论沥青道路水泥稳定碎石基层开裂成因及对策

张学恩

摘要：伴随国内市场经济开放程度的不断深化，道路交通工程建设得到了迅速发展。当前国内的道路建设中主要以沥青混凝 土路面为主，而水泥稳定碎石作为其中最为重要的承重层，由于其水稳定性好、荷载力强、成本投入少的优势已成为当前道 路施工当中的首选对象。便是水泥稳定层随着使用次数与使用时间的变化，就会在内部出现混合料的刚性、强度等性能下降， 导致路面病害问题的发生。文中对于当前水泥稳定碎石基层形裂问题进行了简要分析，并给出一些有效的解决办法，以供相 关从业人员参考、借鉴。

关键词：沥青道路；水泥稳定碎石基层开裂；成因对策

中图分类号：U270.2 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0079-01

引言

在沥青路面的施工过程当中，水泥稳定碎石基层具有良好的板

体性，施工材料来源广泛，便于原材料的加工与混合料拌制，并且 在浇灌之后的水泥层具有稳定的力学性能，所以水泥稳定碎石半刚 性基层沥青路面也成为当前世界各国公路的的主要路面类型。但是 半刚性材料最为致命的缺点就抗变形能力不足，如果路面温度与湿 度出现较大变化时则会出现裂缝，而且沥青层面较薄的位置会产生 反射裂缝，严重破坏路面的安全性与稳定性。因此，沥青路道水泥 稳定碎石基层开裂问题也成为了当前业内人士亟待解决的问题。

水泥稳定碎石基层的特点

水泥稳定碎石层是以水泥为胶结材料，碎石作为骨料，并加入

一定比例的水进行搅拌后所形成的混合料，再经过摊铺、碾压之后 的道路基层。水泥稳定碎石基层中碎石的含量较高，因此该种基层 成型速度快、抗压性以及荷载能力大等优势，是整个道路工程当中 最为重要的承重层。除此之外，由于水泥稳定碎石基层中的水泥含 量较少（通常情况下是 3%～5%之间），以碎石为主料，因此基层整体 的抗扰能力不足，容易断裂、变形。除此之外，整个基层的强度大 小容易受到混合材料的质量、施工工艺、施工时间的长短以及施工 环境等方面的影响（如图1）。

图 1：

沥青道路水泥稳定碎石基层开裂的原因

收缩裂缝

在进行水泥稳定碎石基层施工过程当中，水泥、碎石与水经过

搅拌、压实后，由于水分的蒸发以及混合料内产生的水化作用等原 因，导致混合料内部的水分大量流失。水分的流失引起半刚性材料 体积不断缩小，基层裂缝也因此产生。若在道路施工的过程当中， 如果空气中的温度以及湿度并无较大变化，那么混合料的干缩情况 为一次性干缩，这种情况下的裂缝相对较细而且数量也较少。如果 其间隔的时间过长而导致基层混合料经过多次干缩，整个基层面就 会产生严重的拉裂，这种问题经常出现在雨季当中。

温度裂缝

由于水泥稳定碎石基层是半刚性体，因此也具备“热胀冷缩”

性质。水泥与结合料内部所包含的矿物质构成的液态、固态或者气 态物质相结合，如果外界温差出现变化时就会造成体积变化，从而 形成温缩性裂缝。水泥稳定碎石层的内部成分较为复杂，内部胶结 的矿物质与碎石具有不同的物理性质，这些不同物質在温度的变化 下所产生的胀缩值也各不相同。温度升高的时候，混合料的孔隙与 胶体中的水分则会产生张力使得颗粒间距变大而膨胀。混合料内部 的孔隙中充盈着大量的气体，如果温度升高水稳层内的气体体积也 会急速膨胀，体积开始变大；当温度下降时气体收缩，体积随之变 小。若扩张的力量超过上限时，水泥稳定层就会变形、起拱，收缩 力达到上限时，就会出现横向裂缝。荷载裂缝

如果土基强度不足时，土基受到荷载作用则会产生剪切变形。

为了能够有效地解决土基的剪切变形问题，就必须要设置底基层与 基层来进行保护。由于水泥稳定碎石混合料的强度较差，因此基层 容易出现剪切、变形进而开裂。荷载性的裂缝通常是出现在基层底 部的位置，路面经过长期的车辆荷载，内部的裂缝也从底层扩展到 道路表面。

沥青道路水泥稳定碎石基层开裂的防治策略

控制级配与压实度

在水泥稳定碎石基层的施工过程中，混合料的含量必须要严格

控制小于 0.075mm 的颗粒物（粘土颗粒、矿粉颗粒等）含量，如果 小于 0.075mm 的颗粒物比例过高，就会导致水泥用量增加，而且整 个基层表面会出现起砂，水稳层的稳定性就会受到严重影响。除此 之外，如果加大细集料的比例，温合料温缩系数也会出现变化。此 外，在碾压混合料时也会给土基造成一定程度的负荷。水泥稳定碎 石基层基级配与压实度高低，不但对于水泥稳定基层的强度具有重 要影响，同时与整个水泥稳定基层耐冻性与抗压力有密切关系，因 此将级配与压实度控制好就能够有效地避免裂缝的产生。

优选石料

在进行路面施工的时候，对于水泥稳定碎石基层所使用的碎

石并没有物殊的标准与要求，只要需要符合相对密度、压碎值、硫 酸盐比例、以及有机质含量这四个标准即可。碎石原材料在选择的 时候可以选择几个不同的石料场来进行比较，从中选择出压碎值、 有机质比例较低的石料进行加工，全面提高水泥稳定碎石基层的质 量。

控制水泥用量

在通常情况下，水泥稳定碎石基层的强度为 4Mpa～6Mpa 之间，

强度越大其使用的水泥量也越大。在施工过程当中，一定要控制好 基层的刚性，刚性值越大所产生的裂缝也会越大。因此，在满足道 路公程要求的基础上，应当要把水泥的使用数量进行合理控制。笔 者经过长期的实践得出，将水泥的使用计量控制在 6%以下对于减少 裂缝产生的效果较为明显。

科学养护

当路面摊铺完成之后必须要用稻草或者麻袋等物进行覆盖，

并定时洒水养护，避免基层混合料因水化作用或者蒸发而产生干缩 裂缝。冬季温度低可使用塑料膜与土工布进行保温。当养护时间结 束之后必须要及时进行沥青封层或者透层油的施工，以确保水稳层 不会出现干缩裂缝。

选择有利的季节进行施工

水泥稳定碎石基层施工宜在气温变化小的时节，在这种环境

下水泥稳定碎石基层的内温度应力也相对较小，水稳层也不容易出 现“热胀冷缩”的问题。在进行路面施工的过程中，气温与最热、 最冷时的温差越大，就越容易出现温缩性裂缝。值得注意的是，如 果冬季温度<5。C时水稳基层就不能进行施工。

结语：

综上所述，随着道路工程建设的规模与数量不断扩大，水泥稳

定碎石基层的技术也变得越来越成熟。但是半刚性基层沥青路面的 裂缝问题是无法避免的，因此必须要强化水稳层的质量，在优选石 料的同时控制级配与压实度，控制水泥用量，并进行科学养护，只 有这样才能够促进我国公路事业的顺利发展。

参考文献

[1]周宇.试论水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制[J].江

西建材，2016（12）：124-137.