1、公路水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施【摘要】 水泥稳定碎石基层作为半刚性基层，具有整体性好、刚度大、水稳定性好、早期强度高等优良路用性能，在水泥稳定碎石混合料中掺入适量的缓凝防裂剂，能延长水泥的终凝时间与减少横向收缩裂缝，目前水泥稳定碎石广泛应用于公路的基层。本文主要阐述了有关我国公路水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施的一系列问题。 【关键词】水泥，稳定碎石，基层裂缝，防治措施 中图分类号： TQ172 文献标识码： A 文章编号： 1.前言 产生水泥稳定碎石基层裂缝的原因是多方面的，但只要我们在施工中，严格控制原材料的质量，进行优化配合比设计，有效防止混合料离析，采取适当的摊铺、压实工艺，并注意混
2、合料养生，就能大大减少基层裂缝，从而降低路面病害的产生。针对我国公路水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施进行深入的研究和探讨。 2.水泥稳定碎石基层裂缝的产生原因 水泥稳定碎石基层属于半刚性基层。对于道路上的半刚性基层，要求其具有较小的收缩性。 2.1.收缩裂缝 半刚性材料基层的收缩裂缝一般为干缩裂缝和温缩裂缝，两者是引起基层结构裂缝的主要原因。 2.2.干缩裂缝 水泥与各种集料和水经拌和压实后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，水份会不断减少。由于水的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用，材料矿物晶体或凝胶体间的水化作用和碳化收缩作用等都会引起水泥稳定碎石材料产生体积干缩，其收缩的程度
3、与水泥、碎石粒料的含量，混合料中小于 0.075mm 的细颗粒的含量和塑性指数等相关。根据累积干缩应变可计算出干缩系数。 2.3.温缩裂缝 组成水泥稳定碎石基层材料的三相，即不同矿物颗粒组成的固相、液相(水)和气相在降温过程中相互作用的结果，使半刚性材料产生体积收缩，即温缩。就组成固相的矿物颗粒而言，原材料中碎石的温度收缩系数较小；粉粒以下颗粒，特别是粘土矿物的温度收缩性较大,半刚性材料中胶结物有较大的温度收缩性。水泥稳定碎石基层随混合料水分减少产生干缩和温缩应力，水分减少的愈多愈快，产生的干缩应力愈大，水分减少愈慢，干缩应变愈慢。因此半刚性基层施工时应合理安排工序，尽量在环境温度适宜时施工，
4、以减小干缩、温缩裂缝对质量造成不良影响。 2.4.荷载性裂缝 荷载性裂缝一般发生在基层的底部，由于车辆荷载的反复作用，裂缝逐渐向上扩展至表面，车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。 2.4.1.碾压不密实。在进行基层碾压时，有的施工位置未达到要求的遍数，或含水量未控制好，造成不密实。当承受荷载后，变型过大，产生裂缝。 2.4.2.过早开放交通。由于沿线有施工运输车辆不能完全断绝交通，而运料车又是重车，当水温层强度未达到要求就开放交通，就容易产生裂缝。 2.5.施工裂缝 施工裂缝主要是由于施工中控制不严造成的。第一拌合不均或摊铺
5、时离析严重，会产生裂缝。第二基层摊铺造成的施工缝未处理好等。这些在施工中加强管理是可以避免的。 3.公路水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施 3.1.原材料控制 水泥：为保证水泥稳定碎石基层施工时有足够的时间运输、摊铺和压实，应对水泥的终凝时间有限制，一般需要 56h。夏季施工时，气温较高，表面层的凝结硬化速度较快，水泥终凝时间应尽可能达到 6h；春秋季施工时水分蒸发较慢，终凝时间可缩短至 5h。水泥标号不能太高，最好不要超过 32.5R，采用普通硅酸盐水泥。剂量控制范围为 5% 左右。因为水泥剂量太低，强度难以满足要求；而剂量过高时，混合料的收缩系数增大，裂缝增加。故水泥剂量一定要经过试配并结合现
6、场调试合适之后确定；石料：石料的粗细直接影响水泥稳定碎石基层的强度、平整度和裂缝的产生。水泥稳定碎石的粒料越粗，强度越高，稳定性越好，预防温缩、干缩裂缝的能力越强。 3.2.控制混合料含水量 水泥稳定碎石基层干缩应变随混合料的含水量的增加而增大，施工碾压时，含水量越大，基层越容易产生干缩裂缝，且干缩裂缝越严重。因此，应严格控制混合料的含水量。a 压实中含水量宜控制在最佳含水量O.5%的范围之内，但应视具体施工条件选择。如气候炎热，水分挥发散失速度快，或运输路程较长，在运料过程中水分损失较多，含水量就要上调。选择的原则是在保证压实质量的情况下，尽量降低含水量。b 碾压过程中混合料表面出现干燥现象
7、时，最好不要用洒水车喷水，防止水分喷洒过量，可采用压路机自身的间歇喷水装置少量补水。另外，为了避免造成停车处滴漏的水分过量，在铺筑前准备阶段，洒水车不要在底基层上停车。 3.3.拌合质量的控制 为避免粗细集料集中或局部水泥剂量过大而产生收缩裂缝，必须采用集中厂拌法。拌和时，根据批复的配合比调试好拌和站的生产配合比，以保证拌和的均匀性和计量的准确性。拌和站设三个或四个料斗，各料斗出料数量由调速电机控制，水泥罐仓都配备有高精度的电子动态计量器。经过计量标定，且预先调试。生产前同监理工程师一块确定好出料曲线，并按水泥、集料与水的重量比例配混合料，并进行混合料的筛分检验级配。拌和前应检查场内各种集料的
8、含水量，以计算当天的外加水量（气温较高时，混合料的含水量应比最佳含水量高 0.51%） 。捧和后及时取干混合料进行筛分试验，检查是否符合设计的配合比同时进行混合料含水量、含灰量的抽检工作。每 2 小时一次。高温作业时，早晚与中午的含水量根据温度变化及时调整。 3.4.施工控制 压实度：水泥稳定碎石混合料压实度的控制是保证强度达到标准要求的重要手段之一。控制好水量：水泥稳定碎石是水泥与集料的水化凝结硬化的产物。含水量的控制影响到压实度的保证和裂缝的产生。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失，尤其夏季施工时水分蒸发快，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大 1% 左右。含水量过小时，基层
9、表层松散，碾压容易起皮，难以压实；含水量过大碾压时粘轮，表面起拱，而且基层成型后水分散失愈多，形成的裂缝愈多。所以含水量要控制适宜；施工接头：基层在施工过程中留有接头是难以避免的。但接头处往往是应力的集中区，在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下，容易诱发为裂缝，从而导致沥青面层产生反射裂缝。 3.5.养生控制 养生的目的是使水泥稳定碎石基层在规定时间内达到规定的技术指标，养生期限不小于 7d，春秋季节气温较低，强度增长缓慢，养生期需要适当延长，建议为 10d 左右。 养生的方法有多种，如湿砂养生、草袋覆盖洒水养生、薄膜覆盖养生、沥青乳液养生等，可根据不同具体情况选用。对于大面积的机械
10、化施工作业，通常也采用洒水车洒水养生，每天洒水的次数应视气候条件而定，原则是在整个养生期间应始终保持基层表面潮湿。养生结束后应及时铺装面层，不能长时间让水泥稳定碎石基层直接承受行车荷载。 3.6.管理维护及施工协调控制 基层摊铺碾压成型到喷洒透层油铺筑沥青面层的这段时间的管理维护工作非常重要。第一层成型后，一旦现场管理维护不及时，重车通行，基层将受到极大的破坏。第二层 7d 养护期满后方可开放交通，但仅允许部分施工车辆放行。基层施工完毕后，为保证水泥稳定碎石结构不继续失水，减少干缩裂缝产生，最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工，尽早铺筑沥青面层。 4.水泥稳定碎石基层裂缝治理措施 4.1
11、.密封胶封缝措施 在灌缝之前，首先要用切缝机对裂缝进行切缝、清缝处理，密封胶加热到 180以后，粘度变得很低，灌入裂缝后，很快就渗透到裂缝两侧的混合料中并融合到一起。当裂缝宽度超过 3mm，都应该进行切缝。 4.2.土工布处治措施 首先清扫基层裂缝处的灰尘，然后喷沥青粘层油，喷撒应均匀，喷撒量为 1.0 kg/m，喷撒范围比土工布宽 10cm。最后铺设土工布，毛面朝下，并用水泥钉固定好。土工布可以限制水泥稳定碎石基层继续开裂，并使水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层在裂缝处结合力减小，又不破坏它们的力学特性。 【结束语】 在现代公路建设中水泥稳定碎石以其优良的工程性能、显著的经济效益而得到广泛应用，因此对水泥稳定碎石基层裂缝形成原因进行分析并制定有效的防御措施对保证路面的使用性能，延长期使用寿命具有现实意义。 【参考文献】 1周汉明.高等级公路水泥稳定碎石基层裂缝防治技术J.公路与汽运，2011.1 2朱成兵.水泥稳定碎石基层质量控制措施J.中国公路2012（20）119 3王铁梦，工程结构裂缝控制M.中国建工出版社，2011.8. 4魏巍.水泥稳定碎石基层裂缝防治措施J.中国交通建设监理，2012（6）. 5李云林.浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的产生及防治J.黑龙江科技信息，2010.
