水泥稳定级配碎石病害分析及防治

王善亮　（滁州市公路管理局凤阳分局，安徽　滁州　239000）

水泥稳定级配碎石病害分析及防治

王善亮（滁州市公路管理局凤阳分局，安徽滁州239000）

从公路工程施工角度出发，分析了水泥稳定级配碎石基层经常出现的几种病害，并对其损坏机理进行分析和阐述，提出了应对策略和在配合比设计，施工操作环节应注意的事项。

水泥稳定级配碎石基层；骨架密实性结构；水泥含量；配合比设计

1　概述

水泥稳定级配碎石是指以水泥为结合料通过加水与被稳定级配材料共同拌和形成混合料，经过碾压成型的一种半刚性基层结构，因其有较高的强度和稳定性、施工方便、易于工厂化生产、取材方便等特点，广泛用于各级公路基层及底基层。近十多年的实践证明，此结构类型较其他类型，如级配砾石、石灰土、二灰砾石、水泥土等适应性更广，使用效果更好。但这种结构在施工和养护过程中缺点和病害也逐渐暴露。笔者通过亲历工程的施工实践，总结出水泥稳定级配碎石基层常见的几种病害类型与大家共同探讨，以期克服缺陷，延长公路使用寿命。

2　面层反射裂缝

2.1成因分析

因抗裂性不足导致面层反射裂缝。水稳基层产生裂缝的原因是收缩变形超过其强度产生，某种意义上说其结构特性决定了裂缝的产生不可避免，但我们可以通过改进减少或使产生的微量裂缝不形成工程危害。水稳基层收缩变形主要有温度收缩和干缩组成，其产生的多少与水稳基层以下因素有关：①水泥含量；②粗细集料比例；③压实度；④养生环境：湿度、温度等；⑤含水量。

2.2控制措施

这种病害在我省二级及以下公路面层设计较薄时存在较为广泛，虽经过灌缝等方式处理后路面继续使用，但已严重降低路面使用舒适性和外表美观。为减小其塑性变形量，克服裂缝的产生，针对以上因素，要求在水稳施工中注意控制以下环节。

2.2.1严格控制水泥含量

过多的水泥对强度有利，但同时将产生更多干缩裂缝，一般水稳施工中水泥剂量以5%～6%为宜。

2.2.2控制混合料中粗集料的比例

温度收缩主要决定于材料的温度收缩系数，水泥石（主要为细集料及水泥）为10～20，粗集料中花岗岩为7～9，玄武岩为6～8，石灰石为6。尽可能的减少细集料的含量，才能有效减少水稳结构的温度收缩量。

2.2.3控制压实度

较高的压实度能有效加强粗集料中石子的嵌挤作用，较大地提高强度，有效防止干缩裂缝的产生。实践和理论都证明，压实度是有效控制水稳基层收缩裂缝产生的一种最有效、最经济的方法。《公路路面基层施工技术细则》（JTG/F20-2015）也特别强调了水稳基层压实度的控制。

2.2.4含水率的控制

为增加施工和易性，水稳基层配合比设计的含水率一般在5%～7%。水稳基层水化反应所需水量极小，水份在水稳基层养护成型过程中逐步散发，如含水率过大或降低过快易产生干缩裂缝。要求在施工中控制混合料的含水率不宜过大，防止养护过程中暴晒、风干较快等。

2.2.5养生环境的控制

水稳养生方法一般有洒水、覆盖薄膜或土工布、铺设湿砂、草帘覆盖等。洒水养生耗水量大，易对未成型水稳表面产生冲刷破坏；铺设湿砂、草帘覆盖等限制条件较多；一般采用覆盖土工布洒水养生较为方便合理，洒水次数视气候而定，保持土工布湿润即可。

3　面层唧浆、松散

因抗冲刷能力不足导致面层唧浆，松散病害。基层发生冲刷的主要原因是：①雨水进入路面内部；②车轮荷载的反复作用；③基层材料粉状料含量过多。水稳基层抗冲刷能力随着水泥用量的提高而增强，随着细集料含量的增加而减少。《公路路面基层施工技术细则》增加了软石含量、针片状颗粒含量、0.075mm以下粉尘含量的要求，对粗集料含泥量也作了严格界定，要求我们在实践中严格控制，提高水稳基层的抗冲刷能力。

4　路面疲劳破坏

因强度不足导致路面疲劳破坏。水稳强度随着水泥含量的增加、压实度的加强、集料级配的合理而提高。通过前面的分析，水泥含量提高虽能增加水稳强度，但会产生较大收缩变形。强度的提高更应依靠良好的集料级配，在一定的条件下良好的级配可以做到既提高强度又不开裂。选择合理级配是保证水稳基层的关键手段。实践和理论都证明骨架密实性级配能有效提高水稳强度和有效降低塑性变形。《公路路面基层施工技术细则》推荐的C-B-3级配将4.75mm粒径通过率控制在22%～32%即是一种骨架密实性级配范围。

这种配比因石子含量较多，为防止碾压过程中过多骨料被碾碎，在压路机组合时采用重型胶轮压路机组合较为理想。只要控制好压实度、适当的水泥剂量和采用骨架密实型级配将能确保水稳基层的强度适当，又能有效减少塑性变形的产生。

5　结语

通过以上分析，我们只要根据水稳基层强度形成机理和材料特性，在配合比设计中做到“一多二少”，即：粗集料含量要多，粉粒、粘粒要少，控制水泥用量；在施工中控制压实度及养护，就能保证这种基层结构的强度和稳定性。做好水稳基层的施工在今后很长时间内对公路、市政道路的施工都有重要的社会和经济意义。

［1］JTG/F20-2015，公路路面基层施工技术细则［S］.

［2］JTGE60-2008，公路路基路面现场测试规程［S］.

U416.214

B

1007-7359（2016）04-0192-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.076

王善亮（1981-），男，安徽凤阳人，毕业于合肥工业大学，工程师，国家注册一级建造师，国家注册监理工程师。