淺論二灰碎石基層裂縫的原因及防治措施

劉月金

(滄州市交通局公路工程質量監督處)

1 二灰碎石基層產生裂縫的原因

1.1 混合料配合比設計不合理

二灰碎石混合料的組成設計應通過浸水抗壓強度試驗來確定。而在很多實際工程當中卻只憑經驗確定，不很精確。因為各地生產的石灰、粉煤灰品質相差較大，即使同一廠家不同批次的產品性能也不完全相同。這樣，混合料配合比不合理或原材料計量不準確就將影響二灰碎石基層的質量，當混合料中二灰成分(尤其是石灰)比例較高時，其收縮系數增大，收縮裂縫也將增多。

1.2 原材料質量的影響

二灰碎石是一種緩凝性材料，其硬結的原理是石灰中的氧化物成分激活粉煤灰中的火山灰(主要成分是SiO2、Al2O3等)，在適當的水分條件下，發生化學反應，生成具有一定硬性的化合物，使石灰、粉煤灰逐漸凝固，將碎石固結成整體性材料。當原材料的質量不符合規范要求時，就會使二灰碎石基層的強度降低，從而產生裂縫。

1.3 溫縮裂縫

因溫度變化引起的裂縫為溫縮裂縫。二灰碎石基層的初期強度較低、抗凍性較差，在氣溫降低時，二灰碎石基層會產生較大的溫縮應力而導致開裂。因此，凍前齡期不足時易產生裂縫;混合料中石灰、粉煤灰比例偏高時較容易引起材料的溫縮裂縫，特別是北方地區施工溫度較低的時候更應注意。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫是由于材料中水分散失而造成的裂縫。當二灰碎石混合料中含水量較高或水分散失較快時，會產生急劇的體積收縮，易引起干縮裂縫。

1.5 施工質量的影響

(1)下承層準備不足。在二灰碎石基層施工以前，下承層沒有灑水潤濕，也沒澆灑透層瀝青油，使二灰碎石混合料中的水分滲入下承層，導致混合料中水分快速降低而產生裂縫。

(2)拌和不均勻。二灰材料拌和不均勻，存在蜂窩，麻面不僅易產生裂縫，而且還嚴重影響到混合料的強度，易使路面面層產生荷載型網裂。

(3)壓實不足。壓實機械重量偏低，壓實遍數不夠，達不到要求的壓實效果，導致二灰碎石基層承受交通荷載的能力不足而產生裂縫。

(4)養生不及時或措施不當。施工結束后沒有及時進行保濕養生會產生干縮裂縫，若養生時間較短，二灰碎石基層的強度增長緩慢，臨時開放交通以后，在行車荷載的作用下也容易產生裂縫。

2 二灰碎石基層裂縫防治措施

2.1 嚴格控制原材料的質量

按規范規定，二灰碎石混合料中所有石灰質量應達到或高于三級消石灰和三級生石灰的技術指標，并應盡量縮短石灰的存放時間，如存放時間較長，應采取覆蓋封存措施，妥善保管。粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的總含量應大于70％，燒失量不應超過20％，含水量不宜超過35％，且雜質較少。

碎石材料的級配、最大粒徑、壓碎值等主要技術指標應符合規范要求。滄黃高速公路的工程實踐證明采用潔凈堅硬、有棱角且級配合理的碎石，不僅有利于路面平整度的改善，還可以對二灰碎石的開裂起到有效的抑制作用。

2.2 科學確定二灰碎石混合料的配合比

二灰碎石混合料配合比的設計應嚴格按照混合料組成設計的步驟進行，試件的制備方法，試件個數，養生環境，偏差系數都應嚴格控制，施工前應仔細調整拌和設備與進料系統，經過反復的原材料輸送流量試驗，進行生產配合比的驗證和調整。施工中無論采用路拌法施工，還是廠拌法施工，均應準確計量材料用量。混合料的配合比還應因地制宜根據地區特點來確定。

2.3 保證合適的施工溫度

二灰碎石基層宜在春末和夏季組織施工。按照《公路路面基層施工技術規范》JTJ034-2000的規定，二灰碎石基層施工期的日最低氣溫應在5℃以上，并應在第一次重冰凍(-3～-5℃)到來之前一個月到一個半月完成。這樣不僅有利于二灰碎石基層強度的持續增長，而且還可以避免或減少溫縮裂縫的產生。

2.4 確保施工質量

(1)做好充分的施工準備。二灰碎石混合料攤鋪、拌和之前，下承層上應適當灑水潤濕，或者澆灑一層透層瀝青，既保證混合料中的水分不受下承層的影響，又增強二灰碎石基層同下承層的粘結，提高結構層的整體強度，減少裂縫的發生。

(2)拌和要均勻。在混合料的拌和過程中，要嚴格控制含水量，控制拌和的時間與遍數，直到混合料色澤均勻，沒有灰條，灰團，花面，沒有粗細顆粒“窩”或“帶”，路拌法施工應嚴格掌握拌和深度，若是采用中心拌和廠拌和，可結合拌和機械的特性，先將粒徑小于5mm的細粒料與二灰按比例拌和，然后將拌和以后的混合料摻入到5mm以上的粗集料中，再進行綜合拌和。

(3)在最佳含水量狀態下充分壓實。含水量過小，在一定條件下難以壓實成型，并增大壓實難度;但含水量過大，容易形成泥灰，強度降低且易產生裂縫。中心拌和廠拌和的混合料，在運輸過程中應加以覆蓋，防止水分散失過快，以保證拌和與壓實的質量。

(4)采用及時而正確的養生方法。二灰碎石基層壓實完畢以后及時養生，一般采用灑水養生以保持基層表面潮濕，這不僅可避免產生干縮裂縫，還利于二灰碎石強度的增長。灑水養生時，應使噴出的水呈霧狀，不得直接噴射和沖擊二灰碎石表面使其成松散狀態和產生新的集料“窩”或“帶”，除灑水以外，也可采用瀝青乳液和瀝青下封層進行養生，這樣效果會更為理想。在養生期間，應禁止車輛通行，尤其注意防止重型車輛的通行。

3 結語

二灰碎石基層容易產生裂縫是這種材料的一個缺陷直接影響著路面的強度和使用壽命。但是，只要嚴格控制原材料的質量，優化生產配合比，嚴格控制含水量，正確選擇施工工藝和養生方法，就能有效避免或盡量減少二灰碎石基層表面的縮裂，提高其強度，為瀝青路面的鋪筑打下良好的基礎。

[1] 中華人民共和國交通部編.公路路面基層施工技術規范(JTJ034-2000)[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2] 中華人民共和國交通部編.瀝青路面設計規范(JTG_D50-2006)[M].北京:人民交通出版社，2006.

[3] 中華人民共和國交通部編.公路工程無機結合料穩定材料試驗規程(JTJ E51-2009)[M].北京:人民交通出版社，2009.