥劑量范圍內(nèi)，水泥穩(wěn)定砂礫土的強度隨水泥劑量的增加而增加，而水泥穩(wěn)定砂礫土的干縮應(yīng)變開始隨水泥量的增加而減少，然后又逐漸增加,存在一個干縮應(yīng)變最小的最佳水泥劑量。水泥劑量宜控制在4%~6%之間，水泥劑量對塑性較大的砂礫土影響較大。
1.1.3 成型時的含水量、密實度。
含水量較大、密實度較低干縮應(yīng)變就大。含水量應(yīng)控制在最佳含水量+1%范圍內(nèi)。
1.1.4 養(yǎng)生時間的長短。
一般養(yǎng)生期為7天，若養(yǎng)生時間加長，有利于結(jié)構(gòu)層的抗拉應(yīng)力的增長，起到減少裂縫和擴大裂縫間距的目的，但會增加裂縫的寬度。
1.1.5 暴露時間的長短和失水量。
當失水量一定范圍內(nèi)時，干縮系數(shù)相當小，當失水量超出這一范圍時，干縮系數(shù)驟然增大，失水量達到一定程度后，干縮系數(shù)又變得相當小。養(yǎng)生結(jié)束后，暴露時間越長，失水量越大，干縮應(yīng)變越大。
1.2 溫縮裂縫。
溫縮裂縫是由水泥穩(wěn)定砂礫土層內(nèi)固相物質(zhì)自身的溫縮和由于結(jié)構(gòu)層內(nèi)水的溫縮而對結(jié)構(gòu)層的收縮二者共同作用的結(jié)果。溫縮裂縫有兩種形成機理，一種是低溫裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫，溫縮裂縫的產(chǎn)生主要與砂礫土中土的含量、結(jié)構(gòu)層的含水量和水泥劑量等內(nèi)在因素有關(guān)外，還與環(huán)境溫度變化、施工時的溫度、密實度等外在因素有關(guān)。
1.2.1 砂礫土的中土的含量。
水泥穩(wěn)定砂礫土結(jié)構(gòu)層中，水的溫縮性（在大于4℃時）＞土的溫縮性＞膠凝體的溫縮性＞礫石的溫縮性，砂礫土中含土量增加，混合料的溫縮系數(shù)變大，且溫度越低，含土量對溫縮系數(shù)的影響越大。
1.2.2 結(jié)構(gòu)層的含水量。
含水量約在最佳含水量狀態(tài)時，水的溫縮影響對結(jié)構(gòu)層的溫縮影響最大，此時，結(jié)構(gòu)層的溫縮系數(shù)最大。
1.2.3 環(huán)境溫度變化。
環(huán)境溫度變化越大，對結(jié)構(gòu)層溫縮影響越大，溫度變化影響有時甚至超過干縮變化影響。
1.2.4 施工成型時的溫度、密實度。
施工時的溫度越高，成型時的體積在溫度變化時其溫縮效應(yīng)最大，結(jié)構(gòu)層收縮時，極易在此處產(chǎn)生開裂。
1.3 荷載型裂縫。
荷載型裂縫分為：瞬時荷載型裂縫和疲勞荷載型裂縫。它與結(jié)構(gòu)層厚度、結(jié)構(gòu)層的彈性模數(shù)、行車荷載大小、速度和路基的彈性模數(shù)等有關(guān)。
1.3.1 結(jié)構(gòu)層厚度。
厚度越大,荷載傳遞到結(jié)構(gòu)層底部時受力面積越大,在底部產(chǎn)生壓強越小,拉應(yīng)力就越小。
1.3.2 結(jié)構(gòu)層的彈性模數(shù)。
結(jié)構(gòu)層的彈性模數(shù)越大,結(jié)構(gòu)層彈性下降就小,底部產(chǎn)生的變形小,結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力就越小。
1.3.3 行車的荷載和速度。
行車的荷載越大，對結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生的下沉越大，行車速度越大，對結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生的推力越大，結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力越大。因此，在養(yǎng)生期間，除養(yǎng)生灑水車外嚴禁其他車輛在結(jié)構(gòu)層行駛，灑水車應(yīng)控制行車速度。
1.3.4 路基的彈性模數(shù)。
當路基的彈性模數(shù)越大,路基受力下降少,這樣結(jié)構(gòu)層下降也小結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生的拉應(yīng)力就越小。
1.4 路基沉降引起的裂縫。
由于路基不均勻沉降，產(chǎn)生裂縫。它與路基填筑有關(guān)。
2. 裂縫的施工防治
針對裂縫產(chǎn)生的原因在施工時要做好如下施工控制，就能起到減少裂縫的作用。
2.1 路基施工方面
嚴格按規(guī)范要求做好路基壓實，對軟基、填挖交界處、臺背回填等特殊路段要特別控制。
2.2 路面施工方面
2.2.1 控制砂礫土中細集料的含量和塑性指數(shù)，以減少水泥穩(wěn)定砂礫土中的粘土含量。建議通過0.075mm篩孔的顆粒含量應(yīng)控制在5%~7%，細土的塑性指數(shù)宜不大于3，如果細土或塑性指數(shù)過大，用部分粉煤灰或0~5mm石屑代替，或先用石灰處治。
2.2.2 合理使用水泥用量，水泥劑量不大于6%，在達到強度標準的前提下，采用最小水泥劑量，但不小于4.0%。
2.2.3 鋪前應(yīng)灑水濕潤路基，確保水泥穩(wěn)定砂礫土底基層底部混合料不產(chǎn)生失水失效，保證有效結(jié)構(gòu)層達到設(shè)計要求厚度。
2.2.4 清除路基上浮土、松散區(qū)，避免出現(xiàn)薄層貼補和路基反彈區(qū)。對松散、反彈區(qū)的處理采用“園洞方補法”，即對松散、反彈區(qū)全部挖除成矩形，且厚度不小于10cm，然后用同層材料或上層結(jié)構(gòu)層材料回填，壓實。
2.2.5 施工組織合理、工序銜接緊湊，要嚴格控制加水拌合到碾壓成型的時間，確保結(jié)構(gòu)層的密實度和強度。
2.2.6 嚴格控制施工拌和時的含水量和碾壓時的含水量，把成型時的含水量控制在最佳含水量左右，一般根據(jù)天氣情況分時間段來增減混合料加水量。
2.2.7 混合料拌和均勻，水泥要均勻分散在混合料中，否則，會出現(xiàn)強度和抗拉薄弱區(qū)，極易在此處出現(xiàn)開裂。
2.2.8 碾壓完成后，要及時養(yǎng)生，保持結(jié)構(gòu)層的含水量不受損失，更不能讓其暴曬變干開裂。
2.2.9 嚴格控制交通。養(yǎng)生期間，除灑水車外，禁行一切車輛，特別是養(yǎng)生前期2天內(nèi)，最好禁止一切車輛通行，灑水車采用側(cè)噴方式進行養(yǎng)生。養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)強度標準來限制施工車輛載重和車速。
2.2.10 養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)盡快鋪筑上層結(jié)構(gòu)層，使水泥穩(wěn)定砂礫土中水分不至于散失過快和過多，同時減弱溫差對結(jié)構(gòu)層的影響，避免產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。未能及時鋪筑上層結(jié)構(gòu)層時，根據(jù)天氣情況，進行灑水補水，補充暴曬的散失水分。
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