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(zhì)量的好與壞直接關(guān)系到整條路線的使用年限,乃至對(duì)整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)效益及日后的社會(huì)效益產(chǎn)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(zhì)量,是廣大工程技術(shù)人員努力的方向。二灰碎石基層是新改建及大修項(xiàng)目中較常見的一種形式,出現(xiàn)的問(wèn)題也比較多。

2.0破壞形式

在公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)工程中,人們比較常見的問(wèn)題是:

2.1路面橫向裂縫

2.2設(shè)有二灰碎石基層的路面局部出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象,進(jìn)而發(fā)展成坑槽。

2.3二灰碎石基層施工中,底部2cm左右強(qiáng)度提高較慢,成型不統(tǒng)一。

3.0原因分析

3.1關(guān)于路面橫向裂縫問(wèn)題,在公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)中是經(jīng)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(yán)重者在10米左右。從事公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)的工程技術(shù)人員曾從多個(gè)方面,多種情況進(jìn)行分析補(bǔ)救,情況雖有好轉(zhuǎn),但至今仍沒(méi)有完全杜絕。究其原因,它與工程建設(shè)中所使用的材料(包括土質(zhì)、粒料、水分)、養(yǎng)護(hù)條件、氣候(空氣的潮濕程度等諸多因素有很大關(guān)系。因此,如何杜絕裂縫或?qū)⒘芽p減少到最低限度,是廣大公路工程技術(shù)人員努力的方向。造成路面裂縫的原因有以下幾個(gè)方面:

3.1.1施工所用土質(zhì)塑性指數(shù)高,一般在20-30之間。尤其是一級(jí)公路以下的公路工程,由于工程造價(jià)問(wèn)題,公路施工用土只能在兩側(cè)就地取土,雖然工程技術(shù)人員在施工中考慮了這一問(wèn)題,也采取了一定的措施,但難以達(dá)到理想的效果。一般公路工程施工季節(jié)3-10月之間進(jìn)行,其中很長(zhǎng)一段時(shí)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(guò)快,強(qiáng)度迅速提高,加之施工用土塑指過(guò)大,造成基層裂縫反射至面層。

3.1.2施工中各工序銜接過(guò)緊。由于工期所限,施工進(jìn)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(jìn)行下一工序的施工,水分沒(méi)有充分流失,灰土沒(méi)有達(dá)到足夠的強(qiáng)度,致使再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(竣工后),達(dá)到了足夠的強(qiáng)度,加之其他原因造成灰土開裂,反射至面層。

在武港線二級(jí)公路施工中所反映出來(lái)的情況充分說(shuō)明了這一問(wèn)題。負(fù)責(zé)K150+000-K155+000路段的施工隊(duì)伍,無(wú)論是技術(shù)力量還是機(jī)具設(shè)備在整條路線的施工隊(duì)伍中是最強(qiáng)的,因此,施工進(jìn)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(jīng)檢驗(yàn)合格,立即進(jìn)行下一工序的施工,其中間隔只有2-5天,從交接驗(yàn)收的情況來(lái)看,各項(xiàng)實(shí)測(cè)指標(biāo)均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求,而且表面質(zhì)量平整良好,沒(méi)有出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,但是在整個(gè)工程竣工一年后,發(fā)現(xiàn)路面面層出現(xiàn)了間距10-20米不等的橫向裂縫。而負(fù)責(zé)K120+000-K128+000路段的施工隊(duì)伍,其技術(shù)力量不錯(cuò),但碾壓機(jī)械缺少,施工進(jìn)度相對(duì)較慢,每一工序完成后,相隔10-15天才能進(jìn)行下一工序的施工,而且部分段落出現(xiàn)不同程度的裂縫,但是,該路段竣工一年后裂縫較少,沒(méi)有出現(xiàn)大面積的裂縫現(xiàn)象,只是在個(gè)別路段出現(xiàn)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(guò)大,含泥量超限,所用材料超出級(jí)配范圍,細(xì)粒料偏多,成型后含水量大,加之氣候原因,水分流失過(guò)快,強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速,也是造成裂縫的原因之一。

從近幾年施工經(jīng)驗(yàn)上看,二灰碎石早期強(qiáng)度提高過(guò)早過(guò)高也容易出現(xiàn)裂縫,二灰碎石的裂縫與施工季節(jié)有關(guān),上半年施工的工程易出現(xiàn)裂縫,下半年施工的工程裂縫較少,而接轉(zhuǎn)工程(第一年完成灰土底基層,第二年進(jìn)行二灰碎石基層施工)裂縫更少,有的路段幾乎沒(méi)有裂縫。

空氣的潮濕程度,對(duì)二灰碎石基層的施工也有較大的影響。近年來(lái)在滄州沿海一帶施工的公路工程,凡是設(shè)有二灰碎石基層的路面結(jié)構(gòu),沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)裂縫現(xiàn)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(qiáng)度提高緩慢,成型期長(zhǎng),以鉆芯機(jī)強(qiáng)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(jī)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(shí)影響較大,試驗(yàn)表明,當(dāng)溫度在T=0-10時(shí),在最佳含水量附近總出現(xiàn)最大的溫縮系數(shù)。干縮的基本原理是由于水的蒸發(fā)而發(fā)生的毛細(xì)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(qiáng)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(dǎo)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(wèn)題。該問(wèn)題在滄州出現(xiàn)是在公路施工部門剛剛接觸二灰碎石基層施工的時(shí)期,當(dāng)時(shí)的施工方法是路拌法,由于缺乏施工經(jīng)驗(yàn),拌和料含水量較高,而且碾壓遍數(shù)較多,致使二灰碎石基層出現(xiàn)了“唧泥”現(xiàn)象,其表面形成了一種“素二灰漿”薄層,強(qiáng)度很低,而且表面光滑無(wú)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(guò)行車使其石子外露不僅不切實(shí)際,而且會(huì)產(chǎn)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(jīng)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(wèn)題,大都出現(xiàn)在場(chǎng)拌機(jī)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(zhì)量檢測(cè)中,尤其是在其強(qiáng)度的鉆芯取樣時(shí),經(jīng)常發(fā)現(xiàn)樣品的底部2cm左右,強(qiáng)度較低,與上部成型不統(tǒng)一。經(jīng)分析原因如下:施工時(shí),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(dǎo)致強(qiáng)度提高緩慢。基層邊部由于緊靠土質(zhì)培肩,也易出現(xiàn)類似情況。以上情況在基層鉆芯取樣時(shí),其樣品表現(xiàn)的最為明顯。

4.0防治措施

針對(duì)以上問(wèn)題,可采取如下措施加以防治

4.1路面的橫向裂縫問(wèn)題

4.1.1改變底基層施工用土的塑性指數(shù)

(1)在工程造價(jià)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(zhì)用于施工;

(2)在施工用土中摻加其他原料,以達(dá)到降低土的塑性指數(shù)符合施工規(guī)范要求的目的。

滄州市交通局工程處在307國(guó)道施工中,為了降低底層施工用土的塑性指數(shù),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(jīng)觀察效果良好,達(dá)到了預(yù)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(jié)構(gòu)層的養(yǎng)護(hù)時(shí)間及符合要求的養(yǎng)護(hù)條件,一般情況下養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7天,塑指較大的路段養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于15天,讓其在合理的養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到足夠的強(qiáng)度,然后再進(jìn)行下一工序的施工,減少反射裂縫。此種方法經(jīng)施工驗(yàn)證是可行的,效果非常明顯!

4.1.3改變基層的粒料結(jié)構(gòu)

為了解決好二灰碎石基層的裂縫問(wèn)題,工程技術(shù)人員曾進(jìn)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(jié)構(gòu),將原二灰碎石所用粒料,由混合料改為級(jí)配碎石,保證80%粒料比例不變,0.8MP。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不變,集料連續(xù)級(jí)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(jié)型,減少收縮;增大粗粒料用量,減少對(duì)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(dāng)級(jí)配代替單一級(jí)配,減少缺乏連接面以造成離析和平整度差等缺點(diǎn)。

(2)施工中嚴(yán)格控制碾壓含水量。

(3)改用水泥穩(wěn)定碎石施工。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,各條路線交通量迅速增長(zhǎng),同時(shí)對(duì)

公路的等級(jí)要求也在不斷提高。近兩年來(lái),在滄州區(qū)域內(nèi)所修建的二級(jí)公路以上的公路工程,其基層結(jié)構(gòu)均采用了水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)(粒料為級(jí)配碎石),經(jīng)觀察效果良好。

4.1.4控制基層強(qiáng)度上限到某一強(qiáng)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(hù)條件

養(yǎng)護(hù)條件對(duì)于防護(hù)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(shí)觀察,加大養(yǎng)護(hù)用水量,確保二灰碎石有一個(gè)理想的養(yǎng)護(hù)環(huán)境。

4.2 二灰碎石唧漿問(wèn)題

4.2.1 改變粒料結(jié)構(gòu),將原二灰碎石所用粒料,由混合料改為級(jí)配碎石。

4.2.2 施工時(shí)嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù),避免出現(xiàn)“唧泥”現(xiàn)象。

4.2.3 確保面層不透水、不裂縫

(1)增加水層設(shè)置,加強(qiáng)路肩排水。

(2)面層所用粒料級(jí)配要合理。

(3)加強(qiáng)路面的日常護(hù)理,發(fā)現(xiàn)裂縫及時(shí)封堵。

4.3 二灰碎石成型不統(tǒng)一問(wèn)題

基層施工前,要對(duì)底基層表面及兩側(cè)路肩進(jìn)行一次撒水濕潤(rùn),撒水時(shí)間要合理,如早晨施工,要在前一天晚上進(jìn)行,撒水量要大,使其充分濕潤(rùn)。施工時(shí)看其濕潤(rùn)程度,隨時(shí)進(jìn)行撒水,撒水量要小,以不施施工車輛打滑為準(zhǔn)。近年來(lái)這一措施在施工中應(yīng)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(jié)語(yǔ)

公路路面基層施工,根據(jù)施工區(qū)域的不同各有其特點(diǎn),施工中或竣工后出現(xiàn)和發(fā)生的問(wèn)題也各有不同,只要我們不懈努力,認(rèn)真探討,定能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題,把公路工程建設(shè)的盡善盡美。以上問(wèn)題是自己在工作中積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),作為探討僅供參考。