王根強

(甘肅路橋建設集團三公司，甘肅蘭州 730000)

近些年我省公路路面設計都是水泥穩(wěn)定碎石為主的半剛性基層瀝青路面，因為其整體性強、承載能力高而且施工較為容易、造價適中的特點而得到廣泛的應用。但是由于其膠結(jié)料為水泥，其本身的溫縮和干縮性質(zhì)，在外界溫、濕度變化時，基層容易開裂，尤其在河西大溫差地區(qū)橫向裂縫比較多，嚴重的達到了5 m左右一道，給路面埋下了很多早期損壞的隱患，大大增加了運營期間的養(yǎng)護成本。

很多建設者都對此進行了努力地研究、改進和嘗試，取得了很大的進步。甘肅瓜州至敦煌公路改建工程水穩(wěn)結(jié)構(gòu)為20 cm厚水泥穩(wěn)定砂礫底基層+38 cm厚水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，其中38 cm厚基層分18 cm(下)+20 cm(上)兩層攤鋪。設計7 d無側(cè)限抗壓強度底基層2 MPa，基層3 MPa。借鑒其他項目建設者努力的經(jīng)驗基礎之上，今年在瓜敦公路改建工程路面水穩(wěn)施工中，從原材料上和施工工藝上采取了一系列措施，有效控制了水穩(wěn)裂縫的出現(xiàn)。

1 原材料控制

1)材料分級。為了便于摻配，底基層用天然砂礫采用硫磺溝河道原材料用振動篩進行篩分分級，按照0 mm～5 mm，5 mm～10 mm，10 mm～20 mm和20 mm～37.5 mm四檔分倉堆放，基層用碎石采用硫磺溝石灰?guī)r母材利用反擊破碎設備生產(chǎn)，按照0 mm～3 mm，3 mm ～5 mm，5 mm ～10 mm，10 mm ～20 mm 和20 mm～31.5 mm五檔分倉堆放。各項指標均滿足要求。2)細集料0.075 mm以下含量控制。水穩(wěn)半剛性(底)基層溫縮及干縮裂縫最主要的源頭就是細集料中0.075 mm以下含量的影響。0.075 mm以下含量越大，其塑性越大，收縮性越強，造成裂縫越多。針對這種情況，本項目對底基層0 mm～5 mm范圍內(nèi)的集料全部用洗砂機進行水洗，0.075 mm以下含量控制在3%以內(nèi)，為有效控制水穩(wěn)裂縫的出現(xiàn)奠定了基礎。3)水穩(wěn)基層2.36 mm～4.75 mm 和0 mm ～2.36 mm 分級。2.36 mm ～4.75 mm 檔集料表比大，粘附水泥多，但其在混合料中只起到填充空隙的作用，為了在保證強度的基礎上不增加水泥用量，對其有效地限制用量，備料中對原材料中的2.36 mm～4.75 mm顆粒進行了分級。4)工程用水無機鹽含量控制。甘肅敦煌至瓜州一帶水質(zhì)無機鹽含量較大，用于水穩(wěn)結(jié)構(gòu)后，Cl－和與水泥和礦料里面的Ca2+，Mg2+等離子反應容易造成膨脹裂縫。針對這種情況，項目和甘肅省膜科院合作，對生產(chǎn)用水管道加裝60 t/h的反滲透凈水設備除鹽，使得工程用水真正達到了飲用水標準，有效地控制了混合料中的無機鹽含量，降低了裂縫幾率。

2 目標配合比設計

1)水泥劑量。水泥在拌和以及形成強度過程中水化產(chǎn)生大量的水化熱，使混合料內(nèi)部與外部的溫度形成溫差，在一定條件下形成溫度裂縫。實踐證明，混合料中水泥劑量越大、強度越高，收縮作用越大，基層越易產(chǎn)生裂縫。所以在保證水穩(wěn)設計強度的前提下，通過優(yōu)化級配合理降低水泥用量，本項目采用了酒鋼宏達生產(chǎn)的戈壁牌P.O32.5級緩凝水泥，底基層水泥劑量3.7%，基層水泥劑量4.0%。在這之前完成的項目水穩(wěn)對應的水泥劑量都在底基層4.2%，基層4.7%左右。2)0 mm～2.36 mm用量控制。由于基層用0 mm～2.36 mm細集料是碎石加工的副產(chǎn)品，石粉含量在7%，合成級配里的0.075 mm以下含量較大，從而導致混合料塑性變大，引起裂縫多。為了解決這一問題，在配合比設計時，將細集料用水洗砂0 mm～5 mm和0 mm～2.36 mm石屑按照比例10%和17%摻配使用，有效降低了合成級配中的0.075 mm以下含量，使其控制在3%以內(nèi)，有效減少了裂縫。3)2.36 mm～4.75 mm用量控制。由于2.36 mm～4.75 mm檔集料只作為填充空隙材料使用，加上表比大，粘水泥多，加入過多使得強度沒有提升的情況下加大了水泥劑量，對控制裂縫極為不利，所以在目標配合比設計時降低了該檔料的用量，控制在了6%。

3 施工工藝

1)施工最佳含水量控制。含水量小則混合料極易表面松散，不容易壓實成型，而含水量大則易形成軟彈，無法及時碾壓?；旌狭现泻吭酱?，半剛性基層蒸發(fā)散失的水分越多，形成的裂縫越大。針對這個矛盾，項目水穩(wěn)拌和時直接按照最佳含水量增加0.2%，而不是原先的增加1%左右，運輸車輛用厚帳篷包箱體覆蓋嚴實，克服這一矛盾，有效減少裂縫。2)成品料倉緩沖裝置。拌和站成品倉在皮帶拋送料的過程中混合料容易出現(xiàn)粗細集料集中、離析現(xiàn)象。粒料過粗段強度越高，穩(wěn)定性越好，預防溫縮、干縮能力就越強，而細料過于集中段，強度低，穩(wěn)定性差，預防溫縮、干縮能力就越弱，裂縫就增多。針對這個細節(jié)，項目在拌和站成品倉皮帶拋料端加裝一套碰撞旋轉(zhuǎn)輪，緩沖集料下降能量，減少料口離析。3)攤鋪環(huán)節(jié)控制。傳統(tǒng)的攤鋪工藝采用兩臺同機型的攤鋪機梯隊作業(yè)，存在兩臺攤鋪機工作參數(shù)偏差，無法標定達到絕對一致，從而影響攤鋪效果。為了提高攤鋪整體均勻和橫坡標高等指標，本項目采用一臺陜西中大DT1600大寬度攤鋪機勻速攤鋪，斷面均勻，初始密實度高，提高了作業(yè)效率和質(zhì)量，減少了后期裂縫出現(xiàn)幾率。4)養(yǎng)生環(huán)節(jié)控制。施工后養(yǎng)生不及時不到位，半剛性基層養(yǎng)護灑水不及時不到位，長時間風干會造成粒料內(nèi)水分的大量散失，會影響水泥的水化反應，易造成水穩(wěn)開裂。工序銜接不合理導致的，對基層的保護不到位，水穩(wěn)施工后未及時鋪筑面層，長期暴露在空氣中引起溫縮裂縫。本項目地處戈壁沙漠地區(qū)，蒸發(fā)量過大，采用400 g/m2規(guī)格的一布一膜包邊覆蓋養(yǎng)生，飽水的同時還起到降低溫差的作用，有效減少了裂縫。養(yǎng)生7 d后即可進行噴灑透層瀝青，隨后盡早鋪筑瀝青面層，保證基層不繼續(xù)失水，引起干縮裂縫。

4 結(jié)語

通過以上措施的實施，瓜敦路面項目水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層裂縫從近幾個月情況來看得到了非常有效的控制，也得到了業(yè)主單位以及同行的認可，系列措施也在甘肅金阿高速項目上進行了推廣。