水泥稳定碎石基层裂缝防治探讨

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摘要：本文就西铜路面项目在裂缝控制当中采取的一些措施展开探讨和总结。通过对半刚性基层材料的性能、反射裂缝形成机理的分析，指出了防治沥青路面反射裂缝应从选择适当的材料、结合实际情况和有效的技术措施等方面着手，来防止反射裂缝的产生。

关键词：水稳碎石；裂缝；防治

Abstract: this paper west road project in copper crack control of some of the measures taken discusses and summarized. Through the basic material performance, rigid reflective crack formation mechanism analysis, and points out that the control reflective crack of asphalt pavement from the choice of appropriate materials, and combined with actual situation and effective technical measures from the aspects such as, to prevent the cracks of reflection.

Key words: the water stability gravel; Crack; Prevention and control

中图分类号： TV543文献标识码：A 文章编号

1、裂缝的危害

底基层基层如果有裂缝道路投入运营后，裂缝会逐渐反射到路面，使路面的防水性降低雨水侵入后会对路面性能和耐久性产生不利的影响：1）雨水如果进入路基土中就会损坏路基的强度，在行车的反复荷载作用下产生汲浆，将基层下面的路基掏空，从而造成路面的损坏；2）降低基层的整体强度，发展后会形成反射裂缝，使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝或者起拱，造成路面的整体性能降低，由于出现了横向或者纵向及其他结构的裂缝，把原本一个整体的基层面层分裂成若干个小块，在车辆的荷载下，对路基的压力也会不均衡，容易造成路面板体形变；3）沥青面层沿裂缝的损坏，在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下，沥青面层会沿裂缝附近产生骨料和沥青的剥落，会形成坑槽现象。

2、裂缝产生的原因分析

（1）干缩裂缝：是由于水稳碎石施工结束到透层封层施工之前的混合料中添加的水分散失，引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，出现拉裂的现象。再者就是基层暴露过程中遇到的雨水反复的侵入和散失，造成基层反复收缩而引起的混合料体积反复收缩出现的裂缝。

（2）温缩性裂缝：水泥稳定碎石的温缩裂缝是热胀冷缩产生的裂缝，水泥无机结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中必然会使其产生热胀冷缩的体积变化，从而引起温缩性裂缝。碎石原材料矿物组成的热胀冷缩系数为810-6/℃，水泥稳定碎石生成的新胶结矿物主要成分为C-S-H凝胶体，热胀冷缩系数一般为10～2010-6/℃。由于两者组成的固相复合稳定材料的矿物具有不同的热胀冷缩性，在温度变化时其胀缩值是不相同的。自由水、毛细水、结构水、结晶水存在于混合料内部的孔隙中和胶体中，水的热胀缩系数为7010-6/℃。当温度升高时，可以产生相当大的扩张力使颗粒间距增大而产生膨胀。混合料毛细孔、内部孔隙充盈着气体。夏天时，水稳层内部结构气体体积受热充分膨胀，结构内的颗粒相应充满扩张力。冬季时，原膨胀的气体体积收缩，颗粒内的结构应力减小，产生收缩力，体积变小。当扩张力超过临界值时，水稳层就会产生起拱；当收缩力超过结构拉应力时，便产生横向裂缝；

（3）沉降裂缝：沉降性裂缝一般由于路基的不均匀沉降导致水稳基层底基层形变而产生的裂缝，一般表现在路基高填方路段，半填半挖段落，或者桥头台背等难以压实的位置。沉降裂缝的表现形式与干缩温缩裂缝从表面上看没有明显区别，只是在裂缝两侧的高程观测点上观测到的数据能显示出裂缝是否是因为沉降引起的。

3、裂缝的预防

（1）原材料的控制

1）料源控制

高速公路建设石料用量大，工期紧。周遍的石料场如果规模不大，一家石料厂如果无法满足碎石量的需要，就必须同时使用几个料场进料，这样就要求并且料场禁止混堆储料，避免由于筛网不同造成同一档料内各粒料数量不同，几档材料混合后，生产配合比经常变化，极易超出上限或下限。并且各料场碎石的密度不同，、无法在几种混合矿料中得到一个最具代表性的最大干密度，最终导致现场无法进行正常压实度检测和控制，压实度经常超过100%或小于极限值。

2）粉尘含量控制

严格控制混合料中小于0.075以下的颗粒（矿粉、粘土）含量：小于0.075以下的颗粒含量增加时，不但增加了水泥的用量，而且基层表面还容易起皮（起砂），严重影响水稳层的质量。同时，当细集料增加时，混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。温度越低，细粒料对温缩的影响也越大。因此，规范中水稳层的颗粒组成范围规定：集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时，小于0.075以下的颗粒含量不应超过5%，细粒土无塑性指数时，小于0.075以下的颗粒含量不应超过7%。

（2）施工工艺控制

水泥稳定碎石的强度与混合料的配合比，含水量，水泥剂量，及压实度有关，并且这几个因素相互制约共同对混合料的强度起着作用。

1）适当增加压实功率减少水泥用量，可以使基层的强度不变，西铜路面项目就是采用这个原理来控制水泥用量，在压实机具的选择上，要求施工单位采用了自重25吨的单钢轮压路机1台，自重不小于22吨的单钢轮压路机三台，并在重型击实标准上乘以1.02的系数来作为现场控制压实度的标准。从而有效的降低了水泥剂量，将常规的基层生产配合比的水泥剂量为4.0%+0.5%（拌和设备保险系数）中0.5%的保险系数取消，按4%水泥剂量控制。经检测水稳碎石强度满足设计要求。

2）严格控制水泥用量和碾压时的最佳含水量：水稳碎石施工过程中只有混合料的含水量在最佳含水量的状态下才最容易压实，含水量过大会造成水稳基层软弹，在强度形成的过程中，过多的水分散失会造成基层的干缩裂缝比正常段落增多；如果混合料含水量过小，混合料也很难压实，导致基层压实度不够，基层虽然不会出现裂缝，但强度不容易满足要求，也会造成路面的早损坏。可见，混合料的含水量偏大，更容易产生基层裂缝。控制混合料的含水量方法很多，西铜路面项目主要采用以下方法：首先，对原材料含水量进行控制，通过细集料用防雨棚覆盖，防止雨水进入细集料中，导致混合料的含水量不均匀；其次，施工时应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。例如，在夏天施工气温较高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同，并且，还要根据运距远近、运输车辆配置情况不断的调整，确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。

（3）施工时间的选择

水稳基层施工最好选择在年平均气温时期施工，施工时的气温与一年中最冷或最热时的温差越大，越易产生温缩性裂缝。如果在夏天酷暑条件下施工，尽可能避开中午时间进行摊铺，并加强覆盖洒水养护，保证水稳层处于湿润状态。高温季节施工的水稳碎石产生裂缝的几率要比冬季施工的大。冬天气温低于5℃时，一般也不能进行水稳基层的施工。在有冰冻的地区，应在第一次重冰冻（-3～-5℃）到来之前半个月到一个月内完成。

4、裂缝的处理

通过以上的措施进行了预防，只能某种程度上减少裂缝出现的数量，但并不能杜绝。那么出现了裂缝如何处理呢，方法也很多，但以以下方法效果最好：

（1）灌缝、铺设玻纤隔栅

对于上基层顶面的裂缝处理，目前没有非常明确的处理方法，各个地方的处理方法也不尽相同。首先应将较大的裂缝进行清缝处理，用改性乳化沥青填灌将缝隙填满，对较小的裂纹，直接铺上玻纤隔栅。施工时横向搭接宽度为10cm，纵向搭接为5cm。施工前应先将基层顶面清理干净，洒布用量约0.7～1.1kg/㎡的粘层油，，再铺玻纤隔栅。并进行碾压。再洒布封层，摊铺沥青面层。用这种方法处理基层反射裂缝是目前较为有效的解决方法。

（2）设置应力吸收层

关于应力吸收层次，西铜项目采用的是热喷改性沥青同步碎石封层，沥青撒布量1.5-2.2kg/㎡，碎石粒径为9.5mm-19mm，用量为8-12 kg/㎡。这种应力吸收层次能起到将基层裂缝附近的应力通过碎石进行分散，而不会直接与面层接触而将面层拉裂。能有效的防止基层和面层的反射裂缝。

参考文献

[1] 朱汝锋,苏国忠.水泥稳定碎石基层裂缝的成因分析及其防治措施[J].科技资讯,2007,(15).

[2] 中华人民共和国行业标准.《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034—2000）.北京:人民交通出版社,2000年

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