清遠(yuǎn)半剛性基層產(chǎn)生裂縫的原因及修補(bǔ)措施

一、裂縫產(chǎn)生的原因

1、載對(duì)路面的影響

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量飛速增長(zhǎng)，公路運(yùn)輸中汽車載現(xiàn)象非常嚴(yán)重。當(dāng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)軸載時(shí)，軸載的增加對(duì)路面造成的破壞是相當(dāng)嚴(yán)重和明顯的。由于軸載對(duì)路面的破壞具有很大潛力，即使是低頻率的載也可能路面造成很大破壞，因此載是造成路面早期破壞和使用性能差的主要因素。過(guò)量載的車輛造成了高速公路瀝青路面的開(kāi)裂，車轍及其他嚴(yán)重病害。

2、配合比設(shè)計(jì)的影響

2.1水泥的影響。

水泥是混凝土的重要組成部分，在混凝土中起膠結(jié)作用,是影響混凝土溫度裂縫的主要因素之一。混凝土的溫度升高主要是由水泥水化放熱引起的，水泥熟料的四種基本成分中，鋁酸三鈣水化速度較快，水化熱較大，硅酸三鈣次之。而水泥新標(biāo)準(zhǔn)中增加了鋁酸三鈣、硅酸三鈣的含量,并使水泥細(xì)度趨于較細(xì)，這使混凝土中膠凝材料的水化速度加劇，放熱速度變快，升溫較加迅速。另外水泥劑量是影響基層裂縫產(chǎn)生的一個(gè)重要因素，水泥劑量在大于5%時(shí)裂縫數(shù)量將明顯增加,所以應(yīng)該通過(guò)調(diào)整集料的級(jí)配來(lái)提高強(qiáng)度,降低水泥使用劑量。

2.2集料的影響。

控制集料較大料徑不過(guò)31.5mm,使用碎石(礫石)應(yīng)預(yù)先分級(jí)(3～４個(gè)不同粒徑，級(jí)配碎石層施工時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：1）顆粒組成應(yīng)是一根順滑的曲線。2）配料必須準(zhǔn)確。3）塑性指數(shù)應(yīng)符合規(guī)定。4）混合料必須拌和均勻，沒(méi)有粗細(xì)離析現(xiàn)象。集料含量在80～85%左右為較佳。

2．3礦物摻合料的影響。

美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)出版的實(shí)用手冊(cè)關(guān)于磨細(xì)料狀高爐礦渣混凝土中的應(yīng)用的報(bào)告指出：活性高的礦渣摻量若大于70%時(shí)，能有效降低混凝土的溫峰。摻用粉煤灰，尤其是采用大摻量粉煤灰的混凝土，對(duì)改善現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)早期開(kāi)裂較為有效。石灰與粉煤灰的比為1:3～１:４,摻入的石灰劑量為細(xì)料含量的8%～12%較為合理.

2.4水灰比的影響

水灰比是單位體積混凝土中用水量與水泥用量的比值(質(zhì)量比)。水灰比越小,單位體積混凝土中水泥用量越大.則在混凝土凝結(jié)硬化中水泥 水化放出的熱量越多,溫升就越快,混凝土內(nèi)外溫度越懸殊,在混凝土表面越容易出現(xiàn)收縮開(kāi)裂。

3.溫度裂縫的產(chǎn)生

半剛性材料是由固相(組成其空間骨架的原材料的顆粒和其間的膠結(jié)物)、液相（存在于固相表面與空隙中的水和水溶液）和氣相（存在于空隙中的氣體）組成，所以，半剛性材料的外觀脹縮性是三相不同的溫度收縮性的綜合效應(yīng)的結(jié)果。一般氣相大部分與大氣貫通，在綜合效應(yīng)中影響較小，可以忽略。混凝土中水泥和水發(fā)生水化熱時(shí)放出大量的熱,從而使混凝土內(nèi)部溫度不斷升高。混凝土的熱膨脹系數(shù)一般為1×10-5/℃，而混凝土又是熱的不良導(dǎo)體,當(dāng)水泥水化熱使混凝土溫度發(fā)生變化或環(huán)境溫度發(fā)季變化時(shí),混凝土結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生溫度變形和溫度應(yīng)力,結(jié)果使混凝土產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)這種溫度應(yīng)力過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

4.干縮裂縫的產(chǎn)生

混凝土硬化后,內(nèi)部的游離水會(huì)由表及里逐漸蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮,在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的約束下就會(huì)產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力,當(dāng)收縮變形導(dǎo)致的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂.另外,當(dāng)混凝土表面受風(fēng)吹日曬的影響發(fā)生劇烈的溫度變化時(shí),由于其內(nèi)部的溫度變化很小,內(nèi)外形成了很大的溫差,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

5.塑性收縮裂縫

塑性收縮是混凝土在初凝前的塑性階段失水形成的,主要表現(xiàn)為新澆筑的混凝土表面泌水,受風(fēng)吹、日曬造成混凝土在塑性階段的體積收縮。塑性收縮一般可達(dá)新澆筑混凝土體積的1%左右.當(dāng)表面日曬或風(fēng)大,內(nèi)部水分遷移速度小于表面水分蒸發(fā)的速度時(shí),混凝土表面的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)大于抹壓和覆蓋保水養(yǎng)護(hù),此類型裂縫會(huì)迅速向內(nèi)部延伸,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成貫通裂縫。

6.其他失水收縮

混凝土暴露在空氣中,空氣中的二氧化碳溶進(jìn)孔隙溶液中成為碳酸,與孔隙溶液中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和游離水,這些游離水蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土體積收縮成為碳化收縮。又如受碳化或淡水腐蝕等致使混凝土空隙液中PH值降低,氫氧化鈣量不足時(shí),會(huì)有一部分CSH凝膠或水化鋁酸鈣分解,析出氫氧化鈣,以充實(shí)體系中的堿度,分解過(guò)程中都同時(shí)產(chǎn)生游離水,這些游離水進(jìn)一步蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土體積收縮。這些收縮出現(xiàn)在混凝土硬化后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),一般會(huì)使干燥收縮裂縫擴(kuò)寬或向深處發(fā)展。

7.施工工藝的影響

7.1控制路基的填筑質(zhì)量和底基層的施工質(zhì)量也是關(guān)鍵。路基不均勻沉降會(huì)造成基層的裂縫或裂縫的增加,且很容易反射到瀝青面層。所以路基土石方應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范施工,分層填表筑,分層壓實(shí),滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性(整體穩(wěn)定性和水溫穩(wěn)定性)的要求。應(yīng)特別注意溝塘回填和基底過(guò)濕段的處理,盡可能采用砂礫、碎石等水性材料填筑。在路床部分,采用強(qiáng)度高、料徑小的填料(如**砂礫)或用石灰改善土填筑。

7.2高等級(jí)公路基層的施工日前大多數(shù)采用連續(xù)拌合機(jī)集中廠拌法拌制混合料,并用攤鋪機(jī)攤鋪。在拌和前應(yīng)嚴(yán)格掌握各種集料的含水量,對(duì)細(xì)集料(如石屑、砂)應(yīng)進(jìn)行覆蓋,防止雨淋而致使含水量水量過(guò)大,影響配料的準(zhǔn)確性及拌和的均勻性。在攤鋪過(guò)程中嚴(yán)防粗細(xì)集料的離析,為防止裂縫從邊緣薄弱處開(kāi)始出現(xiàn),可在兩邊支設(shè)模板,或培土路肩,高度一般大于二灰碎石的虛鋪厚度（為25～３０cm），用人工修整切齊內(nèi)側(cè),保證小肩內(nèi)側(cè)垂直于底層,防止二灰壓實(shí)后向外平移,增加邊緣處的密實(shí)度和強(qiáng)度。

7．3碾壓及時(shí)。盡量控制在水泥初凝之前碾壓完畢。在較佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓，直到達(dá)到下列按重型擊實(shí)實(shí)驗(yàn)法確定的要求壓實(shí)度：中間層：**基層：98% 底基層：96%。應(yīng)使用12T以上三輪壓路機(jī)碾壓，每層的壓實(shí)度不應(yīng)過(guò)15～18cm。用重型振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)碾壓時(shí)，每層的壓實(shí)厚度可達(dá)20cm。

7．4養(yǎng)生。養(yǎng)護(hù)中的關(guān)鍵是保證在鋪筑瀝青面層之前，半剛性基層不產(chǎn)生收縮裂縫。對(duì)基層施工后的養(yǎng)生通常因面積大，難以覆蓋而采用灑水養(yǎng)生的辦法。一般在路段成型后24小時(shí)后方可灑水養(yǎng)生（具體情況根據(jù)當(dāng)時(shí)天氣而定），不得過(guò)早防止表層灰漿被水沖走。灑水養(yǎng)生時(shí)，不得將邊緣處漏灑或少灑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)盡可能在基層成型后3天內(nèi)采用草席覆蓋的方式養(yǎng)生，覆蓋應(yīng)嚴(yán)密不留縫隙。后繼續(xù)灑水養(yǎng)生，未采用覆蓋措施的基層上，除灑水車外，應(yīng)封閉交通，在采用覆蓋措施的水泥穩(wěn)定碎石層上不能封閉交通時(shí)，應(yīng)限制重車輛通行，其它車輛車速不得過(guò)30km/h。這樣能明顯增加基層表面強(qiáng)度和基層整體的均勻性。在養(yǎng)生7天后，盡可能進(jìn)行封層施工，30天內(nèi)進(jìn)行面層瀝青混凝土的施工。

二、修補(bǔ)措施

對(duì)于已經(jīng)已經(jīng)反射到瀝青面層的裂縫（一般是指橫縫）可以用密封膠灌縫。

瀝青路面灌縫受開(kāi)槽深度，槽壁干燥度、清潔度、施工氣溫、灌縫材料等因素影響。

1、密封膠的選擇：一般選擇寶利福型密封膠（34518），因?yàn)樗m用于溫帶，夏季氣溫不過(guò)38℃和冬季不**-18℃的地區(qū)（類似于山東省的氣溫，一般在春秋兩季施工），它是一種較好的灌縫材料，具有良好的流動(dòng)性和粘結(jié)力，在常溫和低溫狀態(tài)下，都具有很高的彈性，能始終保持其穩(wěn)定的密封作用。可用于瀝青或水泥路面裂縫和伸縮縫密封處理。

２、 施工工藝

（1） 封閉交通：按規(guī)定擺放安全標(biāo)志，設(shè)專人指揮交通，并根據(jù)工程進(jìn)度隨時(shí)移動(dòng)標(biāo)志牌。

（2） 開(kāi)槽（擴(kuò)縫）：按照要求尺寸（一般縫寬1cm，深2cm）沿裂縫方向進(jìn)行開(kāi)槽，在開(kāi)槽過(guò)程中，一定要使槽邊緣順直整齊。

（3） 清理槽：利用空壓機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)對(duì)縫內(nèi)的松勁用顆料粒和雜物穩(wěn)底清理，一般需吹縫二遍。對(duì)于水分較大的裂縫，要用熱空空壓機(jī)進(jìn)行清理，確保干凈無(wú)塵屑，使灌縫材料與槽壁緊密結(jié)合。預(yù)熱：用普通液化氣罐外接噴火裝置，在實(shí)施灌縫前對(duì)凹槽加熱，溫度達(dá)到80-100℃即可，這樣有利于灌縫膠和瀝青混凝土的粘結(jié)牢固。

（4） 預(yù)熱:用普通液化氣罐外接噴火裝置,在實(shí)施灌縫前對(duì)凹槽加熱,溫度達(dá)到80-100℃即可,這樣有利于灌縫膠和瀝青混凝土的粘結(jié)牢固。

（5） 灌縫：在密封膠加熱溫度達(dá)到188℃時(shí)，加熱爐盤自動(dòng)停止加溫進(jìn)入保溫狀態(tài)，這時(shí)幫灌縫機(jī)上自帶的具有刮平裝置的壓力噴頭將密封膠均勻灌入槽內(nèi)。灌縫分兩次灌滿，一次灌入槽深的4/5，二次灌滿并在槽口兩側(cè)拉成寬50mm，厚2-3mm（高出路面）的T

型貼封層。

（6） 撒料養(yǎng)護(hù)：在剛灌滿的封膠表面撒布石粉或細(xì)砂，待灌縫膠冷卻至常溫后即可開(kāi)放交通，一般冷卻時(shí)間為15分鐘。

基層裂縫的產(chǎn)生，一部分將反射到瀝青混凝土面層，給路面帶來(lái)一定的質(zhì)量隱患，使路面耐久性降低。基層裂縫出現(xiàn)較多時(shí)，承包人擔(dān)負(fù)的自理費(fèi)用也較大，所以從路基、路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)和施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都要重視，這就要求承包人在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)、施工計(jì)劃安排上都應(yīng)考慮路面結(jié)構(gòu)層施工的銜接。在公路工程建設(shè)施工中，只要采取積極有效的措施，不斷利用新技術(shù)、新材料來(lái)提高施工質(zhì)量，才能較好地解決瀝青混凝土路面半剛性基層反射裂縫問(wèn)題，確保正常發(fā)揮公路安全、舒適、快捷、高效的作用。