1.0概述
公路路面基層施工是公路工程施工中重要的環(huán)節(jié)之一,其施工質量的好與壞直接關系到整條路線的使用年限,乃至對整個工程的經濟效益及日后的社會效益產生重大的影響。因此,如何做好公路路面基層施工,確保施工質量,是廣大工程技術人員努力的方向。二灰碎石基層是新改建及大修項目中較常見的一種形式,出現的問題也比較多。
2.0破壞形式
在公路建設及養(yǎng)護工程中,人們比較常見的問題是:
2.1路面橫向裂縫
2.2設有二灰碎石基層的路面局部出現唧漿現象,進而發(fā)展成坑槽。
2.3二灰碎石基層施工中,底部2cm左右強度提高較慢,成型不統(tǒng)一。
3.0原因分析
3.1關于路面橫向裂縫問題,在公路建設與養(yǎng)護中是經常見到的,大都屬于基層反射裂縫,一般縫距在20-50米不等。嚴重者在10米左右。從事公路建設與養(yǎng)護的工程技術人員曾從多個方面,多種情況進行分析補救,情況雖有好轉,但至今仍沒有完全杜絕。究其原因,它與工程建設中所使用的材料(包括土質、粒料、水分)、養(yǎng)護條件、氣候(空氣的潮濕程度等諸多因素有很大關系。因此,如何杜絕裂縫或將裂縫減少到最低限度,是廣大公路工程技術人員努力的方向。造成路面裂縫的原因有以下幾個方面:
3.1.1施工所用土質塑性指數高,一般在20-30之間。尤其是一級公路以下的公路工程,由于工程造價問題,公路施工用土只能在兩側就地取土,雖然工程技術人員在施工中考慮了這一問題,也采取了一定的措施,但難以達到理想的效果。一般公路工程施工季節(jié)3-10月之間進行,其中很長一段時間在炎熱的夏季,基層或基層施工成型后,由于天氣原因,水分流失過快,強度迅速提高,加之施工用土塑指過大,造成基層裂縫反射至面層。
3.1.2施工中各工序銜接過緊。由于工期所限,施工進度較快,在路面基層施工中,尤其是路基與灰土之間,灰土與灰土之間,一般在底層工序施工完后即刻封蓋,進行下一工序的施工,水分沒有充分流失,灰土沒有達到足夠的強度,致使再經過一段時間(竣工后),達到了足夠的強度,加之其他原因造成灰土開裂,反射至面層。
在武港線二級公路施工中所反映出來的情況充分說明了這一問題。負責K150+000-K155+000路段的施工隊伍,無論是技術力量還是機具設備在整條路線的施工隊伍中是最強的,因此,施工進度比較快,特別是在路基、灰土施工中,上一工序施工完成后,經檢驗合格,立即進行下一工序的施工,其中間隔只有2-5天,從交接驗收的情況來看,各項實測指標均達到了標準要求,而且表面質量平整良好,沒有出現裂縫現象,但是在整個工程竣工一年后,發(fā)現路面面層出現了間距10-20米不等的橫向裂縫。而負責K120+000-K128+000路段的施工隊伍,其技術力量不錯,但碾壓機械缺少,施工進度相對較慢,每一工序完成后,相隔10-15天才能進行下一工序的施工,而且部分段落出現不同程度的裂縫,但是,該路段竣工一年后裂縫較少,沒有出現大面積的裂縫現象,只是在個別路段出現了少許的裂縫,而且間距在50米左右。
3.1.3作為基層的二灰碎石,其混合料塑指過大,含泥量超限,所用材料超出級配范圍,細粒料偏多,成型后含水量大,加之氣候原因,水分流失過快,強度增長迅速,也是造成裂縫的原因之一。
從近幾年施工經驗上看,二灰碎石早期強度提高過早過高也容易出現裂縫,二灰碎石的裂縫與施工季節(jié)有關,上半年施工的工程易出現裂縫,下半年施工的工程裂縫較少,而接轉工程(第一年完成灰土底基層,第二年進行二灰碎石基層施工)裂縫更少,有的路段幾乎沒有裂縫。
空氣的潮濕程度,對二灰碎石基層的施工也有較大的影響。近年來在滄州沿海一帶施工的公路工程,凡是設有二灰碎石基層的路面結構,沒有出現過裂縫現象,原因在于沿海一帶空氣潮濕,而且施工用水中含鹽分較多,造成二灰碎石基層早期強度提高緩慢,成型期長,以鉆芯機強度取樣比較,沿海一帶25天左右可取出樣品,而滄州以西區(qū)域15天左右可取出樣品。
從機理分析,半剛性基層材料的縮裂分為因溫度變化而造成的溫縮與因含水量變化而造成的干縮兩種。水是影響此類材料溫縮的最主要因素,特別是在非飽水狀態(tài)時影響較大,試驗表明,當溫度在T=0-10時,在最佳含水量附近總出現最大的溫縮系數。干縮的基本原理是由于水的蒸發(fā)而發(fā)生的毛細管作用,吸附作用及分子間的作用和材料礦物品體或凝膠體間水的作用,碳化收縮作用等而引起的整體宏觀體積變化。集料齡期增加,強度提高可是干縮降低,可見初期養(yǎng)生不良或含水量太大必將導致很大干縮,特別是二灰碎石7天后干縮才趨于穩(wěn)定。
3.2二灰碎石基層的唧漿問題。該問題在滄州出現是在公路施工部門剛剛接觸二灰碎石基層施工的時期,當時的施工方法是路拌法,由于缺乏施工經驗,拌和料含水量較高,而且碾壓遍數較多,致使二灰碎石基層出現了“唧泥”現象,其表面形成了一種“素二灰漿”薄層,強度很低,而且表面光滑無石子外露與瀝青路面層連接,面層抗剪性能大大降低,而想通過行車使其石子外露不僅不切實際,而且會產生基層表面的松散。工程竣工后,特別是在雨季,由于面層局部透水,加之行車等諸因素的影響,使二灰漿薄層變成灰漿,經行車擠壓順著面層縫隙溢出。以上情節(jié)惡性循環(huán),呈“”狀向下發(fā)展,灰漿不斷溢出,只剩下粒料存在,造成路面破壞,形成坑槽。
3.3二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石基層成型不統(tǒng)一問題,大都出現在場拌機械攤鋪施工的工藝中。在二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石基層的質量檢測中,尤其是在其強度的鉆芯取樣時,經常發(fā)現樣品的底部2cm左右,強度較低,與上部成型不統(tǒng)一。經分析原因如下:施工時,由于灰土底基層表面含水量小,基層攤鋪后,其底部的部分水分被灰土吸收,造成基層底部2cm左右缺水,養(yǎng)生不充分,導致強度提高緩慢;鶎舆叢坑捎诰o靠土質培肩,也易出現類似情況。以上情況在基層鉆芯取樣時,其樣品表現的最為明顯。
4.0防治措施
針對以上問題,可采取如下措施加以防治
4.1路面的橫向裂縫問題
4.1.1改變底基層施工用土的塑性指數
(1)在工程造價允許的條件下,更換施工用土,選用符合施工規(guī)范要求的土質用于施工;
(2)在施工用土中摻加其他原料,以達到降低土的塑性指數符合施工規(guī)范要求的目的。
滄州市交通局工程處在307國道施工中,為了降低底層施工用土的塑性指數,減少面層反射裂縫,采用了“二灰土”做底基層施工,工程竣工后,經觀察效果良好,達到了預期的目的。二灰土的配比是:石灰:粉煤灰:土=10:15:75。
4.1.2 合理安排工序銜接
確保各結構層的養(yǎng)護時間及符合要求的養(yǎng)護條件,一般情況下養(yǎng)護時間不小于7天,塑指較大的路段養(yǎng)護時間不小于15天,讓其在合理的養(yǎng)護條件下達到足夠的強度,然后再進行下一工序的施工,減少反射裂縫。此種方法經施工驗證是可行的,效果非常明顯!
4.1.3改變基層的粒料結構
為了解決好二灰碎石基層的裂縫問題,工程技術人員曾進行了多方面的探討與研究,比較有效
的方法是:
(1)改變用料結構,將原二灰碎石所用粒料,由混合料改為級配碎石,保證80%粒料比例不變,0.8MP。無側限抗壓強度不變,集料連續(xù)級配不變;控制5mm以下粒料用料;提高2mm以上粒料用量。這樣以嵌擠型代替膠結型,減少收縮;增大粗粒料用量,減少對水的敏感程度;減少整體材料的空隙率、比面積和含水量,大幅度降低干燥收縮;以適當級配代替單一級配,減少缺乏連接面以造成離析和平整度差等缺點。
(2)施工中嚴格控制碾壓含水量。
(3)改用水泥穩(wěn)定碎石施工。隨著國民經濟的不斷發(fā)展,各條路線交通量迅速增長,同時對
公路的等級要求也在不斷提高。近兩年來,在滄州區(qū)域內所修建的二級公路以上的公路工程,其基層結構均采用了水泥穩(wěn)定碎石結構(粒料為級配碎石),經觀察效果良好。
4.1.4控制基層強度上限到某一強度水平,以減輕因基層收縮而引起的瀝青路面開裂。
4.1.5改善養(yǎng)護條件
養(yǎng)護條件對于防護二灰碎石基層裂縫是非常重要的,特別是在炎熱的夏季,水分流失特別快,要隨時觀察,加大養(yǎng)護用水量,確保二灰碎石有一個理想的養(yǎng)護環(huán)境。
4.2 二灰碎石唧漿問題
4.2.1 改變粒料結構,將原二灰碎石所用粒料,由混合料改為級配碎石。
4.2.2 施工時嚴格控制碾壓遍數,避免出現“唧泥”現象。
4.2.3 確保面層不透水、不裂縫
(1)增加水層設置,加強路肩排水。
(2)面層所用粒料級配要合理。
(3)加強路面的日常護理,發(fā)現裂縫及時封堵。
4.3 二灰碎石成型不統(tǒng)一問題
基層施工前,要對底基層表面及兩側路肩進行一次撒水濕潤,撒水時間要合理,如早晨施工,要在前一天晚上進行,撒水量要大,使其充分濕潤。施工時看其濕潤程度,隨時進行撒水,撒水量要小,以不施施工車輛打滑為準。近年來這一措施在施工中應用,效果良好,鉆芯取樣表明:樣品顏色一致,成型統(tǒng)一。
5.0 結語
公路路面基層施工,根據施工區(qū)域的不同各有其特點,施工中或竣工后出現和發(fā)生的問題也各有不同,只要我們不懈努力,認真探討,定能發(fā)現問題解決問題,把公路工程建設的盡善盡美。以上問題是自己在工作中積累的一點經驗,作為探討僅供參考。