浅析水稳碎石基层裂缝的成因及对策

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【摘 要】水泥稳定碎石基层主要是由水泥、碎石、砂和水组成，并按一定的比例配制而成的路面结构层承重结构，这个结构介于底基层与路面两层的中间，优点是强度高、水稳定性好，正是由于它的这种优点，它这种高等级路面的基层才得以推广，应用越来越广泛。但由

于这种结构中有水泥成分，为了使公路路面能够正常使用，本文结合原材料、施工和养护等方面提出了一系列的防治措施。

【关键词】水稳碎石裂缝公路防治

1分析裂缝产生的原因

1.1 干缩裂缝形成的原因

因为水泥稳定碎石在干燥的空气中会发生硬化现象，所以水泥稳定碎石中的水分越少，其体积发生收缩变形就越严重，水泥稳定碎石上就会在一定的间隔处产生比较均匀的干缩裂缝。另外，水泥稳定碎石形成干缩裂缝的原因还与其他因素有关系，如水泥的含量、水的多少和碎石集料等有着千丝万缕的联系。此外，由于混合料发生凝结硬化时，水泥和水发生了水化反应，消耗掉了很多水分，这样水泥含量相对就高了。总之，水泥的含量是随着消耗的水分增加而增加。再则，由于碎石集料的表面会发生吸附作用，吸附掉一部分水，这样集料中的细料成分就会相对应的多些，也就是说集料中的细料成分是随着表面吸附的水分的增加而增加。此外，在基层施工时，水泥稳定碎石中通过蒸发散失的水分是随着其含水量增大而增大的，以上就是干缩裂缝形成的原因。

1.2 温缩裂缝形成的原因

水泥的无机结合料内部是由不同的矿物颗粒组成的三相，即固相、液相和气相。在温差的作用下，水泥的无机结合料内部就会发生热胀冷缩的现象，从而引起体积的变化，进而发生温缩性裂缝。

混合料中通常是含有5%左右的水泥，正是由于混合料中含有一定比例的水泥成分，所以水泥稳定碎石具有热胀冷缩的性质。当混合料发生硬化时，水泥发生水化作用会释放出相当多的热量，但由于其内部散热缓慢，所以其内部温度会比较高。温度越高，其内部体积膨胀程度就越大，而水泥的外部是很容易遇冷发生收缩，这样其内部不断的膨胀，外部不断的收缩，内外之间就会产生一个比较大的应力。如果其极限抗弯拉强度小于应力的大小，这时就会发生常见的横向分布状的温缩裂缝。

1.3 网状裂缝形成的原因

网状裂缝是由于其局部的弯沉太大，再加上外力的作用而产生破坏性结构的裂缝，网状裂缝即亦“龟裂”，其裂缝的破坏性一般比较大，且在下雨天容易发生渗水，在外力作用下容易发生翻浆。刚开始的网状裂缝是网状细裂纹，裂纹处的基层内部的水分由于蒸发而逐渐减少，这样，时间一长，裂纹就会慢慢的形成发散状的裂缝。再加上外力作用，基层会逐渐的呈现出塌陷状。

1.4 纵缝形成的原因

如果在施工的早期，水泥稳定碎石基层有纵缝产生，那么就是施工控制方面存在着问题，问题可能是局部的土基压实度不规范，也可能是层压实度不规范。如果在城市道路的基层七天养护期过后，对公路的管理维护没有到位，这时有纵缝的形成。考虑到基层比较厚，所以通常采用分层碾压作业的方式，因为第一层厚度比较薄，当其摊铺碾压成型时，承载能力比较低。，所以即使其养护期过后也要加以适当的管理维护。

2 裂缝的防治措施

2.1 在原材料方面的控制

2.1.1对水泥剂量的控制

为了确保在水泥稳定碎石基层施工中，运输、摊铺和压实的顺利进行，就要对水泥的终凝时间加以限制，一般的限制时间为6～10h。但在夏季施工时，由于气温比较高，所以基层的表面层凝结硬化速度会很快，这时要保证水泥的终凝时间尽量达到10h。在春秋季施工时，因为水分蒸发比较慢，这时要使终凝时间尽量的达到6h。同时要求水泥标号不要过高，最好在32.5R以下，一般施工采用的是普通硅酸盐水泥。另外，水泥的剂量要控制在5% 左右。因为考虑到水泥剂量太低，混合料的强度就会达不到要求；但水泥剂量太高，混合料的收缩系数就会增大，裂缝也就会增加。所以水泥剂量一定要提前试配，然后在结合现场调试，合适后再做确定。

2.1.2对石料粗细的控制

石料的粗细程度将直接影响水泥稳定碎石基层的强度和平整度以及是否会有裂缝的产生。也就是说，水泥稳定碎石中的粒料越粗，其强度就会越高，稳定性也就越好，预防温缩和干缩裂缝的能力也随之变强。但水泥稳定碎石的粒料不能过于粗糙，否则粒料间的粘接力就会下降，一旦有车辆在路上行驶，表面层就会很容易跑散，从而使基层的平整度下降，不能满足验收标准的要求。如果粒料过细，那么基层的强度就会很难达到合格。另外，如果石粉含量过多，水泥稳定碎石的收缩性就会增大，裂缝也就随之增多。

2.2 在施工方面的控制

2.2.1对压实度的控制

为了确保施工中的强度达到标准要求，这就需要对水泥稳定碎石的混合料压实度加以控制。虽然在施工时，面层采取了一系列措施进行加固补强，例如使用钢筋，但基层的压实度仍然要重视。为了使压实度达到标准要求，要进行一系列的检查，例如检查井周围的混合料的摊铺厚度是否比正常路段薄一些，水泥含量的增加是否在1% 左右等。

2.2.2对水量的控制

水泥稳定碎石是由水泥与集料进行一系列的水化反应，然后凝结硬化后的产物，而对其含水量的控制是为了确保其压实度达到标准和减少裂缝的产生。另外，由于混合料在运输和碾压过程中都有水分的散失，所以在施工过程中对水的含量会有一定的要求。特别是在夏季施工时，水分蒸发很快，这就要求在施工过程中对水的含量要比最佳含水量多1% 左右。因为含水量过低时，基层的表层就会松散，进行碾压时就会起皮，很难压实；但含水量过大时，进行碾压时容易粘轮，表面就会起拱，且待基层成型后水分散失会更多，形成的裂缝也会更多，所以要保证施工过程中含水量的控制要适宜。

2.3 在养护方面的控制

考虑到水泥的水化反应会消耗掉比较多的水，而水分的散失会直接影响到水泥的正常反应，从而就会影响水泥凝结硬化后的强度的大小，所以水泥稳定碎石的基层在碾压成型过后要及时的在其上面均匀的洒水进行养护。特别是在夏季，气温比较高，基层表面的水分蒸发很快，若不及时的在基层上洒水，就会很容易的产生一些均匀的裂纹，这点在施工时要特别注意。养护的方法有很多，例如在夏季时，可以用一些比较后的草袋或遮光性比较好的塑料薄膜盖在基层的表面，确保基层没有暴露在外，这样可以减少基层水分的散失；在冬季时，由于天气比较冷，容易上冻结冰，这时就要采取一些防冻措施。因为混合料中的强度还没有形成，其自由水在温度0℃以下时会结冰，体积就会发生膨胀，进而使基层结构强度降低，不符合施工前设计的强度要求。

3 结束语

除了在养护方面的控制外，从基层摊铺碾压成型开始，直到喷洒透层油铺筑沥青面层的期间的管理维护工作也是很重要的。随着越来越多的各种工程管线进场施工，道路的施工作业面会变小。尤其是第一层成型之后，若管理人员对现场的管理维护不周到或不及时，有的工程管线、构件堆放在基层上，就会使基层受到一定程度或难以想象的破坏，这时要马上采取禁止堆放重物，严禁车辆在基层上行驶等措施。当第二层的养护期过后，才可以进行正常的交通，允许部分的施工车辆行驶。期间，工程管线的施工要和道路的施工互相配合。

【参考文献】 ［1］李建鑫.浅析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治方法［J］.科技信息，2007.

［2］肖建芳.高速公路建设期土壤侵蚀及防治措施体系研究［D］.北京林业大学，2007.

［3］李宇.超载车辆对公路路面的损害及其防治措施［D］.吉林大学，2007.

作者简介：

樊卫华（1963― ），男（汉族），山西运城人，大专，主要研究方向：道路与桥梁。

樊如阳（1989― ），男（汉族），山西运城人，大专，主要研究方向：工程监理