水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因及防治张猛

水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因及防治张猛

张猛

北京鑫畅路桥建设有限公司北京102600

摘要：水泥稳定碎石基层是较为常见的一种半刚性基层，由于其具有强度高、板体性好、水稳定性好的优点，在高速公路及市政道路建设中得到广泛的应用。在施工过程中，如果部分施工环节控制不到位，极易产生干缩裂缝、应力裂缝及荷载裂缝，对于工程的质量产生较大影响，从而影响工程使用功能和寿命。

关键词：水泥稳定碎石；基层收缩裂缝；成因；防治

对于水泥稳定基层路面来说，由于其水分的蒸发以及混合材料的内部而发生的水化作用会使得其混合料内部水分不断减少，还有就是路面的温度变化温差较大、施工工艺等是水泥稳定碎石基层收缩裂缝产生的主要原因。因此，我们应该在修建公路之时就应该去合理选择其原材料及用量，以及改善和加强养护等措施去防止水泥稳定碎石基层路面的收缩裂缝的产生进而确保公路的路面能够不产生裂缝，保证道路的施工质量。

1水泥稳定碎石半刚性基层特点

水泥稳定碎石基层，是将水泥、级配碎石、石屑或粉煤灰、水等材料经充分拌和、摊铺、碾压形成的结构体，具有很强的适应性、刚度、强度、稳定性，施工方便、技术成熟，在国内的高速公路及市政道路中得到广泛应用。该类基层采用水泥为胶凝材料、碎石为骨料，在结构形成的过程中，受水分蒸发、温度变化等外界因素变化，而产生裂缝，影响路面的使用性能和寿命。在半刚性沥青路面上现场鉆芯取样观察表明，裂缝中相当数量为半刚性基层先裂而导致沥青路面开裂的反射裂缝，这一比例常常超过50%。由此可见预防基层裂缝的重要性。

2水泥稳定碎石产生基层裂缝的原因

2.1水泥的影响

（1）水泥种类的影响，水泥种类不同其收缩性也不同，比如，硅酸盐水泥的收缩性比矿渣水泥要小；（2）抗折强度的影响，水泥的抗折强度越好，越不容易产生温度裂缝，然而，相关人员在进行水泥性能的检测试验时，往往只注重抗压强度的检验，而忽视了抗折强度的重要性；（3）水泥的存放期不够，水泥在生产后没有存放够一定的时间就直接投入使用，会在与水拌和的过程中产生大量的水化热，从而使内外部产生温度差，形成温度裂缝；（4）水泥剂量的影响，水泥的用量越多，其自身的收缩作用就越大，因此，在施工过程中，应在设计强度的要求下，选择最小值。

2.2水分和集料的影响

水泥稳定碎石混合料中的水分越多，水分散失得就越快，产生的收缩应力就越大。因此，混合料的水分含量也是基层产生裂缝的原因之一。同时，集料的粒径和自身的塑性指标也与干缩性有关，粒径越大干缩性越小，集料的塑性指数越大干缩性越大。此外，集料的级配会对混合料的均匀、稳定和耐久产生一定的影响。级配不合理就不能保证混合料的拌和质量，从而使混合料在施工过程中发生离析现象。

2.3养护方面的影响

水泥稳定碎石基层施工后的养护工作十分重要，若不对基层进行及时、均匀的洒水养护，就会使基层在炎热天气下，出现干缩裂缝。并且，在养护结束后，若施工人员没有对基层洒透层油予以保护，就会使基层长期受到外部温度、雨水和动荷载的影响，从而产生裂缝。

2.4施工过程中的影响

首先是拌和质量的影响，集料的级配不合理、水泥和水分的含量得不到严格的控制、拌和不均匀等都会使集料出现离析等质量问题，当集料铺筑成形后就会形成裂缝；其次是压实质量的影响，压实不够充分，就会降低基层的密实度，进而抵抗干缩和温度应力的能力就会减弱；最后是碾压质量的影响，碾压后混合料的残留水分过多，或者不同路段上下层的碾压质量不一致，就会使基层在外界环境的影响下产生裂缝。

3针对裂缝产生原因采取的防治措施

3.1选用优质施工材料

3.1.1水泥的选择与标准

在基层建设所需的所有原材料中，水泥虽然所占比例不大，但是作用却是非常重要的，在选择过程中，首先要注意水泥种类的恰当挑选。种类不一的水泥其收缩性也不尽相同，一般来说，煤灰水泥的收缩性要高于硅酸盐水泥，另外，水泥标号也能反映出水泥收缩性的大小。如果没有特殊要求，在普通的水泥稳定碎石基层施工过程中，选用33的硅酸盐水泥即可满足施工标准。除此之外，要注意水泥的湿抗折强度。水泥保存工作不到位，就容易出现水泥潮湿板结现象，严重影响了水泥的质量。所以，做好水泥的贮藏工作，保证环境的干燥、阴凉、防止阳光直射等，最大限度的保证水泥质量。

3.1.2严格控制集料质量，保证集料有效成分

做好集料控制工作，保证集料内部细料的有效含量是实现基层高质量施工的基本前提。通过提高细料的塑性指数，以此降低水泥稳定碎石中的粘性成分含量，防止由于粘性成分过多导致基层抗压强度减弱。在确定细料含量时，可以采用0.08m孔径的筛网进行物料筛选，并且保证杂质含量不超过5%。另外，细土要尽可能选择塑性指数相对较低的，以不超过4为佳。

3.2控制含水量

混合料中必须有足够的水分才能保证混合料的压实度和水泥稳定碎石基层的强度满足施工要求。但是，水分含量过多会使基层表面产生车辙，影响整体的平整度，甚至增大混合料的干缩性；而水分含量较少则会使混合料的密实度降低，不易碾压成形。因此，在压实过程中，混合料的含水量应控制在±0.5%范围内，如果施工环境干燥、天气炎热，就要适当加大含水量。

3.3提高拌和质量，做好摊铺工作

为了减少收缩裂缝的数量，粗细集料的拌和必须采用集中厂拌法，并用电子计量装置控制材料的用量，提高水泥稳定碎石的拌和质量。并且，拌和后的水泥稳定碎石混合料要及时运往施工现场，在运输过程中要对混合料进行覆盖。待混合料运输到施工现场后，要立即进行摊铺工作，避免混合料的水分过量蒸发而形成干缩裂缝。

3.4对碾压施工进行控制

在碾压施工过程中，相关人员应根据天气情况对碾压路段的长度进行控制。如果施工时天气气温较高，混合料的水分蒸发较快，就要适当缩短碾压路段的长度；反之，则可适当加长碾压路段的长度，从而防止混合料在碾压过程中因水分的散失而产生干缩裂缝。并且，碾压质量水平越高，混合料成形后的体积越大，抵抗收缩变形的能力就越强。但是，过量碾压将会使水泥稳定碎石基层表面产生收缩裂缝，因此，在碾压前，相关人员还应进行试验，确定出最合适的碾压次数。

3.5后期养护控制

在完成对水泥稳定碎石基层施工过程质量控制后，还要加强基层的保湿工作。当气温过高时，水泥中的水分快速蒸发，使得水泥过快的凝结硬化，导致路面出现裂缝。在这种情况下，可以通过铺设草袋或塑料薄膜的方式，覆盖需要养护的路段，一方面能防止阳光直射，有效降低了水分的快速蒸发；另一方面，塑料薄膜还能起到凝结水蒸气，湿润基层的效果。此外，如果外部环境温度过低，还要注意进行相应的基层保温工作。

结论

综上所述，影响水泥稳定碎石基层裂缝的因素有很多，而且各种影响因素之间又相互作用，使得基层裂缝的形成原因比较复杂。但是，相关人员只要认真分析基层裂缝产生的原因，并对每个环节都加以严格的控制，就能降低产生裂缝的概率，从而增强水泥稳定碎石基层的稳定性和整体性，延长公路的使用寿命。本文以水泥稳定碎石基层收缩裂缝的主要原因为切入点，从原材料质量控制、科学配比、现场施工质量控制、后期养护等角度，详细论述了水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治对策，多方面人手，旨在全面提升水泥稳定碎石基层质量。

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