浅论二灰碎石基层裂缝的原因及防治措施

刘月金

(沧州市交通局公路工程质量监督处)

1 二灰碎石基层产生裂缝的原因

1.1 混合料配合比设计不合理

二灰碎石混合料的组成设计应通过浸水抗压强度试验来确定。而在很多实际工程当中却只凭经验确定，不很精确。因为各地生产的石灰、粉煤灰品质相差较大，即使同一厂家不同批次的产品性能也不完全相同。这样，混合料配合比不合理或原材料计量不准确就将影响二灰碎石基层的质量，当混合料中二灰成分(尤其是石灰)比例较高时，其收缩系数增大，收缩裂缝也将增多。

1.2 原材料质量的影响

二灰碎石是一种缓凝性材料，其硬结的原理是石灰中的氧化物成分激活粉煤灰中的火山灰(主要成分是SiO2、Al2O3等)，在适当的水分条件下，发生化学反应，生成具有一定硬性的化合物，使石灰、粉煤灰逐渐凝固，将碎石固结成整体性材料。当原材料的质量不符合规范要求时，就会使二灰碎石基层的强度降低，从而产生裂缝。

1.3 温缩裂缝

因温度变化引起的裂缝为温缩裂缝。二灰碎石基层的初期强度较低、抗冻性较差，在气温降低时，二灰碎石基层会产生较大的温缩应力而导致开裂。因此，冻前龄期不足时易产生裂缝;混合料中石灰、粉煤灰比例偏高时较容易引起材料的温缩裂缝，特别是北方地区施工温度较低的时候更应注意。

1.4 干缩裂缝

干缩裂缝是由于材料中水分散失而造成的裂缝。当二灰碎石混合料中含水量较高或水分散失较快时，会产生急剧的体积收缩，易引起干缩裂缝。

1.5 施工质量的影响

(1)下承层准备不足。在二灰碎石基层施工以前，下承层没有洒水润湿，也没浇洒透层沥青油，使二灰碎石混合料中的水分渗入下承层，导致混合料中水分快速降低而产生裂缝。

(2)拌和不均匀。二灰材料拌和不均匀，存在蜂窝，麻面不仅易产生裂缝，而且还严重影响到混合料的强度，易使路面面层产生荷载型网裂。

(3)压实不足。压实机械重量偏低，压实遍数不够，达不到要求的压实效果，导致二灰碎石基层承受交通荷载的能力不足而产生裂缝。

(4)养生不及时或措施不当。施工结束后没有及时进行保湿养生会产生干缩裂缝，若养生时间较短，二灰碎石基层的强度增长缓慢，临时开放交通以后，在行车荷载的作用下也容易产生裂缝。

2 二灰碎石基层裂缝防治措施

2.1 严格控制原材料的质量

按规范规定，二灰碎石混合料中所有石灰质量应达到或高于三级消石灰和三级生石灰的技术指标，并应尽量缩短石灰的存放时间，如存放时间较长，应采取覆盖封存措施，妥善保管。粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的总含量应大于70％，烧失量不应超过20％，含水量不宜超过35％，且杂质较少。

碎石材料的级配、最大粒径、压碎值等主要技术指标应符合规范要求。沧黄高速公路的工程实践证明采用洁净坚硬、有棱角且级配合理的碎石，不仅有利于路面平整度的改善，还可以对二灰碎石的开裂起到有效的抑制作用。

2.2 科学确定二灰碎石混合料的配合比

二灰碎石混合料配合比的设计应严格按照混合料组成设计的步骤进行，试件的制备方法，试件个数，养生环境，偏差系数都应严格控制，施工前应仔细调整拌和设备与进料系统，经过反复的原材料输送流量试验，进行生产配合比的验证和调整。施工中无论采用路拌法施工，还是厂拌法施工，均应准确计量材料用量。混合料的配合比还应因地制宜根据地区特点来确定。

2.3 保证合适的施工温度

二灰碎石基层宜在春末和夏季组织施工。按照《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000的规定，二灰碎石基层施工期的日最低气温应在5℃以上，并应在第一次重冰冻(-3～-5℃)到来之前一个月到一个半月完成。这样不仅有利于二灰碎石基层强度的持续增长，而且还可以避免或减少温缩裂缝的产生。

2.4 确保施工质量

(1)做好充分的施工准备。二灰碎石混合料摊铺、拌和之前，下承层上应适当洒水润湿，或者浇洒一层透层沥青，既保证混合料中的水分不受下承层的影响，又增强二灰碎石基层同下承层的粘结，提高结构层的整体强度，减少裂缝的发生。

(2)拌和要均匀。在混合料的拌和过程中，要严格控制含水量，控制拌和的时间与遍数，直到混合料色泽均匀，没有灰条，灰团，花面，没有粗细颗粒“窝”或“带”，路拌法施工应严格掌握拌和深度，若是采用中心拌和厂拌和，可结合拌和机械的特性，先将粒径小于5mm的细粒料与二灰按比例拌和，然后将拌和以后的混合料掺入到5mm以上的粗集料中，再进行综合拌和。

(3)在最佳含水量状态下充分压实。含水量过小，在一定条件下难以压实成型，并增大压实难度;但含水量过大，容易形成泥灰，强度降低且易产生裂缝。中心拌和厂拌和的混合料，在运输过程中应加以覆盖，防止水分散失过快，以保证拌和与压实的质量。

(4)采用及时而正确的养生方法。二灰碎石基层压实完毕以后及时养生，一般采用洒水养生以保持基层表面潮湿，这不仅可避免产生干缩裂缝，还利于二灰碎石强度的增长。洒水养生时，应使喷出的水呈雾状，不得直接喷射和冲击二灰碎石表面使其成松散状态和产生新的集料“窝”或“带”，除洒水以外，也可采用沥青乳液和沥青下封层进行养生，这样效果会更为理想。在养生期间，应禁止车辆通行，尤其注意防止重型车辆的通行。

3 结语

二灰碎石基层容易产生裂缝是这种材料的一个缺陷直接影响着路面的强度和使用寿命。但是，只要严格控制原材料的质量，优化生产配合比，严格控制含水量，正确选择施工工艺和养生方法，就能有效避免或尽量减少二灰碎石基层表面的缩裂，提高其强度，为沥青路面的铺筑打下良好的基础。

[1] 中华人民共和国交通部编.公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000)[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2] 中华人民共和国交通部编.沥青路面设计规范(JTG_D50-2006)[M].北京:人民交通出版社，2006.

[3] 中华人民共和国交通部编.公路工程无机结合料稳定材料试验规程(JTJ E51-2009)[M].北京:人民交通出版社，2009.