水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治
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水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制目前,我国公路交通具有2个明显的特点,即交通量迅速增加和重载车辆日益增多。
因此,对路面结构使用性能的要求也越来越高。
半刚性基层由于具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点,已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
据统统计,我国90%以上的高等级公路沥青路面基层及底基层都是采用半刚性材料。
但半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低、脆性大,在温度或湿度变化时易产生开裂,形成路面反射裂缝,这已成为高速公路沥青路面早期损坏的重要原因之一。
水泥稳定级配集料是当今国内外使用最普遍的一种半刚性基层材料,其中又以水泥稳定碎石性能最为优异。
然而水泥稳定碎石基层并没有消除半刚性材料的缺点,因此如何进一步减少其反射裂缝的产生,依然是充分发挥路面结构整体性能的关键之一。
考虑到我国作为水泥生产大国,原材料来源广泛且价格低廉,水泥胶结类材料在今后很长一段时间内仍将作为主要的道路建筑材料,因此有必要对水泥稳定碎石基层进行研究,以便能为将来更为广泛的应用提供经验。
1、裂缝形成机理1.1裂缝产生原因半刚性基层沥青路面的裂缝形式多种多样,但形成的主要原因可以分为2大类,即荷载型结构性破坏裂缝和非荷载型裂缝,包括反射裂缝和对应裂缝。
荷载型结构性破坏裂缝是由汽车动态荷载产生的垂直或水平应力,在基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力的拉应力所造成;非荷载型裂缝则是环境作用的结果,主要是湿度和温度的影响,由干缩、温缩和疲劳作用导致,个别情况下也可能是由于路基不均匀沉陷造成。
此外,在冰冻地区的沥青路面上,还可能发现由路基冻胀引起的裂缝。
我国已建高速公路的半刚性路面、刚性路面和刚性组合式路面的承载能力从设计角度看是足够的,然而调查表明,裂缝在我国各个地区的沥青路面上十分普遍,不论南方还是北方,通车后1年最迟第2年均出现大量裂缝。
因此,单纯由荷载作用不足以引起面层破坏,沥青路面的开裂应当是多种因素共同作用的结果。
水泥稳定碎石基层裂缝成因及处理措施作者:祁斌强来源:《科技视界》2017年第05期【摘要】水稳碎石具有较强的抗冻性能,水稳性高,耐冲刷,因此在路面施工过程中应用非常广泛,但此种材料对于温度、湿度等变化会产生强烈的反应,容易引起温度裂缝、干湿裂缝等问题,影响施工质量。
基于此,本文对水泥稳定碎石基层裂缝类型以及成因作了总结,重点对基层裂缝的防治方法与处理措施作了介绍,只有较好处理水泥稳定碎石基层施工中的裂缝问题,才能保证施工质量,提高公路运行性能。
【关键词】水泥稳定碎石基层;裂缝;成因;处理;防治在公路水泥稳定碎石基层建设时,水稳碎石有很好的力学性能和板体性能,并且随着使用时间的延长,其强度会越来越好,但若施工过程出现差错就易导致收缩裂痕,破坏碎石基层,从而使得路面结构强度下降,影响路面的正常使用。
因此在具体使用时需扬长避短,并采取有效的措施加以全面控制。
1 水泥稳定碎石基层裂缝类型以及成因1.1 温缩裂缝水稳碎石中含有5.0%的水泥成分,且当水泥所处的外部环境温度或是其自身的内部温度发生一定变化时很容易发热,加之当水泥在发热过程受到其它条件的干扰时,散热比较缓慢,而这就会因热量无法及时散出引发内部温度升高,热胀冷缩,使得内部体积膨胀,一旦外部遇到比较寒冷的天气时,就会发生收缩,加之内涨外缩互相作用,其会产生较大的应力,而当应力的变化超出其自身极限抗弯拉伸强度时,就会促使温缩裂缝的产生。
1.2 干缩裂缝水稳碎石是在比较干燥的空气中完成硬化处理的,伴随着水分的流失和减少,其体积会发生收缩变形,且每间隔一段距离就会产干缩裂缝,同时水稳碎石裂缝的产生和水泥、集料等之间存在非常紧密的关联,水泥剂量偏大,混合料在凝结硬化过程中,因水泥与水起水化反应会消耗大量的水分,而水泥剂量越高,消耗的水分越多,其就越容易产生收缩,如果收缩被束缚,就很可能产生裂缝,而另一方面,如混合料的含水量过低就不能保证水泥稳定碎石水化作用所需要的足够水分,且没法形成一定的强度,因此压实度就无法保证;如果是含水量少的话,水泥稳定碎石成型后会有多余的游离水分填充空隙,当其挥发后,细料及水泥浆会随水分一起上浮至表面,使之产生干缩裂缝。
浅谈水稳碎石基层裂缝问题成因及防范措施摘要:水泥稳定碎石基层由于具有良好的强度、刚度和稳定性,属于半刚性结构层,作为道路的主要承重层,在公路建设中广泛使用。
在路面基层施工中,由于施工操作不规范、质量管控不到位等因素,会出现各种常见的质量问题,降低了路面使用寿命,本文重点讨论了水泥稳定碎石路面出现裂缝的原因和预防方法。
关键词:水泥稳定碎石基层;裂缝;成因;防范措施一、水稳基层裂缝质量问题原因分析水泥稳定碎石基层整体性好,承载力高,但由于其相对易受到内外环境的干扰,导致其在水稳基层中出现了微细裂缝,经过长期的发展,这些微细裂缝会逐步发展成为裂缝,并逐步向路面发展,最终导致了路面的早期损坏,从而缩短了公路的使用寿命。
1.1、水泥稳定碎石基层裂缝的主要成因1.1.1、收缩性裂缝:水稳基层压实后,由于结构内部水分的不断蒸发及水泥水化作用,使水稳基层中的水分不断减少,从而引起压实体的体积收缩而形成收缩裂缝。
裂缝宽度为1-3毫米,横向贯穿或半贯穿,垂直深度约为0.3-0.5倍水泥稳定基层厚度。
1.1.2、内应力裂缝:水泥稳定碎石路面因其本身的干燥收缩及温度变化而引起的张应力大于其本身的抗拉承载力,从而在其强度较弱的部位发生破坏。
其特征为:横向裂隙较多,纵向裂隙较少,裂隙较规整,上、下贯穿而下不发生垂向错位。
1.1.3、荷载性裂缝:水稳基层在道路建成通车后,受车辆荷载的影响,在基层内部产生裂缝,随之迅速发展,反射到沥青面层,造成路面产生沉陷、坑槽、松散等破坏。
特别是要加强对超载超限车辆的管控,此类车辆荷载对基层结构破坏是致命性的。
二、水泥稳定碎石基层裂缝防治措施2.1 做好原材料的选取及严格控制级配2.1.1、水泥:水泥作为胶凝型材料,在水稳基层骨架结构中起到充分把砂石材料紧紧的结合作用。
水泥的用量对混合料的品质有很大的影响,用量太小,会对混合料的强度造成影响,用量太大,水泥的水化热会导致基层内外出现温差,从而导致路面出现开裂现象。
水泥稳定碎石基层裂缝成因及防治摘要:水泥稳定碎石基层由水、粗细集料和水泥根据配比要求配制的路面结构层承重结构,是直接位于沥青面层或水泥混凝土面板下,它具有强度高、抗水损效果好等优点,基层可以是一层或两层。
但如果控制不力,极易产生早期裂缝。
本文从裂缝的危害、成因及防治等几方面,对水泥稳定矿石基层的裂缝问题加以论述。
关键词:水泥稳定碎石基层裂缝成因防治在道路基层中引入了水泥稳定碎石基层,以提升道路建设质量,在工程应用中效果明显。
但是,水泥稳定碎石基层还是会开裂,不仅破坏道路质量,也会大大缩减其使用寿命。
因此,施工单位应认真分析裂缝成因,提前制定预防措施,以确保水泥稳定碎石基层的施工质量。
1 裂缝的危害道路投入运营后,底基层如果有裂缝,裂缝会逐渐反射到路面,使路面的防水性降低,雨水侵入后会对路面性能和耐久性产生不利的影响:①雨水如果进入路基土中就会损坏路基的强度,在行车的反复荷载作用下产生汲浆,将基层下面的路基掏空,从而造成路面的损坏。
②发展后会形成反射裂缝,使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝或者起拱,降低基层的整体强度,造成路面的整体性能降低,一个整体的基层面层由于出现了横向或者纵向及其他结构的裂缝,而被分裂成若干个小块,在车辆的荷载下,对路基的压力也会不均衡,容易造成路面板体形变。
③沥青面层沿裂缝的损坏,在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下,沥青面层会沿裂缝附近产生骨料和沥青的剥落,会形成坑槽现象。
2 水泥稳定碎石基层裂缝成因水泥稳定碎石基层裂缝的成因可以从多个角度分析,以下是其中的几个方面。
2.1 施工材料的影响①水泥的品种及剂量影响。
水泥是水泥稳定碎石基层施工中必不可少的原材料。
基层是否会产生收缩裂缝及其收缩程度直接取决于水泥材料的添加量及其质量的优劣。
不同型号的水泥材料,其施工效果各有千秋。
笔者认为,在众多水泥材料中,硅酸盐水泥的稳定性要优于铝酸盐水泥。
在道路施工中,适当加大水泥添加量有助于提高水稳集料强度,但是如果水泥剂量超限,会导致水泥集料出现裂缝或产生大的收缩,工程成本也随之加大。
水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因分析及处治措施水泥稳定碎石基层是一种常见的路面基层材料,它由水泥、石子和水等成分混合而成。
然而,在使用过程中,往往会出现纵向裂缝的问题,给路面使用带来不便和安全隐患。
下面将针对水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因进行分析,并提出相应的处治措施。
一、产生纵向裂缝的原因分析1.基层结构问题:水泥稳定碎石基层的施工工艺和材料选择对纵向裂缝的形成有重要影响。
若基层的密实程度不够,会导致基层变形,同时也会增加裂缝的产生。
2.作用环境的变化:路面基层会受到来自车辆和气候变化等因素的影响,在重载下会造成基层变形,形成裂缝,也可能是因为干湿循环而引起基层收缩膨胀变化,导致纵向裂缝的产生。
3.混凝土固化过程中的收缩变化:在水泥浆混凝土固化过程中,随着水泥的固化,会产生一定的晶体收缩,这种收缩变化有可能导致纵向裂缝的形成。
4.不当的施工方式:基层施工时,如果没有控制好水泥浆混凝土的密实度,或者施工速度过快,也容易造成纵向裂缝的产生。
二、处治措施1.提高材料的质量:在材料选择方面,可以采用合适的石子和水泥混合比例,并选择高质量的材料来制作水泥稳定碎石基层,以提高基层的抗裂性能。
2.加强基层的施工工艺:在施工过程中,可以加强基层的压实与振动,提高基层的密实度,以减少基层的变形,从而降低纵向裂缝的发生概率。
3.采用控制浇筑方式:在混凝土固化过程中采用适当的浇筑方式,控制浇筑的速度,以减少水泥固化过程中的收缩变化,减少纵向裂缝的产生。
4.加强养护措施:在水泥稳定碎石基层施工完成后,应及时进行养护。
在夏季高温天气下,可以采用浇水降温的方式,降低温度对基层的影响,减少纵向裂缝的产生。
5.对已产生的纵向裂缝进行及时修复:若基层已经产生纵向裂缝,应及时进行修复,可以采用填充材料或加强固结的方式进行修复,以降低裂缝的扩大程度。
综上所述,水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因有很多,可以从材料、施工工艺和作用环境等方面进行分析。
工作探索2018年第15期411 水泥稳定碎石基层裂缝产生原因1.1 干缩裂缝水泥稳定碎石在施工完毕后会在空气中慢慢硬化,而混合料中水分不断蒸发变少,体积慢慢收缩,间隔一段距离便会由均匀干缩裂缝出现。
而导致此情况出现原因在于水泥稳定碎石构成要素,在进行凝结硬化环节,水泥会出现水化热,需要耗费许多水分。
而水泥所占比例越大,其水分也会消耗越多。
此外,因为碎石集料表面需要吸附水,所以细料所占比例越多,所需吸附水分也就更多。
不仅如此,在实际作业环节,含水量越多,其水分散失也就越大,所以非常容易出现干缩裂缝。
1.2 湿缩裂缝因为水泥剂量在整体水泥稳定碎石混合料中所在比例在 %以内,所以在凝结硬化环节会散发出大量热量,因此会出现热胀冷缩情况。
在刚刚硬化阶段,水泥水化会产生许多热量。
而因为散热速度不快,所以热量积聚于内部导致其温度不断上升,进而致使内部体积变大。
如若此时外部温度下降,会出现热胀冷缩现象,一旦其所产生应力超出最大抗弯拉强度就会出现温缩裂缝。
1.3 纵缝在实际作业环节,部位部分基层或土基压缩度并为达到相应标准要求而导致早期裂缝出现。
此外,城市快速路基层养护7天后,由于管理力度不足,土基有沉降情况出现也会致使基层纵缝情况出现;部分基层在22cm 以上,在实施分层摊铺、碾压过程中,在首层碾压成型是其厚度不足,虽然进行了有效养护,不过其承载能力依旧不足,同样会致使纵缝出现。
1.4 网状裂缝网状裂缝又被称为“龟裂”,其出现通常是因为受到外力作用,局部弯沉多大,从而使结构出现一种具有较大破坏性裂缝。
如若碰到雨天,雨水积聚会深入基层,在外力作用下会出现翻浆现象。
在裂缝初期,只是网状细裂纹,而长期在外力影响下,加上裂缝处水分蒸发,导致基层出现塌陷,裂纹逐步扩大最后呈现出发散型裂纹。
2 水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施2.1 严格控制原材料首先,应当要严格把控水泥材料,通常使用铺硅酸盐水泥,标号在32.5R 以内,控制其剂量在6%以内,而且水泥配比还需通过设计、实验室以及生产配合比以及经过现场调试后方可确定下来。
水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因及防治措施点,而被广泛运用在公路与城市道路的建设上,成为我国应用最为广泛的一种半刚性的基层材料之一。
水泥稳定碎石存在着缺点,水泥稳定碎石脆性大且抗变形能力弱,当温度和湿度发生变化的时候,就容易产生裂缝。
裂缝的产生会导致路面的耐用性变弱,强度降低,路面会出现不平整的现象,严重影响了路面的美观和行车舒适性。
综合分析公路与城市道路水泥稳定碎石基层的施工技术特点,探析路面产生裂缝的原因,并从中提出有效防治裂缝的方法,保持路面的美观度和行车舒适度,延长道路使用寿命。
水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因1、车辆重复性荷载引发裂缝。
车辆反复性荷载性裂缝通常发生在基层的底部。
在车辆重复荷载的过程中,基层面底部会发生拉应力,当拉应力已经超出所用材料的强度极限时,水泥稳定碎石基层的底部就会产生裂缝。
车辆荷载重复作用下,水泥稳定碎石基层的底部裂缝就会慢慢的扩大并延伸到沥青面层,路面就会显现出裂痕。
2、材料温度胀缩性导致裂缝。
水泥稳定碎石基层是一种半刚性质的材料,是由水、胶凝料和集料混合后组成的。
半刚性材料的脆性很大,对温度具有很强的敏感度,容易产生温度性裂缝。
在温度较低的情况下,水泥稳定碎石材料就会产生膨胀收缩的反应,同时出现路面翘曲的现象。
当水泥稳定碎石材料上面的温度较下面的温度低时,由于材料的深度不一样,使得材料的收缩程度也不一样,最终就会导致路面板出现翘曲的现象,引发路面分裂。
路面板并不是导致路面分裂的主要原因,材料温度的热胀冷缩应力才是导致路面分裂的重要因素。
水泥的水化过程会放出很多的热能,而且水泥稳定碎石材料散热能力弱,再加上沥青表层有麻袋等杂物的覆盖,使得水泥稳定碎石材料内部的温度增加,从而产生膨胀的现象。
而水泥稳定碎石材料外部的温度降低就会产生冷缩的效应。
热胀冷缩的不断交替,形成巨大的拉应力,导致水泥稳定碎石表层的开裂。
3、材料水分干缩引发裂缝。
产生干缩性裂缝有两个时段,一个是水泥稳定碎石在压实成型到养护时期过程中的干缩。
水稳层裂缝处置方案简介水泥稳定碎石(简称水稳层)是一种常用的道路基层及中间层材料,其特点是具有高强度、耐久性好、防水防滑等优点。
然而,在施工或使用过程中,由于各种原因,水稳层容易出现裂缝问题,影响道路使用效果。
本文将从实际应用出发,介绍水稳层裂缝处置方案。
裂缝成因水稳层裂缝是由于多种原因造成的,主要包括以下几个方面:•施工不当或材料质量不合格•预留接缝过小或未留接缝•车流量大造成的沉降和变形•气温变化引起材料膨胀或收缩处置方法延伸接缝延伸接缝是指在水稳层中留出一定宽度的接缝,使材料在温度或车流量变化时能够自由膨胀或收缩、位移,从而减小裂缝的产生。
延伸接缝的建立需要注意以下几个问题:•接缝宽度须充分考虑材料的强度和变形,过小会增加材料的应力集中,并容易引起开裂或脱落。
•接缝深度需要结合水稳层的厚度和强度等因素,以确保接缝与底层达到良好的牢固性。
•接缝的规划应考虑材料的变形与功能,要保证材料满足道路使用要求。
缝充剂处理水稳层裂缝处置的另一种方法就是通过缝充剂处理来加固。
缝充剂主要是一种水泥基或沥青基的材料,可以在裂缝处填充,达到以下目的:•改变水稳层表面情况,提高防滑性。
•增加水稳层耐久性,延长使用寿命。
•防止松散材料下沉或飞扬,保证区内环境良好。
•提高道路的整体美观度,改善行车舒适度。
破损修复方法如果水稳层裂缝较为复杂,需要采取更为细致的处理方法。
常见的破损处置方法有以下几种:•小面积破损:可以采用混凝土材料进行侧修或救济,可采用碎石掺灰水泥的混凝土或预拌混凝土,灌注后进行养护并达到硬化状态后便可重新铺装。
•较大面积破损:对于面积较大的破损,采用拓扑修复方案进行修复,也就是先进行带有纵向排水沟的调整,然后在地面上铺一层混凝土,最后用稳定碎石混合料来填充。
•多层破损:针对多层破损,需要先将上层材料清除干净,然后进行较深的破损处置工作,主要表现为不同层面破损,可以参考施工大型空心结构的做法,进行钢筋布置和混凝土浇筑等工序。
黧塑、缝.水泥稳定碎石基层的收缩裂缝的成因及预防黄文广(安徽省六安市寿县交通局,安徽六安232200)懒蜀针对水泥稳定碎石基层收缩裂缝的形成原因进行归纳,分析了收缩裂缝形成杌理和影响因素,并提出了预防的技术砖塞。
洙键间水泥稳定碎石基层;收缩裂缝;成因;预防水泥稳定碎石基层在强度形成及使用过程中会因温度变化产生温度收缩裂缝和因含水量变化而产生干缩裂缝。
这种裂缝往往扩展到沥青面层形成反射裂缝。
裂缝的存在不仅使车辆行驶质量下降,而且也破坏了路面结构整体性和连续性,并在—定程度上导致结构强度的削弱。
裂缝使降水得以浸入,使基层交软,在大量行车荷载反复作用下结果导致路面强度大大降低,产生冲刷和卿泥现象,使裂缝加宽,造成路面破碎,加速道路的破坏,从而影响道路使用质量和寿命。
鉴于此,深入开展水泥稳定碎石基层开裂机理及防裂措施的研究,提出合理而实用的防治半刚性基层沥青路面裂缝的措施,对于有效地减少收缩裂缝、延馅酋路使用寿命,具有重要的现实意义。
1收缩裂缝的形成机理水泥稳定碎石基层收缩裂缝的类型主要有干缩裂缝和温缩裂缝2种类型1.1干缩裂缝的形成机理干燥收缩开裂是指水泥粉煤灰稳定碎石基层材料因内部含水量变化而引起的体积收缩开裂现象。
干燥收缩的基本原理是由于水分蒸发而发生的“毛细管张力作用”、“吸附水及分子间力作用”、矿物晶体或胶凝体的“层间水作用“以及“碳化脱水作用”而引起的整体宏观体积的变化。
一般首先散失大孔隙中的重力水,但这很难引起体积变化。
接着是毛细管孔中的水的毛细管张力作用,随着水分的散失,毛细管孔径越来越细,引起收缩。
在毛细管张力作用的后期,随着相对湿度的继续变小,吸附水和分子间力开始起作用,颗粒表面吸附水膜变薄,间距变小,分子力逐渐增加,引起体积收缩。
另外,碳化收缩也会引起基层材料的整体收缩,由于ca(O H)2和C02生成C aC O。
结晶物和水,水分散失后引起碳化收缩。
因此,;昆合科的矿物成分和分散度对基层材料干缩性影响最大,含有较多粘土矿物和分散度大、比表面大的材料有较大的千缩性;集料含量增加可减:!>基层整体材料的孔隙率、比表面和含水量,从而较大幅度的淄氏干缩性;此外,养生龄期增加,强度与刚度增加,可使干缩降低。
水泥稳定碎石基层常见问题及整改、预防措施水泥稳定碎石基层有良好的力学性能和板体性,但实际施工中存在许多问题,常见的问题有:裂缝、平整度差、摊铺过程中厚度变化大、表面松散等,现对常见问题的原因进行分析,并提出了整改、防治措施如下:一、裂缝1、原因分析 A、水泥用量过高水泥用量过高会产生温度收缩裂缝及干缩裂缝;B、细集料用量偏多细集料偏多比较便于施工,整体平整度好,但是很容易产生干缩裂缝;C、用水量大施工过程中频繁改变拌合站水泵的工作参数,使混合料的含水量变化大,使混合料含水量不均匀,容易产生干缩裂缝;D、养生控制不恰当洒水养生时间控制不当,在中午温度表较高的时间段洒水养生,容易产生温度裂缝。
2、预防控制措施 A、降低水泥用量在配合比设计阶段,根据对水泥稳定碎石基层的强度要求(上基层要求4Mp,下基层要求3.5Mp,如果允许)确定强度允许的最低水泥用量; B、配合比设计过程中减少细集料用量,充分形成骨架密实型结构,可以通过以下几个方面控制: a、降低4.75mm筛孔通过率,粗集料比例增加; b、适当提高19mm筛孔通过率,粗集料比例小,减少离席; c、降低0.075mm、0.6mm筛孔通过率,能很大程度的提高半刚性基层的抗裂性。
C、施工中根据天气变化适当调整含水量,保证混合料含水量在最佳含水量左右,防止产生干缩裂缝; D、洒水养生时,避开温度较高的中午,选择在温度变化不大的上午、下午洒水并一次性洒足; E、进行基层横缝切缝预处理,缝深5~10cm,缝宽0.6~1cm;切缝后及时用热沥青灌缝,灌缝前清除缝内杂物,保持缝内清洁,灌缝后在切缝处铺1m宽土工格栅。
二、平整度差1、原因分析 A、底基层平整度差,导致基层摊铺后平整度不好; B、配合比变化大,导致混合料收缩不均匀,影响平整度; C、运输车倒车经常碰撞摊铺机,使摊铺机不能匀速、不间断的摊铺,摊铺机摊铺速度不均匀会引起熨平板夯实程度变化大,形成“波浪”D、摊铺机频繁收料斗造成粗骨料离析,形成料窝,使混合料松铺系数变化大,导致碾压后平整度差; E、碾压过程中压路机“急刹车”导致摊铺的混合料严重变形,影响平整度; F、接缝处理不好,使接缝处平整度超出规范要求; G、管理不到位,未对施工中的其他操作缺陷进行及时处理。
水泥稳定基层施工中常见的裂缝问题及解决方法水泥稳定基层在道路和建筑工程中具有重要的作用,然而,在施工过程中,往往会出现一些裂缝问题,严重影响工程质量和使用寿命。
本文将就水泥稳定基层施工中常见的裂缝问题进行探讨,并提出相应的解决方法。
一、裂缝问题的分类水泥稳定基层施工中常见的裂缝问题主要可分为以下几类:1. 施工裂缝:这类裂缝主要由于施工操作不当,导致水泥稳定基层在硬化过程中出现收缩、开裂等现象。
2. 基层本身缺陷引起的裂缝:基层材料本身的质量问题,如土壤含水量、密实度等不符合要求,或者底层基础不均匀等问题,容易引发裂缝。
3. 荷载作用引起的裂缝:水泥稳定基层所受的荷载作用,如车辆运行荷载、地震作用等,可能导致裂缝产生。
二、裂缝问题的解决方法针对以上不同类型的裂缝问题,我们可以采取相应的解决方法,以确保水泥稳定基层施工质量。
1. 施工裂缝的解决方法(1)提高施工质量:在施工过程中,确保充分搅拌、均匀浇灌水泥稳定剂,避免局部浇筑过多或过少,导致不均匀收缩。
(2)控制施工温度:合理控制施工时的环境温度和水泥稳定层温度,避免过高或过低的温度对硬化过程产生不利影响。
(3)切割缝隙:在水泥稳定基层硬化后,及时进行切割缝隙,适当缓解内部应力,防止裂缝扩展。
2. 基层本身缺陷引起的裂缝的解决方法(1)加强基层质量检查:在施工前进行严格的基层质量检查,确保土壤含水量、密实度等达到设计要求。
(2)采用合适的改良措施:根据基层质量问题的具体情况,采取合适的改良措施,如加水、喷浆、填充等,提高基层稳定性。
3. 荷载作用引起的裂缝的解决方法(1)合理设计荷载:根据水泥稳定基层所受的荷载特点,进行合理的结构设计,确保基层能够承受相应的荷载。
(2)增加支撑措施:根据不同区域的地质条件和荷载情况,采取增加支撑措施,如加设过桥下水泥梁、设置伸缩缝等,减少裂缝的发生。
综上所述,水泥稳定基层施工中常见的裂缝问题可以通过提高施工质量、控制温度、切割缝隙、加强基层质量检查、采用合适的改良措施、合理设计荷载和增加支撑措施等方法来解决。
水泥稳定碎石基层裂缝成因及防治措施摘要:水泥稳定碎石基层是由水泥、粗集料、细集料和水按一定比例组成的路面结构层的支撑构件。
它是地基和路面的中间部分。
它具有硬度高、水稳定性好的优点。
但是,水泥稳定碎石基层对材料的要求很高,施工质量管理必须有较好的环境条件,否则很容易形成早期开裂的问题。
在原料优选、严格把控建筑施工质量和加强维护管理工作等方面都提供了综合的安全措施,以降低或防止水稳基层开裂的产生。
关键词:碎石基层;裂缝;防治措施1水泥稳定碎石基层裂缝形成机理1.1初期收缩裂缝此种裂缝也是在建筑工程上出现较常见的裂缝,其形成原因一般是由于挤压后的水稳基层中,水分挥发和水泥水化作用进一步降低了含水量,形成吸附和毛细作用、材料的矿物结晶、凝胶、层间水相互作用和碳化收缩效应,从而逐渐减少挤压后水稳基层的体积,进而产生裂缝。
这些裂缝通常在水稳基层完工后20天内形成,裂缝宽度通常为10~15mm,横向或半横向。
1.2中期内应力裂缝中期内应力裂缝的形成是由于水的稳定性、基材的干缩和温差的膨胀和收缩。
内部拉伸张力远大于其极限抗拉强度,导致强度较弱的水稳基层断裂。
这也是当前项目中最大的裂缝。
1.3后期荷载外力裂缝中期内应力裂缝区基本形成后,由于路面通过时间的增长和自身因素的影响,横向裂缝不断扩大,裂缝宽度也在增加。
同时,横向裂纹继续伴随纵向裂纹,最终形成网状裂缝区。
在车辆荷载的影响下,水稳基层继续产生裂缝,裂缝发展迅速,长度变化较大,发展到结构损伤的程度。
并可反射至道路表面,并严重影响到路面的正常使用功能。
2水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因分析2.1集料的影响骨料级配不良和细粉材料含量过高是导致水泥稳定碎石基层出现裂缝的不可忽视的原因之一。
当使用分类较差的骨料颗粒时,粗骨料和细骨料的共存很常见,结构硬度的一致性较差,变形值的变异系数较大,水泥稳定碎石基层的悬浮系数也较大。
由于粗集料凝聚部份硬度高,细集料凝聚部份硬度低,其干缩性系数较大,容易在内应力以及荷载外力的作用下,使水泥稳定碎石基层在硬度较低断面处破裂。
水泥稳定碎石基层裂缝防治与处理摘要:本文简单分析了水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因,阐述了裂缝的防治和处理措施。
关键词:水泥稳定碎石;裂缝;防治;处理措施1.裂缝类型及成因分析1.1干缩裂缝干缩裂缝是由于内部水分减少而引起体积收缩造成的。
水泥稳定碎石经拌和压实后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,水分会不断减少。
一方面混合料在凝结硬化过程中,水泥与水起水化反应,消耗大量的水分,水泥含量越高,则消耗的水分越多。
另一方面,碎石集料表面也要吸附水,集料中的细料成分越多,表面吸附的水分就越多。
基层施工时,气温太高、含水量太大,也会引起表面水分的大量蒸发。
1.2 温缩裂缝组成水泥稳定碎石半刚性基层材料的三相,即不同矿物颗粒组成的固相、液相(水)和气相在降温过程中相互作用的结果,使半刚性基层产生体积收缩,即温缩。
水泥稳定碎石由于混合料中有5%左右的水泥,所以具有热胀冷缩的性质,在混合料硬化初期,水泥水化放出较多的热量,但散热较慢,因此其内部温度较高,使内部体积膨胀。
而外部如遇气温急剧降低则冷却收缩,内胀外缩相互制约,产生较大的应力。
一旦应力超过其极限抗弯拉强度,将产生温缩裂缝。
温缩裂缝多数是横向分布。
1.3 网状裂缝网状裂缝也叫“龟裂”,它是由于承载力不足,在外力作用下产生沉降引起结构性破坏而导致的裂缝。
它是一种破坏性较大的裂缝,如遇下雨,极易造成雨水下渗,在汽车荷载作用下引起翻浆。
初期时仅为网状细裂纹,随着时间的推移,裂纹处基层内部的水分继续蒸发,裂纹逐渐发展成为发散形裂缝,并逐渐形成塌陷。
1.4 沉缩裂缝在非接茬部位产生的不规则纵向裂缝(有时伴有基层不均匀沉降变形),多是由于局部路基及底基层压实度达不到规范要求,在荷载作用下产生的,这种裂缝表面往往有一定的高差。
另外在填挖交界处及桥涵搭板处会出现横向沉陷裂缝,在雨水支管部位会出现不规则顺管走向的裂缝,在检查井周围出现不规则裂缝。
2.裂缝的防治措施水泥稳定碎石的干缩和温缩是引起路面基层开裂的主要原因。
水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治
摘要:由于水泥的水化和水分的蒸发,稳定类基层容易发生收缩变形,产生裂缝,这类裂缝对公路的负面影响很大,应当采取措施预防。
本文分析了水泥稳定碎石基层收缩裂缝形成机理与原因,并探讨了水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治措施。
关键词:水泥稳定碎石基层;收缩裂缝;成因;防治
一、水泥稳定碎石基层收缩裂缝形成机理
水泥与各种粗细集料经水拌和,碾压后,由于蒸发和混合料内部发生水化作用,混合料的水分会不断减少。
由于水的减少而发生毛细管作用、吸附作用、分子间作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。
半刚性材料产生干缩的程度或干缩性的大小与材料类型及物理化学性质、矿物成分、配比、材料的强度及含水量和环境条件有密切关系。
半刚性材料的干燥收缩是由于其内部含水量的变化而引起整体宏观体积收缩的现象。
因此含水量是影响半刚性材料干燥收缩最重要的因素,它影响着材料的干缩程度和规律。
适当控制含水量,可以控制收缩值的变化,所以在半刚性基层施工中,严格控制各原材料的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一。
二、水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因
由于水分的散失而产生的干缩裂缝,发生在铺筑沥青面层之前或之后,主要是横向裂缝,也有少数是纵向裂缝。
水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因较多,下面从施工角度进行分析:
(一)材料原因
1、颗粒级配不理想
颗粒级配不理想,或者级配尽管在级配曲线要求范围之内,但细料较多,容易产生干缩裂缝。
2、水泥用量
水泥稳定碎石基层强度随水泥剂量的增加而增高,但刚度的收缩系数也随着加大。
水泥用量过大,造成基层刚度过大,容易产生收缩裂缝。
3、含水量
水泥稳定碎石基层含水量的大小对基层的干缩系数影响较大。
当混合料中含水量过小时,混合料中水泥不能完全水化,降低了基层的整体强度;当混合料中含水量过大时,由于水分蒸发,未硬化胶体体积缩小致使路面产生干缩裂缝。
4、集料的影响
1)粒径:不同粒径的集料其干缩性不同,细料土比粗料土的干缩性大。
2)性质:塑性指数大的粘粒干缩性大。
(二)施工原因
1、拌和质量不高,不稳定:集料计量不准确,集料的级配得不
到保证,水泥和水分用量控制不严,每盘料差异太大;拌和时间不足、拌和不均匀,易出现粗细料集中、离析等现象。
混合料铺筑成形后由于不同地段、上下层之间的干缩温缩性不同,易产生裂缝。
2、压实不充分,使基层不够密实,空隙率大,抵抗干缩温缩拉应力
的能力也会大大降低。
3、碾压时混合料中含水量偏大,碾压后残留的水分过多,或混合料的含水量不一致,忽干忽湿,造成不同地段或上下层之间干缩温缩性不同,在外界条件影响下,易产生裂缝。
4、养生不及时。
水稳的养生十分关键,在养生期内必须保证表面的湿润,洒水应及时、均匀,否则在干燥炎热的气候条件下,2d~3d过后就会出现干缩裂缝;养生期满后,没有立即洒透层油保护,使水稳基层长期暴露在外,外界温度的变化、降雨、交通荷载均会影响基层的性能。
三、水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治措施
(一)优选材料
严格控制混合料中小于0.075以下的颗粒(矿粉、粘土)含量:小于0.075以下的颗粒含量增加时,不但增加了水泥的用量,而且基层表面还容易起皮(起砂),严重影响水稳层的质量。
同时,当细集料增加时,混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。
温度越低,细粒料对温缩的影响也越大。
因此,规范中水稳层的颗粒组成范围规定:集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时,小于0.075以下的颗粒含量不应超过5%,细粒土无塑性指数时,小于0.075以下的颗粒含量不应超过7%。
在实际施工控制中,要减小0.075以下的颗粒(矿粉、粘土)含量采用在储料场过筛方法除去或用水冲洗是很不现实也很费时的。
最好的方法是在破碎现场加装水洗装置或者在破碎机的皮带运输机最后一环节上再加装一个可360度旋转的滚动筛。
经
过这个工序,小于0.075以下的颗粒含量将会大大减小。
施工时,如果能将塑性指数控制在小于4%,不但可以减小水泥稳定粒料的收缩性,而且还可以提高压力水对基层的抗冲刷能力。
选用合适的水泥,一般来说,C 3A含量大、细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。
一般的水泥稳定碎石基层,其设计强度通常为3~5Mpa。
设计强度越高,所需水泥用量越大。
基层刚性越大,越易产生干缩性裂缝,缝宽也越大,所以规范规定水泥剂量≦6%(美国和日本也限制在6%,法国限制在5%)。
选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。
在普通骨料范围内,砂岩骨料的收缩最大,石灰岩和石英岩的干缩都较小。
掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。
加入新型外加剂,如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。
混凝土减缩剂的化学组成主要为聚醚或聚醚类衍生物,它几乎不存在水泥适应性问题,且与其它外加剂有良好的相容性。
良好的配合比设计。
通过级配的合理调整,尽可能采用骨架密实型结构,减少水泥含量,降低单方用水量,增加粗骨料的相对含量。
(二)严格控制碾压时的最佳含水量
水泥稳定碎石基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大。
施工碾压时含水量越大,结构层越易产生干缩性裂缝。
即使铺筑了沥青面层,在旱季或冬季也可能产生干燥裂缝。
因此在施工时,应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。
例如,在夏天施工气温较高,即使在同一天施工,混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同,并且,还要根据运距远近、运输车辆配置情况不断的调整,确保碾压时混合
料含水量在最佳含水量范围内。
为保证混合料含水量稳定,必须保证石料原材料含水量的稳定。
因此在施工时,应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。
例如,在夏天施工气温较高,即使在同一天施工,混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同,还要根据运距远近、运输车辆配置情况不断调整,确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。
混合料在运输过程中,采用篷布覆盖,以减少水分的散失和混合料含水量不均的现象。
(三)拌合
采用高性能拌和机进行混合料的拌和,可确保集料级配、水泥误差小,水的流量控制准确,能尽量排除不利因素,确保配合比准确。
(四)碾压
摊铺后及时进行碾压,根据气温情况,适当调整碾压段落长度,在气温高,混合料水分散发快时,采用20m左右作为一个碾压段,以尽量减少混合料表面水分散失,混合料水分散失过快,会造成混合料难于压实,气温低时,采用50m左右作为一个碾压段。
碾压过程中,严格控制水稳层的压实度,确保压实度在最大干密度98%以上,通过提高压实度来保证水稳层的强度,适当降低水泥用量,以提高水稳层荷载抵抗能力,同时能有效预防裂缝的发生。
(五)养生
碾压完成后经过压实度检验合格的路段应当立即进行养生.人工
使用土工布覆盖在碾压后的基层上面。
经覆盖2小时候.再次晒水并正常养护7天后将覆盖物清理干净。
注意晒水车不能使用高压式喷管,只能采用喷雾式喷头,因为高压式喷头容易破坏基层结构。
养生期内每天晒水次数应根据天气情况而定,要始终保持水泥稳定碎石基层表面湿润。
如果铺筑后养生不及时或不到位,导致水分散失比较快.导致干缩应力迅速增大但此时的抗应变能力还较低就易产生干缩裂缝,并随时间增长裂缝逐渐增加。
正确的养生既要保证水泥稳定碎石基层的强度,又要避免发生干缩裂缝。
参考文献
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