水泥稳定碎石裂缝的原因及防治方法

水泥稳定碎石裂缝的原因及防治方法

陆世业

海南海口570100

摘要：随着经济的发展对交通运输业的需求越来越大，国家交通相关部门对交通工程的建设和质量方面的要求也越来越高，基于经济发展带来的车辆运输量，运载量的不断增加，对路面的质量保证和路面的保护工作都应相当重视。因此在工程施工中，对水泥稳定碎石基层裂缝方面的防治措施和技术还应该不断更新和发展，以减小裂缝的出现率，保证公路工程运输的顺利进行。

关键词：公路工程；水泥稳定碎石；基层裂缝；防治

引言

在公路水泥稳定碎石基层建设时，水稳碎石有很好的力学性能和板体性能，并且随着使用时间的延长，其强度会越来越好，但若施工过程出现差错就易导致收缩裂痕，破坏碎石基层，从而使得路面结构强度下降，影响路面的正常使用。因此在具体使用时需扬长避短，并采取有效的措施加以全面控制。

1水泥稳定碎石基层裂缝的危害

调查研究显示，水泥稳定碎石基层虽具有一定的整体性，承载能力较好，但我们不难发现，在受到张力作用的影响下，水泥稳定碎石基层抗压能力并不强，且最终还会出现裂缝现象，同时水泥稳定碎石基层存在的裂缝，还会在一定程度上降低车辆行驶的质量，更为严重的是，会使路面结构的连续性和整体性遭到较大破坏，并且还会大幅度减弱结构强度，降低回弹模量，进而扩大裂缝。另外在十分恶劣的自然环境影响下，水泥稳定碎石基层会逐渐软化，加之在一定程度上会受到行车荷载作用力的制约，因此会大幅度降低路面强度的现象，并且一旦当水泥稳定碎石基层裂缝变宽后，路面会遭到一定程度的破坏，而这对公路的使用寿命和质量会造成较大影响。

2水泥稳定碎石基层裂缝类型以及成因

水稳碎石裂缝的分布通常具有一定的规律性，通常裂缝沿路线横向分布，每隔一段距离就有一道裂缝，这些裂缝通常是贯穿分布的，裂缝数量的多少与时间的长短和温度变化情况有关，随着时间的增长，裂缝会达到一个稳定的状态。裂缝的种类通常分为干缩裂缝、温度裂缝及网状裂缝和纵缝等类型。

2.1温缩裂缝

水稳碎石中含有5%左右的水泥成分，且当水泥所处的外部环境温度或是其自身的内部温度发生一定变化时很容易发热，加之当水泥在发热过程受到其它条件的干扰时，散热比较缓慢，而这就会因热量无法及时散出引发内部温度升高，热胀冷缩，使得内部体积膨胀，一旦外部遇到比较寒冷的天气时，就会发生收缩，加之内涨外缩互相作用，其会产生较大的应力，而当应力的变化超出其自身极限抗弯拉伸强度时，就会促使温缩裂缝的产生。

2.2干缩裂缝

水稳碎石是在比较干燥的空气中完成硬化处理的，伴随着水分的流失和减少，其体积会发生收缩变形，且每间隔一段距离就会产干缩裂缝，同时水稳碎石裂缝的产生和水泥、集料等之间存在非常紧密的关联，水泥剂量偏大，混合料在凝结硬化过程中，因水泥与水起水化反应会消耗大量的水分，而水泥剂量越高，消耗的水分越多，其就越容易产生收缩，如果收缩被束缚，就很可能产生裂缝，而另一方面，如混合料的含水量过低就不能保证水泥稳定碎石水化作用所需要的足够水分，且没法形成一定的强度，因此压实度就无法保证；如果是含水量少的话，水泥稳定碎石成型后会有多余的游离水分填充空隙，当其挥发后，细料及水泥浆会随水分一起上浮至表面，使之产生干缩裂缝。

2.3纵向裂缝与沉降裂缝

水稳碎石基层中产生的纵缝，一般是由于施工质量控制不严格而引起的。如：施工时含水量控制不够准确，没有在最佳含水量或接近最佳含水量的条件进行碾压，养护不及时或养护方法不当。此外纵缝的产生，多是由于局部土基及底基层压实度达不到规范要求引起，在重车的作用下产生的反射裂缝，有时呈弧状分布，且表面形成一定的高度差。

2.4载荷性裂缝

很多车辆的荷载量超过了本身的载重量和路面的承受量，久而久之，这种现象反复作用在路面上，就会加速公路的破坏，从而产生裂缝。另外由载荷量引起的裂缝通常在基层的底部产生，但长期的反复载荷作用会引申到表面，而这种裂缝产生的原因大多都是串联式的，所以对车辆载重量的控制和公路质量的保证要引起高度重视。

3水泥稳定碎石基层基层裂缝防治措施

3.1加强水泥稳定碎石的原材料控制

在裂缝防治过程中，原材料会对其产生重要影响。在原材料管理过程中，管理人员需要对水泥、石料进行管理控制，尤其是水泥的终凝时间，施工时选用终凝时间较长，标号较低的水泥。当水泥剂量较低时，会使得混合料结构强度下降，达不到施工标准要求，而水泥量较高时，收缩系数会变大，容易在温度、湿度等变化的情况下引起裂缝，因此水泥剂量大小一定要根据公路施工需要以及周围环境条件进行科学设计。其次，水泥稳定基层用的碎石石料的粗细也会对水稳碎石的强度产生很大的影响。若太粗，在目前一般要求使用摊铺机摊铺的情况下，拌合料就会产生离析，集料与结合料形成不密实结构，产生不了强度，而且容易出现平整度难以掌握，易起波浪的现象，若太细则容易引起温缩裂缝，形不成板体，影响强度形成。

3.2含水量控制

水泥稳定碎石内部的含水量直接影响路面的压实程度和裂缝的产生情况，在施工过程中要将水泥、碎石等材料进行搅拌、铺摊，施工过程中，施工材料中的水分会有部分流失导致材料中含水量下降，有时遇上高温天气，材料中水分散失会更快，所以，在施工过程中，要将材料的含水量高出正常使用含水量1%，以免在施工过程中因水分不足而产生裂缝。在路面压实过程中，要保证含水量充足，如果含水量不足则会使混合料难以碾压，碎石颗粒过大而导致碾压程度不足，碾压不实，路面强度不高，这样在公路投入使用之后随着车辆碾压路面容易使碎石松散而出现裂缝。

3.3利用密封胶处理封缝

一旦公路基层的水稳定层出现了裂缝就要及时进行修补封缝，以防止裂缝扩大。在利用密封胶进行封缝时，需将密封胶加热到180摄氏度，通过使其粘度降低，以便于把它倒入基层裂缝处，同时施工人员要将其较快的渗入裂缝，并要使其与其它建设材料相融合，待密封胶温度下降后，即可恢复基层弹性，并且在基层热胀冷缩情况下，可充分发挥密封胶的高弹性作用，从而避免裂缝的出现。

3.4加强施工管理

为减少裂缝的产生，在水泥稳定碎石具体施工过程中就需要做好多方面的施工管理工作。由于基层材料加工处理程序简单，石料加工过程中没有特别严格的质量管理方式，因此经常导致石料质量出现不稳定的情况，从而使水稳碎石混合料的干密度随之不稳定，造成裂缝问题的产生。同时在压实度检测过程中，当利用同一个标准压实度来完成整个施工过程，就会造成一些施工位置的密实度难以有效达到，而另一些施工位置的密实度又超过了标准，而这对于整个公路基层施工开展是非常不利的。因此施工人员一定要选择更加有效的施工管理方式，并可采用灌砂法来有效完成压实度检测过程，确保压实度达到施工建设需要，从而避免裂缝的产生。

3.5管理维护及施工协调控制

基层摊铺碾压成型到面层施工完成的这段时间的管理维护工作非常重要。各种工程管线和构件集中堆放在基层上，基层将受到极大的破坏。基层施工完成后7天内严禁堆放重物，不允许车辆上行。第二层7d养护期满后方可开放交通，但仅允许部分施工车辆放行。各种工程管线施工时，应与道路施工协调配合。严禁将周围水泥稳定碎石基层下部基础掏空。基层施工完毕后，为保证水泥稳定碎石结构不继续失水，减少干缩裂缝产生，最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工，尽早铺筑沥青面层。

4水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施

4.1防治基层裂缝

4.1.1采用骨架密实结构的骨料级配

水泥稳定碎石基层混合料中材料的大小与性质不同，所以不同级配结构的混合料也会表现出不同的抗裂性能。水泥稳定碎石基层级配结构一般有悬浮密实结构、骨架密实结构和骨架空隙结构。考虑到基层中水化胶结物收缩性较大，所以含有较多砂浆的悬浮密实结构将表现出较大收缩性，而骨架空隙结构虽然含有较少的砂浆，但较少的砂浆使其强度较弱，为了达到合理的强度需要增加其中水化胶结物，此种级配不仅造价变高，且由于存在孔隙使压实质量难以保障。骨架密实结构具有合适量的水化胶结物和较多的粗集料，有研究发现，骨架密实型结构比悬浮密实结构水泥稳定碎石基层在干缩系数、温缩系数上均有显著提高。

4.1.2控制混合料中细料和水泥含量

细料相比粗料具有比较大的比表面积，所以当半刚性基层材料中细料较多时，所需的水泥剂量也将增加，同时施工所需水量也将增加，由于水泥剂量较大时水化反应发热较大，导致混合料会发生较大的温度与含水率变化，又由于细料收缩系数较大，使得基层收缩效应较大。

4.1.3纤维复合材料

近年来，已有多人进行了水泥稳定碎石添加各种新材料的性能研究，比如橡胶粉、碎砖石料和塑料纤维。以PET纤维为例，当基层加入PET纤维时，虽然加入的纤维不增加强度，但当水化反应进行后，纤维与混合料结合，外部压力施加时，集成的纤维和混合材料能分担负载，塑料纤维的拉伸阻力可缓解收缩应力。同时纤维的加入能有效地降低表面失水面积，使水的迁移变得更加困难，由于水损失减少使失水引起的毛细管收缩等的收缩减小，使得基层的抗裂性能显著提高。

4.2防止面层反射裂缝产生

沥青面层反射裂缝产生需要三个条件：

基层裂缝足够宽，以使沥青面层产生应力集中；（2）没有采取措施来缓解应力集中；（3）沥青面层足够脆，能使应力集中向上扩展。

可知要防止面层反射裂缝产生有两种方法：

（1）控制基层裂缝宽度

可在养生期内以振动压路机对基层施加振动，使基层产生网状密集细小的裂缝，这些裂纹将释放早期收缩应力。由于预裂在强度形成早期，不会影响路面性能，其强度还会随着时间增长。

（2）降低开裂处应力集中

可以在水泥稳定碎石基层表面铺设土工织物或格栅，土工织物能提供一定的柔性并拦截裂纹向上扩展，或者在水泥稳定碎石基层和沥青面层之间铺设50～100mm粒状材料的夹层。路面设计增加的额外结构，将防止裂纹传播到表面层。

结束语

总之，在水稳碎石基层路面施工过程中，要想更好的防治裂缝，就必须从原材料、施工技术、施工方式、养护等各个方面加强管理，一旦出现裂缝，应第一时间加以处理和改善，保证基层路面施工质量达到预期的标准要求，延长道路使用寿命，从而有效降低裂缝发生率，达到基层路面的标准使用效能。

参考文献

[1]刘俊.水泥稳定碎石基层裂缝预防及处理措施[J].住宅与房地产，2016（12）.

[2]易小波.水泥稳定碎石基层裂缝成因及防治措施[J].黑龙江交通科技，2016（06）.

[3]李希友，周丹.水泥稳定碎石基层裂缝的分析以及防治处理[J].公路交通科技（应用技术版），2010（05）.

[4]陆秋红.水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因与防治[J].门窗，2014(12).

[5]陈耘.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治技术[J].交通世界(建养.机械)，2015（6）.

[6]乔华丁.水泥稳定碎石基层裂缝原因与防治[J].公路与汽运，2005（1）.