公路施工中水泥穩定砂礫基層的裂縫探析

摘 要：在經濟的推動下，隨著各項生產活動的需要，公路建設行業迅速興起，公路質量和安全成了首要考慮的問題。水泥穩定砂礫作為基礎材料，取材方便，技術簡單，而且成本較低，屬于半剛性基層，在路面的承重方面發揮著重要作用。然而在實際施工中，由于人為、材料、施工工藝等原因，基層容易產生裂縫，既破壞了公路的美觀，也降低了公路施工質量。因此，必須對裂縫產生的原因進行仔細分析，并采取有效措施加以解決。

關鍵詞：公路施工；水泥穩定砂礫基層；裂縫原因；途徑

中圖分類號：U416.213 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0154-02

隨著技術的發展，各種施工材料層出不窮，在公路施工中，水泥穩定砂礫發揮著相當重要的作用。它主要由砂礫、水泥、水及其他材料按一定比例混合而成，成本較低，便于生產，而且抗壓強度較高，具有良好的耐久性，是公路施工常用的材料。但經常伴有裂縫出現，此現象較為普遍，對公路的美觀、質量都有很大影響，且裂縫容易降低土層的承載能力。因此，必須采取相關方法對裂縫問題加以解決。

1 裂縫的危害

影響公路的使用壽命，當水泥穩定砂礫基層出現裂縫，公路的承載力會有所降低，耐久性遭到破壞，影響其壽命，不能充分發揮其應有的作用，以至于某些功能不能完全實現。

由于水泥穩定砂礫的開裂，會對其本身的強度和質量產生一定的影響，而且縫隙過多、裂縫過大，會影響到公路整體的美觀性和建設成本，甚至對其安全性也會產生一定程度的不利影響。

2 裂縫產生的原因

2.1 人員施工

由于現場施工比較復雜，工作人員可能會相對缺乏質量意識，對關鍵環節控制不嚴，加上現場的職責不明確，難以將責任具體落實。在施工中，有些施工人員對新機械設備的性能和用途不太了解，或操作中沒有按照規定的要求進行等，都會引起水泥穩定砂礫基層出現裂縫。

2.2 外部環境因素的影響

水泥穩定砂礫的溫度受許多外部因素影響，包括天氣變化、季候更替等，澆注溫度指的是在運輸、卸貨澆筑等環節后的水泥穩定砂礫拌合物的溫度，直接受外界溫度的影響。如果前者小于后者，則混合物內會聚集大量的溫度，難以釋放導致裂縫出現。如果前者大于后者，混凝土內部外部會形成巨大溫差，也會引起開裂的現象。

2.3 水泥穩定砂礫的收縮作用

在水泥穩定砂礫的拌合過程中，水分會有一定的蒸發，混合物凝固過程中，發生冷卻，體積縮減，一旦收縮應力比其抗拉應力大時，很容易引起表層收縮，出現開裂的現象。關于水泥穩定砂礫的收縮，受很多因素影響，如：在外暴露時間、砂礫含量、水泥劑量以及含水量、失水量等。

水泥劑量通常控制在3%～5%，在此范圍內，水泥劑量越高，其穩定性和強度越高，干縮現象越來越不明顯，一旦超過了這個范圍，很容易影響到水泥穩定砂礫的強度，特殊情況除外。當混合物成型時，如果含水量過多，會降低基層的密實度，所以應對含水量有嚴格的控制。成型后需要有一定的養生期，通常為一周左右，若養生期過長，能夠增加抗拉應力，縮短裂縫之間的距離，但裂縫寬度會有所增加。如果在空氣中暴露時間過長，失水量會有所增加，以至于引起干縮裂縫。

2.4 荷載型裂縫

主要受以下幾個因素影響：①結構層厚度。水泥穩定砂礫基層的結構層厚度越大，路面施加的荷載壓力的受力面積越大，對基層底部產生的壓強和拉應力就越小。②彈性模數。當基層的彈性模數逐漸變大時，相應的彈性下降就小，底部變形較輕，拉應力也相對較小。③車輛的速度和荷載。車輛越重，造成基層的沉降量越大，而速度能夠加推力，使得基層的拉應力也不斷擴大，為了減少沉降量，在養護時應盡量控制行車。

3 裂縫控制

3.1 材料選擇

在實際施工過程中選擇水泥時，常用的有兩種，一是熱硅酸鹽水泥，二是地熱礦渣水泥，它們的水熱化值都表較低，另外，在選擇時，應保證水泥的細度有所降低；采用粉煤灰，因為在粉煤灰的構成中，存在一些特殊物質，和水泥之間能夠發生有效反應，代替其部分的活性來源，能對水泥穩定砂礫的內部進行優化，增大其反應后的密度，從而減小一定的收縮值；一般情況下，骨料有兩種，一是粗骨料，可相應的加大其粒徑，在實際施工時，粗骨料一般都是粒徑在5～40 mm的石子，含沙量應控制在1.5%以內，對碎石針片狀顆粒含量的控制如上；二是細骨料，盡量采用中砂，因為中砂較為干凈，并且含沙量低。

此外，加入適量的膨脹劑、減水劑等，也能降低開裂頻率。例如加入減水劑，對水對水泥都能起到節約的作用，從而使水泥穩定砂礫的性能發生改變。膨脹劑的加入，能產生預壓應力，和固有的拉應力相抵消，在一定程度上也能減少裂縫的出現。

3.2 施工工藝控制

①在運行拌制工作時，應對拌合物的溫度進行有效控制，如夏天在選擇水源時，盡量選取地下水，因為地下水的溫度較低，還需對砂石、骨料增加一些降溫手段；冬天需要加熱水和防凍劑等。為避免資源浪費或資源短缺，對原材料的使用，盡量做到不多不少。

②基層的全部施工工序在水泥終凝時間內必須完成，在保證施工質量的基礎上盡量加快施工速度，縮短時間；在運輸材料設備時，必須結合工程的實際情況選擇合適的車輛行駛速度，禁止隨地停車現象的出現；混合物攪拌成功后，在運輸之前，對路線進行檢查，清除各種障礙，保證車輛的暢通。

③施工拌合工作通常采取廠拌法進行拌合，攤鋪機攤鋪，確保混合物的均勻。配合比例要適當，盡量縮短時間。對于車輛的碾壓速度和時間，應嚴格控制，按照規定的程序進行。

④當澆筑工作結束后，應使水泥穩定砂礫表面處于一個濕潤的狀態，而且需采取有效的預防措施防止出現突然干燥的情況，為使其不與干燥環境產生直接的碰觸，可在其表面覆蓋一層薄膜。

3.3 路面施工

攤鋪機對混合物進行攤鋪時，需保持攤鋪的連續性，中間盡量不中斷。如果出現特殊情況發生終斷且終斷時間大于初凝的時間，必須設置施工縫。保持攤鋪機勻速行駛。如果是寬幅攤鋪，螺旋兩端20～40 cm范圍內會發生混合物的離析情況，此時應使用人工換料。路基上盡量不要出現松散的浮土區，以及路基反彈區。如遇這些情況，可選擇“園洞方補法”，將其挖成矩形形狀，厚度通常要大于10 cm，使用同層或上層材料回填壓實。最為關鍵的是，應建立合理的施工組織，保持各項工序緊密銜接，促使整個施工的順利進行。

4 結 語

水泥穩定砂礫的作用十分重要，在公路施工過程中務必要保證良好的抗裂性能。導致出現裂縫的因素有很多，不過在實際操作中，這些問題并不難解決，所以有必要從材料、施工等方面做好控制工作，盡量減少裂縫出現的頻率，從而保證工程的整體質量。

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