水泥稳定碎石基层裂缝成因及对策分析

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摘要：水泥稳定碎石基层在我国高速公路中的应用很广泛，其质量好坏直接影响到整个公路的行车安全性、舒适度，而裂缝是水泥稳定碎石基层施工中最常见的质量问题。本文首先分析了水泥稳定碎石基层裂缝的成因，然后探讨了水泥稳定碎石基层裂缝的防御措施与处理措施。

关键词：水泥稳定碎石；基层；裂缝；成因；措施

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：

1水泥稳定碎石基层裂缝成因分析

1.1水泥稳定碎石粒径对干缩性的影响。

水泥剂量对干缩性的影响随集料平均粒径的增大而减少，集料的平均粒径越大，水泥剂量对干缩性的影响越小，在相同的条件下，水泥稳定中粗粒土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多，若混合料中塑性细土的含量过大，采用水泥稳定时很容易产生干缩裂缝

1.2水泥用量过大

在水泥稳定碎石基层施工中部分施工方为追求取芯效果而取水泥用量上限，施工中水泥稳定土类拌合机械在拌合中往往出现不稳定现象均会导致水泥拌合不均匀，最终导致基层强度高于规范要求强度，且其收缩系数增大，温缩裂缝和干缩裂缝增多，因此在施工过程中应严格控制水泥用量上限以防用量过大。

1.3含水量过大

基层填料施工中若遇到温度较高的天气，一般为防止水分散失过快而采取增加混合料含水量的措施来保证压实效果，最终会导致初期含水量过大和温缩裂缝的产生等后果。

1.4养生不到位

若施工中温度过高或洒水不及时则会导致水泥稳定级配碎石基层顶部与底部温差过大，最终易生成温缩裂缝和干缩裂缝。

2裂缝防御措施

2.1原料控制

应严格控制采用水泥的终凝时间，一般应结合施工环境温度控制在6～10h范围内，水泥品种易采用普通硅酸盐水泥，剂量范围不超过6%；严格控制集料的质量及粒径，因其对水泥稳定碎石基层最终强度及裂缝生成起决定性作用，由于混合料中集料粒径越大则其强度越高，稳定性越好，裂缝也越不易出现，但若粒径过大则会导致粒料间粘接力不足，在车辆通行后易导致面层松动，若粒径过小则会降低基层强度而达不到要求，且若石粉含量偏大则水泥稳定碎石混合料的收缩性也偏大，裂缝会随之增多，所选用的石料应呈正方形和多棱角、多个破碎面，并控制其针片状含量不超过15%以保证其能够紧密结合，同时应尽量保证石料外表面多存在棱角，表面纹理粗糙，以增加比表面积而利于同水泥浆的粘合。

2.2 合理设置配比

施工配比应坚持紧密嵌挤骨架密实的原则，并通过调整集料用量等措施以实现具有嵌入状态的“紧密、嵌挤骨架、密实型结构”，而突破规范中所规定的“松排骨架、紧密填充”的级配原则，最终形成以粗集料构成骨架，细集料和水泥生成的砂浆在振动状态下填充孔隙的情况，但多余的水泥砂浆在收缩过程中会受到细集料约束而形成以最小量的填充细料而获得最佳的力学性能，同时可提高基层的抗压强度和耐久性。

2.3合理确定水泥剂量。

弄清设计给出的配比，水泥剂量是外掺还是内掺。同时，可在设计给出的配比值附近多做几组配比试验，在满足设计要求的7d浸水无侧限抗压强度的前提下，选用低水泥剂量的配合比，这样可以有效防止或减少水泥稳定碎石基层裂缝的产生。

2.4合理设置面层厚度

在面层结构设计过程中应通过修筑试验路段的措施来制定适区域特征的面层结构模式，并以此确定最佳沥青面层厚度，最终实现结构组合在力上合理，且面层厚度不因过薄而不能抵御繁盛裂缝，也避免面层过后而降低其经济效益。

2.5设置中间层

是指在碎石基层内设置少量用稠沥青处置的碎石，也可采用未经处理的碎石对吸收和消弱基层裂隙间断应力和应变以减少和延缓反射裂缝的产生和扩展，而在多面层施工中应在层间铺设土工织物等来补强面层的整体强度，同时可增强面层自身的抗裂能力，并可保证面层功能的完备性以及减弱基层反射裂缝的形成。

2.6调整基层施工时间

水泥稳定碎石基层裂缝形成的主要原因取决于基层施工阶段的温度梯度和年温度梯度，高温季节生成的基层在寒冷季节会产生裂缝，当施工的现场气温高于等于30℃时，应适当调整施工时间，避免中午高温时段施工，可选择在早晨、傍晚或夜间施工，要比常温施工适当提早锯缝，提前预防水泥稳定粒料基层裂缝的产生，因此应尽量在平均气温条件下施工并不可超越规定的最高温度。

2.7压实度控制

基层压实度是保证面层最终达到要求的关键因素，施工中应结合工程状况合理组织压实机具，碾压时应坚持先轻后重、先稳后振、先慢后快的方式进行，为确保压实度符合要求，在检查井周围的摊铺厚度可略薄于正常路段，并适当增加1%左右的水泥用量，夯实施工时应尽量采用小型机具以确保压实度合理并避免裂缝的生成。

2.8水量控制

混合料内含水量最终会影响压实度高低和裂缝的生成，但在其运输、碾压过程中会不可避免的存在水分散失现象，尤其在高温季节应控制含水量高于最佳含水量1～2%以免由于含水量过小而导致基层表面松散、碾压起皮现象或由于含水量过大而在碾压过程中发生粘轮或表面起拱现象，同时在其成型后也会由于水分大量散失而增加裂缝生成几率。施工中应采用高精度电子动态剂量器对用水进行计量以保证水量稳定；在拌合料运输中应将车厢覆盖以防运输过程中水分散失过多，整个施工过程中应随时检测含水量，并结合集料本身含水量和气候因素及时调整水稳材料的加水量。

2.9接头控制

基层施工中均会不可避免的出现接头，接头部位在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下极易生成裂缝，因此对其应严格按照要求处理，在管道埋设部位应严格控制管路回填土质量，避免由于施工中压实不到位而发生沉降引起基层裂缝的产生，必要时可采取加筋措施。

2.10合理养生

在水泥稳定碎石养生过程中应及时补充水分，确保基层表面保持湿润，养生时间不应低于7d，整个养生期间应严禁非施工车辆通行，在昼夜温差较大的季节最好在面层表面覆盖黑色塑料薄膜，以充分发挥其保湿、保温、增湿的作用；让水泥稳定基层自然开裂，然后再处理，减少反射裂缝的产生。在进行面层施工前进行下封层施工，应注意避免降雨天气施工。

2.11改进成型方法

传统基层试验配合比往往采用重型击实方法，即通过瞬间冲击荷载对材料进行压实，最终成型的混合料结构为悬浮密实结构。而如今我国部分地区已经逐步采用振动压实成型方法，这种方法在击实过程中增加了震动外力而使得集料获得转动的能量，会导致粗细集料重新排列并在过程中获得能量，并最终生成粗细集料相互嵌挤形成骨架的密实结构，该种结构可大大增强其抗裂能力，而减少后期反射裂缝，同时震动压实可减少混合料对水的依赖并大幅降低最佳含水量，最终使水泥稳定碎石混合料的干缩和温缩现象得以减少，有效解决基层开裂问题。因此，应提倡新型成型方法的应用。

3裂缝的处理措施

水泥稳定碎石属于半刚性材料，混合料含有细集料和水泥，尽管采用了上述的各种手段进行防治，但其本身不可避免会产生部分裂缝，当出现裂缝后，可采用下述的处理措施:

3.1针对已产生的裂缝，为防治其继续扩散和反射到面层上，避免雨水侵蚀，阻止水分渗入，防止病害的进一步扩展和蔓延，必须对裂缝进行处理。可用改性乳化沥青来灌缝。改性乳化沥青在常温和低温时均有着较高的弹性，可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形，始终保持其密封作用，可长期、有效地封闭水稳层的裂缝。

3.2对较小的裂纹，直接喷灌；对于宽度1-2mm的缝，喷灌后加铺自粘式玻璃纤维格栅（网格尺寸为1×1cm）；对于大于2mm的缝，先沿缝切成上口V形槽，吹扫干净之后灌缝，也须加铺自粘式网格尺寸为1×1cm的玻璃纤维格栅。

3.3裂缝处理完之后，必须尽快做好封层，施工完封层应封闭交通。若车辆必须行走，应切忌重车的通行，直至面层施工结束后再开放交通。

4结语

水泥稳定碎石混合料因其固有的干缩性、温缩性而不可避免的产生表面裂缝，裂缝一旦生成则会影响基层本身甚至路面面层的稳定性，最终影响整个路面的使用功能和使用寿命，因此在施工中应从原材料入手，对整个施工工艺严格控制才能从根本上避免干缩温缩裂缝的生成。

参考文献：

［1］蒋应军.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究［D］．西安:长安大学公路学院，2001．

［2］苏子贤．水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治措施的探讨［J］．北方交通，2008(2)．