浅谈路面水泥稳定碎石基层裂缝的成因及措施

张鹏飞　张红生

【摘 要】水泥稳定碎石基层主要是以水泥、碎石、砂及一定比例的水来进行配置，作为路面结构的承重层，在底基层与路面两侧的中间构造。与砼路面相比，水泥稳定碎石基层也同样具备施工工艺强度高、水稳定性良好的特点，作为高等级路面的基层，近年来，水泥稳定碎石在公路施工中得到广泛应用。

【关键词】公路施工；水泥稳定碎石；基层裂缝；成因；措施

1.裂缝的类型及产生原因

1.1干缩裂缝出现的原因

在空气相对干燥的情况下，水泥稳定碎石在硬化的过程中，水分会不断的散失，体积逐渐开始收缩变形，间隔一段距离就会出现均匀的干缩裂缝。引起干缩裂缝产生的关键因素主要包括水泥、水及碎石集料。在混合料出现凝结硬化的阶段，水泥和水会产生水化反应，促使水分得到大量减少。水泥含量的逐渐提升会导致水分的消耗逐渐加快。其次，在碎石集料的表面会有水分依附，若集料内细料的含量越多，集料自身所吸水的效果也会有所提升。再者，在基层作业过程中，基层的含水量针对会促使其水分蒸发现象逐渐加大，因此，会使其基层出现干缩裂缝。

1.2温缩裂缝出现的原因

通常情况下，水泥稳定碎石中所采用的水泥是5%左右的，其水泥自身具有热胀冷缩的特点，在混合料初期硬化阶段，水泥内会产生较多的热量，若散热过程较慢时，混合料内部的温度则提升较快，促使混合料内部逐渐膨胀。在外部，若有气温骤降的现象发生时，会出现混合料冷却收缩，经过温度的变化，混合料受到内胀外缩因素的影响，产生大量的应力。当应力超出极限抗弯拉强度以后则会有温缩裂缝产生。在混合料中温缩裂缝的分布通常是以横向的方式出现的。

1.3网状裂缝出现的原因

网状裂缝也被称之为“龟裂”，由于局部的弯沉逐渐增大，经过外力作用会有结构性破坏的裂缝产生，这种裂缝的破坏性相对较大，若遇到降雨天气会导致渗水的现象出现，在外力作用下还会引发翻浆现象出现。在网状裂缝出现的初期通常是以网状细裂缝的形式产生，随着时间的发展，细裂缝内的水分被不断蒸发，从而逐渐形成发散型裂缝，经过外力的作用，甚至会造成基层出现坍塌状。

1.4纵缝产生的原因

若在施工初期，水泥稳定碎石基层塑限裂缝，通常都是由于控制施工所产生的。纵缝产生的原因是由于土基局部及底基层的压实度未能满足设计要求。在7d城市道路养护期完成后，若对道路基层的管理维护不当，不会导致道路纵缝的产生。在基层施工过程中存在基层过厚的现象，因此在施工时应采用分层碾压的方式进行施工。在基层第一层糖藕碾压结束以后，厚度通常是在15cm左右，即使养护期结束以后，仍有承载能力较低的现象存在。

2.裂缝防治的措施

2.1对施工原材料的挑选

对碎石进行选择时，最为适宜的则是含泥量较小、无杂质且颗粒稳定性较好的碎石。对其原材料应进行严格的控制，使其符合相关设计要求。对料源进行选择时应采用具有连续生产合格材料的工厂。应严格对细集料的含泥量及塑性指数进行严格控制。在对水泥进行选择时，应结合施工要求，采用32.5级标号较低且路面专用的缓凝水泥。确保水泥胶砂28天的抗压强度控制在32.5MPa～37.5MPa，水泥初凝时间应超过5小时，终凝时间应保持在8～10小时之间。进一步将由于含泥量较大或水泥强度偏高而造成的裂缝现象得到避免。

2.2水泥稳定碎石的配合比

严格按照规定范围值偏下的设计来对水泥碎石基层进行配置，确保其配合比在设计范围以内，应采用标号较低的缓凝水泥。

确保在原材料统一的情况下，陪住出三种完全不同的级配，从而采取最为适宜的一种作为理想配合比。首先，在规定的级配范围值以上且不高于上限的方式来对第一种进行配置。另一种应与级配范围中值相接近。最后一种则是在中值偏下，下限以上的范围内。按照完全不同的三种级配，对不同的水泥剂量进行击实及无侧限抗压强度试验，从而将水泥的最佳计量保持在4.5%。而7天无侧限抗压强度应超过3.5MPa，确保三种完全不同的级配之间存在较小差异。将中间级配作为依据，运用28天水泥胶砂的强度为43.2MPa的普通水泥进行击实及无侧限抗压试验，试验表明，最佳水泥剂量应为4.0%，且7天无侧限抗压强度则是大于3.5MPa。

2.3拌和与摊铺

现如今，在公路路面施工过程中，对水泥稳定碎石混合料进行生产时应采用稳定砂料拌和机进行。在混合料生产之前，首先要对拌和机进行调试，扣除原材料自身的含水量，进一步促使混合料的配合比不会发生改变。并合理绘制出各类原材料的转速流量曲线，在对转速进行控制时，应结合混合料的配合比及各类原材料的配料比来确定，并进行试生产。待混合料中各指标都能满足配合比要求时即可正式生产。在混合料的生产过程中，还应对天气变化进行观测，从而及时的混合料的含水量进行调整，促使摊铺后混合料的含水料与最佳含水量的要求相接近。

在对混合料进行摊铺时还应对摊铺机的运行速度进行控制，使其能够与搅拌机的生产能力相符，避免摊铺机出现停机待料的现象产生。应安排专人对运输车的卸料过程进行指挥，卸料的间距应按照运输车装料的程度来确定，利于后期的混合料摊铺。减少摊铺机书房漏斗的次数，在摊铺机前后应设置专业人员对集料出现离析现象进行控制，铲除粗细集料窝，换用新拌混合料进行补铺，促使混合料的稳定性得到统一。

2.4对压实度的控制

在碾压结束以后，应及时检测其压实度，通过对井四周的摊铺厚度进行检测的方式来确保压实度达到设计要求，与正常路段相比，使其井周围的摊铺较薄，并增加1%左右的水泥含量，结合小型机具对其路面进行夯实。与道路井圈加固相结合，促使路面井圈周围的使用寿命得到进一步提升。造成水泥稳定碎石混合料额最大干密度发生变化的原因主要包括：生产集成材料的企业规模有限，机械化程度较低，石料加工质量不均匀以及骨料粗细大小存在加大差异。对路面压实度进行检测时，运用干密度指标相同的方法，会导致压实度不达标或超出100%的现象发生。因此，在压实施工的过程中，对压实度进行检验时应选用灌砂发进行，并详细的对集料进行筛分，来对骨料的密度标准及含量进行确定。

对含水量的控制。水泥稳定碎石是水泥和集料通过水化作用而产生凝结硬化的过程。压实度及裂缝受到含水量的影响。充分考虑混合料的运输及碾压中水分的丧失，在夏季进行施工的过程中由于蒸发量较大，应将其含水量增加至最佳含水量1%左右。若含水量较小时，会促使基层表层过于松散，经过碾压会出现起皮现象，无法有效的进行压实施工。当含水量较大时，碾压过程中会有黏轮的现象发生，造成道路表面有起拱现象发生，当基层逐渐成型，水分的消耗会逐渐加快，最终促使裂缝的逐渐增多。所以，在施工过程中应采取合理有效的措施对含水量进行控制。

3.结语

综上所述，通过对施工材料、配合比设计及质量控制的方式来对水泥稳定水泥基层中存在的裂缝进行避免。通过采取一定的措施来促使公路路面的使用质量及寿命得到有效的提升，进一步促进我国公路工程施工得到有效的发展。