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石灰穩定土基層縮裂特性及防治

   2009-06-01 中國路橋網 韓慶喜 薛化斌 20120

  

石灰穩定土具有材源豐富、適用范圍廣、施工簡便和造價低 等特點,廣泛用于高等級公路的底基層。尤其作為地方公路路面 結構的基層取得了良好效果。但石灰穩定土抗拉強度低易產生收 縮裂縫,在基層上鋪筑瀝青面層后(尤其瀝青面層較薄時),基層裂縫會反射到面層,使面層強度降低,路面水由裂縫滲入基層, 在車輛荷載作用下,引起裂縫處沖刷唧漿現象,導致瀝青路面過 早破壞,嚴重影響了瀝青路面的使用性能。

  1、石灰穩定土的縮裂特性
  1.1干縮特性
  石灰穩定土經拌和壓實后,石灰與土發生一系列的物理、化 學作用,其中由于水分發揮和混合料內部的水化作用,使混合料 內部水分不斷減少,由此而引起的體積收縮稱為石灰穩定土的干 縮特性。
  1.2溫縮特性
  溫度降低時,石灰穩定土發生收縮,當收縮被阻時產生的拉 應力超過穩定土的抗拉強度而出現的裂縫稱為石灰穩定土的溫縮 特性。
  石灰穩定土基層的縮裂一般表現為干縮和溫縮的綜合作用, 基層產生收縮裂縫后,裂縫會逐漸向上擴展,通過瀝青面層出現 在表面,或在某種條件下,基層裂縫促使瀝青面層先開裂,并逐 漸向下擴展與基層裂縫相連,成對應裂縫,這兩種裂縫都稱為反 射裂縫。

  2、石灰穩定土基層縮裂影響因素
  一般而言,石灰穩定細粒土的干縮系數大于穩定中粒土和粗 粒土的干縮系數。在石灰穩定細粒土中,穩定塑性指數大的粘性 土混合料的干縮系數大于穩定塑性指數小的粉性土或砂性土混合 料的干縮系數。而溫縮系數大致與干縮系數有如上相同的規律。規范規定,石灰適宜穩定塑性指 數為15-20的粘性土以及含有一定數量粘性土的中粒土和粗粒 土。
  2.1含水量及壓實度影響
  石灰穩定土因含水量過多產生的干縮裂縫顯著,即在大于 最佳含水量情況下壓實的土具有較大的縮裂性質。若基層施工時 碾壓含水量合適,并在鋪筑瀝青面層前未開裂,則在鋪筑較厚瀝 青面層后,一般情況下不會先于瀝青面層開裂。但若施工時碾壓 含水量偏大,即使已鋪筑瀝青面層,基層仍會產生干縮裂縫,同 時將瀝青面層拉裂或很快反映到面層。壓實度對基層的縮裂也有 明顯的影響,實踐證明,壓實度小時,產生的干縮要比壓實度大 時產生的干縮嚴重,密實的石灰土不但縮裂現象少,而且其強度 高,水穩性和抗凍性也好。
  2.2養生條件的影響
  成型初期的基層內部含水量大,如果養生不及時或養生結束后未及時鋪筑瀝青封層或瀝青面層,則基層必然會發生由表及 里的水分蒸發而引起干燥收縮,石灰穩定土基層施工一般為高溫 季節,基層的干縮裂縫會隨著曝曬時間的延長而越來越嚴重。同 時暴露的基層會由于存在晝夜溫差而產生溫度收縮裂縫,基層一 旦開裂,在其上鋪筑瀝青面層后,就容易在瀝青面層內形成反 射裂縫或對應裂縫。

  3、防治石灰穩定土基層縮裂的措施
  3.1改善土質
  石灰土縮裂與用土粘性有關,用土愈粘則縮裂愈嚴重,故應采用粘性較小的土或在粘性土 中摻入砂性土、粉煤灰等,以降低土的塑性指數。石灰穩定土基 層的干縮和溫縮與材料中粗顆粒含量有關,粗顆料含量比例多, 則干縮小,因此基層應使用粗粒含量多且具有一定級配的穩定 土,使其級配符合密實嵌擠原理,不但會提高基層的強度、穩定性,而且具有較高的抗裂性。
  3.2控制壓實度和含水量
  壓實時一定不要大于最佳含水量,而應略小于最佳含水 量,同時嚴格控制壓實度,盡可能達到最大壓實度。
  3.3干縮最不利情況是石灰穩定土成型期,要重視初期養護,保證基層表面處于潮濕狀態,防 止干曬。在石灰穩定土施工結束后,要及早鋪筑面層,使基層 含水量不發生大的變化,以減輕干縮裂隙。
  3.4溫縮的最不利季節為溫度在0-10℃時,因此施工要在當地氣 溫進入0℃前一個月結束,以防嚴重溫縮。
  3.5防止基層裂縫反射還可在基層與瀝青面層之間設置瀝青 碎石或瀝青貫入式聯結層,以防治裂縫反射。也可在石灰土 與瀝青面層間鋪筑10-20cm的碎石隔離過渡層或玻璃纖維網 格。


 
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