高原、高寒地區(qū)水泥穩(wěn)定碎石裂縫施工控制要點(diǎn)摘要：高原、高寒、高海拔地區(qū)普遍具有氣溫低，晝夜溫差大，紫外輻射強(qiáng)的特點(diǎn)，隨著經(jīng)緯度不同降雨量差別較大，受地理環(huán)境影響極易造成路面損壞基于上述特點(diǎn)高海拔地區(qū)，應(yīng)用較為普遍的基層是水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，因此需要結(jié)合高原、高海拔、高寒地區(qū)特點(diǎn)合理控制基層裂縫。關(guān)鍵詞：高原高寒；水泥穩(wěn)定碎石；裂縫；控制要點(diǎn)1、裂縫分類目前公路界公認(rèn)的水泥穩(wěn)定碎石裂縫為，干縮裂縫、溫縮裂縫兩類。在高原地區(qū)也同樣適用，高寒地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫基層材料受環(huán)境影響的收縮變形從施工順序上可劃分為兩個(gè)階段：瀝青面層未覆蓋以前，在高寒地區(qū)低降水高蒸發(fā)量、以及養(yǎng)護(hù)缺水的環(huán)境因素下，施工早期是以干燥收縮為主的階段；基層施工完畢覆蓋了瀝青面層后，干燥收縮已處于穩(wěn)定階段，此后是以低溫收縮與晝夜溫差產(chǎn)生的溫度收縮作用為主的階段?？傊瑖?yán)重影響高寒地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫基層的環(huán)境因素主要有溫度和濕度兩個(gè)方面，風(fēng)場只是對這兩個(gè)因素作用的強(qiáng)化，現(xiàn)就這兩方面的氣候影響因素具體介紹。2、裂縫危害水泥穩(wěn)定碎石是應(yīng)用最為普遍的半剛性路面的基層，水泥穩(wěn)定碎石基層具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好、剛度大等特點(diǎn)，能提高路面的承載力，因而廣泛用于修建高等級公路主次要承重層，但由于隨溫度和濕度的變化容易產(chǎn)裂縫，由下而上擴(kuò)展到瀝青表面形成反射裂縫，造成路面早期破壞，其本身的危害性有限，但裂縫出現(xiàn)后，影響了基層、路面的性能，如抵抗變形的能力降低、強(qiáng)度下降、承載力下降，空氣與雨水、雪水等進(jìn)人路面后，降低了路面的整體性、穩(wěn)定性、耐久性隨著時(shí)間的延續(xù)，必然會造成更大的危害，使局部路面過早地?fù)p壞，道路的整體使用壽命縮短。3、裂縫形成的原因溫縮裂縫水穩(wěn)碎石中含有3.0%~6.0%的水泥成分，受自身水化熱及外部環(huán)境因素影響散熱比較緩慢，熱量集聚，導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高，使得內(nèi)部體積膨脹，受高原高寒氣候晝夜溫差較大影響，高低溫循環(huán)變化頻繁，外部遇到比較寒冷的天氣時(shí)，外部發(fā)生收縮，在內(nèi)漲外縮的相互作用下，高低溫循環(huán)變且變化速率快間隔時(shí)間短的情況下，粒料界面經(jīng)歷溫度應(yīng)力的反復(fù)作用會使其產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而當(dāng)應(yīng)力的變化超出其自身極限抗彎抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會促使溫縮裂縫的產(chǎn)生。干縮及收縮裂縫壓實(shí)后的水泥穩(wěn)定基層中的水不斷蒸發(fā)和水泥水化作用使水分不斷減少，產(chǎn)生毛細(xì)作用、吸附作用、分子間力作用以及材料礦物晶體、凝膠體層間水的作用碳化收縮作用等，使水泥穩(wěn)定基層壓實(shí)體產(chǎn)生體積收縮，形成收縮裂縫。4、控制裂縫措施根據(jù)上述影響水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生干縮、溫縮因素，從材料選擇、配合比設(shè)計(jì)養(yǎng)生等方面考慮，減少或削弱裂縫的發(fā)生應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。水泥品種及用量的選擇水泥的初凝時(shí)間應(yīng)不小于3h，終凝時(shí)間應(yīng)不小于6h,施工時(shí)盡可能選用終凝時(shí)間達(dá)到10h，宜采用42.5級及以上緩凝水泥。水泥劑量和礦料級配是影響水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度的主要因素。當(dāng)水泥劑量較小時(shí)，混合料本身的強(qiáng)度很低，由于水分散失所產(chǎn)生的收縮力作用下發(fā)生較大的干縮應(yīng)變；隨著水泥劑量的增加，混合料本身強(qiáng)度不斷增加，限制了部分干縮變形，導(dǎo)致混合料干縮應(yīng)變降低，但干縮變形總量也在增加；當(dāng)水泥增加到一定量時(shí)，強(qiáng)度增長對干縮變形的限制與失水作用導(dǎo)致干縮變形達(dá)到相對平衡時(shí)，有最小的干縮應(yīng)變；隨著水泥劑量的繼續(xù)增加，收縮作用大于強(qiáng)度對變形的限制作用，干縮應(yīng)變又有所增加。施工中要求水泥劑量應(yīng)不大于6.0%。選用合格材料，降低碎石的黏土量碎石的規(guī)格控制在5mm?30mm，石屑0mm?5mm，通過0.075mm篩孔的顆粒含量宜控制5%以下。如果0.075mm下粒徑太多，則收縮系數(shù)增大，會增大其收縮裂縫。根據(jù)進(jìn)料量經(jīng)常進(jìn)行篩分試驗(yàn)，隨著進(jìn)料級配的變化及時(shí)調(diào)整配比，使骨料級配能夠形成骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，并對細(xì)集料含量加以限制。優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)高寒地區(qū)配合比設(shè)計(jì)高寒地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫基層的力學(xué)及路用性能與它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有著非常密切的關(guān)系。在高寒地區(qū)氣候因素作用較大的情況下，結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)力學(xué)特性和路用性能也隨之發(fā)生變化。目前混合料級配類型目前普遍認(rèn)同半剛性基層混合料結(jié)構(gòu)按照材料組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同分為四種類型，為均勻密實(shí)結(jié)構(gòu)、懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)和骨架孔隙結(jié)構(gòu)。高寒地區(qū)水泥穩(wěn)定砂礫基層結(jié)構(gòu)類型適用性分析依托青海省省道308項(xiàng)目工地試驗(yàn)室及目前施工水泥穩(wěn)定砂礫對水泥穩(wěn)定砂礫配合比設(shè)計(jì)適用性質(zhì)進(jìn)行分析如下：①采用的混合料指標(biāo)計(jì)算方法試驗(yàn)說明：采用小試件為小圓柱形試件，試件尺寸5mmX5mmX5mm；大試件為大圓柱形試件，試件尺寸15mmX15mmX15mm；小梁試件尺寸4mmX4mmX16mm,中梁試件尺寸10mmX10mmX40mm，采用振動(dòng)成型。XM4%代表水泥含量為4%的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、GM5%代表水泥含量為5%的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)、GK骨架孔隙結(jié)構(gòu)。②各級配類型的混合料強(qiáng)度特性試驗(yàn)結(jié)果及其分析表3水泥穩(wěn)定砂礫試件試驗(yàn)結(jié)果由試驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：水泥穩(wěn)定碎石由試驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：水泥穩(wěn)定碎石4種類型混合料項(xiàng)目類型最空含丿K證％最大「密?gzcmm杭壓強(qiáng)度恥n游裂強(qiáng)度恥已航加111揶模量Mpn振動(dòng)壓實(shí)振動(dòng)壓嚶咲23^28AXM4%5.022.44.36.30.861440XM5%5.12.425.17.40.881600xm5.092.Id6.69.31.231680GM4%4.792.Id4.87.30.761590GM5%4.BS2445.93.71.021833GM6%5.D12.北6.99.61.3118704.S12.224.17.20.691642GK8%4.662.2?5.38.4Q.9820224.682.256.49.71.23235828天齡期相對于7天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出增長的趨勢，但增幅較緩。說明初期強(qiáng)度增長快，當(dāng)初期強(qiáng)度形成后，強(qiáng)度增長變緩，這是半剛性基層強(qiáng)度增長的特點(diǎn)。另外，4種類型混合料隨著水泥劑量增加，含水量、最大干密度、強(qiáng)度指標(biāo)也隨之增加。同種水泥劑量水穩(wěn)混合料比較：骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)比懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)的7天、28天強(qiáng)度大；同為6%的水泥劑量，骨架孔隙結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度明顯低于骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，分析骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)需要較高的壓實(shí)度以及對集料的要求較高；并且骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)能夠以較低的最佳含水量獲得和懸浮密實(shí)相差不大的最佳干密度。經(jīng)對比分析：水泥劑量、混合料類型對于強(qiáng)度指標(biāo)影響較大。骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)在七天齡期方面體現(xiàn)出較好的強(qiáng)度優(yōu)勢。綜合比較發(fā)現(xiàn)，骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的最佳含水量低于懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，其他各項(xiàng)性能良好，較適合高原復(fù)雜環(huán)境的施工特性。更有利于高原高海拔地區(qū)水泥穩(wěn)定碎石裂縫控制。4.4重視施工過程的質(zhì)量控制4.4.1嚴(yán)格控制含水率含水率的控制是影響壓實(shí)度的和裂縫產(chǎn)生的主要因素之一?；旌狭显谶\(yùn)輸、碾壓過程因部分水分蒸發(fā)，生產(chǎn)過程中將含水量控制在比最佳含水量大1%左右。含水率過小時(shí)，難以壓實(shí)，表面松散；含水率過大碾壓反彈、粘輪，成型后裂縫愈多。因此，混合料拌和時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制好最佳含水量。拌和、攤鋪混合料應(yīng)采用集中廠拌。拌和場的備料至少應(yīng)能滿足5d?7d的攤鋪用料。拌和時(shí)應(yīng)做到配料準(zhǔn)確，拌和均勻。出料時(shí)應(yīng)取樣檢查是否符合設(shè)計(jì)的配合比，每天定時(shí)檢查拌和情況，抽檢其配合比、含水量是否變化。高溫作業(yè)時(shí)，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化、風(fēng)速大小及時(shí)調(diào)整。在拌和過程中應(yīng)隨時(shí)觀察混合料拌和后的顏色，防止水泥堵塞不流動(dòng)。裝車時(shí)車輛應(yīng)前后移動(dòng)，分五次裝料，避免混合料離析。4.5養(yǎng)生就高原而言，其環(huán)境復(fù)雜多變，一般存在高寒、晝夜溫差大特點(diǎn)，養(yǎng)生簡易采用不透一布一膜覆蓋養(yǎng)生，保濕保溫效果較好，養(yǎng)護(hù)不宜少于7d，在這期間封閉交通，嚴(yán)禁車輛通行；5結(jié)論實(shí)踐表明，水泥穩(wěn)定碎石是以其良好的力學(xué)性能和板體性、水穩(wěn)性以及抗凍性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于修建各級公路路面基層或底基層。但是施工質(zhì)量卻受到人員、機(jī)械、材料、氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響，在實(shí)際使用中效果有所降低。通過以上控制措施，水泥穩(wěn)定碎