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        2010巖土工程師基礎(chǔ)輔導(dǎo):水泥裂縫的預(yù)防

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        裂縫的預(yù)防
            1、嚴(yán)格控制級(jí)配和壓實(shí)度:作為水泥穩(wěn)定基層用的碎石要求不是很高,規(guī)范中只有4個(gè)指標(biāo):相對(duì)密度、壓碎值、有機(jī)質(zhì)含量、硫酸鹽含量,因此很多巖礦都可作為基層碎石的料礦。高速公路基層碎石用量是很大的,而一般外購(gòu)的一個(gè)石料場(chǎng)的產(chǎn)量卻很小,就必須同時(shí)使用幾個(gè)料場(chǎng)進(jìn)料,并且由于儲(chǔ)料場(chǎng)地不足而又混堆儲(chǔ)料,這就產(chǎn)生兩個(gè)很嚴(yán)重的問題:一是由于不同礦源篩網(wǎng)不同造成同一檔料內(nèi)各粒料數(shù)量不同,幾檔材料混合后,生產(chǎn)配合比經(jīng)常變化,極易超出上限或下限。二是各料場(chǎng)碎石的密度不同,在確定干密度帶來很大的困難——無法在幾種混合礦料中得到一個(gè)代表性的干密度,最終導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行正常壓實(shí)度檢測(cè)和控制,壓實(shí)度經(jīng)常超過100%或小于極限值。
            如果只使用一個(gè)巖礦做粗集料的料場(chǎng),既能保證生產(chǎn)配合比與理論配合比吻合較好,也能保證干密度不至于經(jīng)常變化,有利于壓實(shí)度的現(xiàn)場(chǎng)控制。事實(shí)證明,水泥穩(wěn)定碎石基層級(jí)配和壓實(shí)度的好壞,不但影響水泥穩(wěn)定基層的干縮性,而且還影響到水泥穩(wěn)定基層的耐凍性。所以,控制好級(jí)配和壓實(shí)度可預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。
            2、嚴(yán)格控制混合料中小于0.075以下的顆粒(礦粉、粘土)含量:小于0.075以下的顆粒含量增加時(shí),不但增加了水泥的用量,而且基層表面還容易起皮(起砂),嚴(yán)重影響水穩(wěn)層的質(zhì)量。同時(shí),當(dāng)細(xì)集料增加時(shí),混合料的溫縮系數(shù)隨溫度降低的變化幅度越來越大。溫度越低,細(xì)粒料對(duì)溫縮的影響也越大。因此,規(guī)范中水穩(wěn)層的顆粒組成范圍規(guī)定:集料中0.5mm以下細(xì)粒土有塑性指數(shù)時(shí),小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過5%,細(xì)粒土無塑性指數(shù)時(shí),小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過7%。
            在實(shí)際施工控制中,要減小0.075以下的顆粒(礦粉、粘土)含量采用在儲(chǔ)料場(chǎng)過篩方法除去或用水沖洗是很不現(xiàn)實(shí)也很費(fèi)時(shí)的。的方法是在破碎現(xiàn)場(chǎng)加裝水洗裝置或者在破碎機(jī)的皮帶運(yùn)輸機(jī)最后一環(huán)節(jié)上再加裝一個(gè)可360度旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)篩。經(jīng)過這個(gè)工序,小于0.075以下的顆粒含量將會(huì)大大減小。施工時(shí),如果能將塑性指數(shù)控制在小于4%,不但可以減小水泥穩(wěn)定粒料的收縮性,而且還可以提高壓力水對(duì)基層的抗沖刷能力
            3、嚴(yán)格控制水泥用量和碾壓時(shí)的含水量:一般的水泥穩(wěn)定碎石基層,其設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常為3~5Mpa。設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高,所需水泥用量越大。基層剛性越大,越易產(chǎn)生干縮性裂縫,縫寬也越大,所以規(guī)范規(guī)定水泥劑量≦6%(美國(guó)和日本也限制在6%,法國(guó)限制在5%)。
            水泥穩(wěn)定碎石基層干縮應(yīng)變隨混合料的含水量增加而增大。施工碾壓時(shí)含水量越大,結(jié)構(gòu)層越易產(chǎn)生干縮性裂縫。即使鋪筑了瀝青面層,在旱季或冬季也可能產(chǎn)生干燥裂縫。因此在施工時(shí),應(yīng)根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加或減少拌和用水量。例如,在夏天施工氣溫較高,即使在同一天施工,混合料的拌和用水量也應(yīng)早、中、晚各不相同,并且,還要根據(jù)運(yùn)距遠(yuǎn)近、運(yùn)輸車輛配置情況不斷的調(diào)整,確保碾壓時(shí)混合料含水量在含水量范圍內(nèi)。
            攤鋪完成后,要及時(shí)用尼龍布、麻袋布覆蓋進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),防止基層因混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用和水分的過分蒸發(fā)引起表面的干縮性裂縫現(xiàn)象。如果在冬天施工溫度較低,則可以用一層塑料薄膜再加上二層土工布覆蓋保溫,不一定需要灑水養(yǎng)護(hù)。
            可能的情況下,養(yǎng)護(hù)期結(jié)束,立即進(jìn)行瀝青封層或透層油的施工,及時(shí)攤鋪瀝青混凝土面層,這樣水穩(wěn)層*露在外面風(fēng)吹日曬雨淋的時(shí)間短,能有效地減少“重復(fù)干縮”產(chǎn)生的裂縫。這個(gè)措施是非常有效的。
            4、選擇有利的季節(jié)或時(shí)間進(jìn)行水穩(wěn)基層的施工:水穩(wěn)基層施工選擇在年平均氣溫時(shí)期施工。由于此時(shí)氣溫變化不大,結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度應(yīng)力較小,水穩(wěn)層不易產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。施工時(shí)的氣溫與一年中最冷或最熱時(shí)的溫差越大,越易產(chǎn)生溫縮性裂縫。
            如果在夏天酷暑條件下施工,能選擇在早晚的時(shí)間,盡可能避開中午時(shí)間進(jìn)行攤鋪,并要加強(qiáng)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù),保證水穩(wěn)層處于濕潤(rùn)狀態(tài)。
            冬天氣溫低于5℃時(shí),一般不能進(jìn)行水穩(wěn)基層的施工。在有冰凍的地區(qū),應(yīng)在第一次重冰凍(-3~-5℃)到來之前半個(gè)月到一個(gè)月內(nèi)完成。