水泥穩定碎石基層收縮裂縫防治探討

龍游縣通途交通建設工程有限公司 浙江衢州 324400

摘要：半剛性基層是我國瀝青路面常用的結構層，由于水泥穩定碎石基層具有良好的水穩定性及較高的強度等優點，不但能作為承載結構層，而且是個簡單，所以在我國廣泛作為一種半剛性基層來使用。但是由于水泥穩定碎石基層收縮裂縫引起的瀝青路面損壞也一直以來是工程面臨的棘手問題。本文結合實際工程案例，具體分析研究了水泥穩定碎石基層收縮裂縫的防止措施。

關鍵詞：水泥穩定碎石；基層；裂縫；防治措施

近年來，半剛性基層結構已經成為我國瀝青路面基層的主要機構形式。由于水泥穩定碎石具有強度高、整體性好、施工簡單方便等優點，完全具備作為瀝青道路的主要承重層的條件，在我國的道路建設中取得了普遍的應該[1]。

水泥穩定碎石基層位于瀝青面層的下面，路基的上面，其承上啟下作用，是道路的主要承重層，其質量的好壞，直接影響著瀝青面層的質量。而在實際工程中，水泥穩定碎石基層常常出現收縮裂縫的病害，收縮裂縫的出現，直接影響了基層的強度與整體性，還會形成反射裂縫進一步影響瀝青面層的質量，最終降低路面使用性能。本文結合實際工程案例，分別從配合比設計、含水率控制、原材料控制、養護等方面分析研究了水泥穩定碎石基層收縮裂縫的原因及防治措施。

1、工程概況

龍游縣平山橋至團石公路工程起點位于320國道（衢龍公路）詹家鎮平山橋附近（320國道樁號K416+400）處，設計樁號K0+000，路線自南向北走向，經上姜楊家西方張姜家，在汪船頭跨過衢江（Ⅳ級航道），在團石北側上跨杭金衢高速公路，終點在團石農坑場，設計樁號K5+837，路線全長5.837公里。按二級公路技術標準設計，設計速度80km/小時，路基寬度19m（行車道4×3.75m、硬路肩2×1.50m、土路肩2×0.50m），路面結構設計為上面層5cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C型），下面層7cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C型）；基層為22cm5.0%水泥穩定碎石基層，底基層為20cm3.5%水泥穩定碎石底基層。

2、基層干縮裂縫的形成原因

研究發現基層開裂的原因分為兩大類：非荷載型裂縫與荷載型裂縫，而非荷載型裂縫又分為干縮裂縫與溫縮裂縫。本文主要研究水泥穩定碎石基層干縮裂縫的形成原因及防治措施[2]。干縮裂縫是指，水泥穩定碎石混合料在空氣中由于水分的蒸發及混合料內部水化作用而發生的毛細管作業、分子間吸附作用及碳化收縮作用等，混合料的體積收縮變形而引起的裂縫。干縮裂縫一般是因為混合料內部含水率減少引起的，它的產生主要與水泥、水以及碎石的組成比例有關。一般情況下，當水泥遇到水時，會發生化學反應而消耗許多水，當水泥越多時，反應越激烈，水的含量就越少。碎石礦料的表面也具有吸附水分子的能力，碎石粒徑越小，表面積越大，吸附水的能力就越強，剩余的自由水就越少。再加上基層在碾壓過程中，會有一大部分的水由于蒸發而消失掉。以上三個因素都可以導致水泥穩定碎石基層產生干縮裂縫[3]。

3、干縮裂縫法防治措施

3.1配合比設計控制

公路路面基層施工技術規范規定，水泥穩定碎石基層的配合比中，碎石的成分占80%～85%；小于0.5mm的細集料及礦粉對水泥穩定碎石基層的干縮裂縫影響很大。因此在進行水泥穩定碎石混合料配合比的設計時要嚴格按照規范進行，嚴格控制0.075mm的通過率，且盡量小。混合料的合成級配曲線應滿足規范要求，單檔料級配范圍也應滿足設計要求，且盡量處于穩定狀態。對于混合料級配中各組成部分，應優先選用抗壓能力強的粗集料、塑性指數低的細集料、初凝時間長、干縮性小的水泥。

3.2原材料的控制

對于原材料的控制從兩個方面考慮，一是水泥，二是集料。

1）水泥

不同種類的水泥具有不一樣的收縮性，且差異較大，因此，對于水泥，應嚴格選擇其品質與強度的等級。一般而言，水泥的品種選初凝時間三小時以上，終凝時間六小時以下的普通水泥、礦渣水泥與火山灰水泥；水泥的強度一般選32.5Mpa的，強度過高的水泥發生水化反應時一般放出的熱量較大，容易使水泥穩定碎石混合料產生裂縫。水泥劑量也是影響水泥穩定碎石混合料干縮裂縫多少一個重要因素，水泥含量越大，混合料產生的干縮裂縫越多。規范規定水泥劑量一般為4%～5.5%之間，對于水泥劑量的誤差一般應控制在0.5%以內。在水泥穩定碎石混合料強度滿足設計要求的前提下，盡量選用水泥劑量少的配合比，有利于干縮裂縫的減少[4]。

2）集料

混合料的集料由粗集料、細集料及礦粉組成。對于粗集料，應選用壓碎值較小的，細集料選用0.075mm帥孔通過量較低的，礦粉選用塑性指數較小的。集料的含泥量等指標必須滿足設計要求。細集料含量較多的混合料易出現裂縫。

3.3含水量的控制

本項目的施工季節大部分在炎熱的夏季，對于在炎熱的夏季對水泥穩定碎石基層的施工來說，混合料中水分蒸發的很快，特別是在正午時分，極大的會加快對水泥穩定碎石混合料收縮裂縫的影響，所以，在炎熱的夏季現場施工時要及時根據現場當天的氣候變化及時對即將攤鋪的混合料進行調整：當現場天氣溫度較高時，且現場的拌合樓距離攤鋪現場較遠遠時，拌合樓攪拌的混合料的含水率要大于最佳含水率的0.5～1%。含水率的控制時水泥穩定碎石混合料中一個非常重要的參數。含水率對干縮裂縫的影響主要變現在碾壓時的混合料的含水率與養生期間混合料的含水率。碾壓時含水率大于最佳含水率時，壓路機過后，輪劑突出，幾天后出現明顯的干縮裂縫；含水率過小，碾壓時，基層表面松散，容易起皮。

當確定好最佳用水量后，由于攤鋪碾壓時水分會蒸發，所以，在拌合時含水率應稍微大于最佳含水率，一般高于1%左右。在運輸過程中，應用搌布覆蓋防治水分在運輸過程中蒸發，且到達攤鋪現場的混合料外觀不能出現花白料現象。在攤鋪碾壓過程中實驗員要及時檢測現場混合料的含水率，過高或過低時要及時反饋給拌合樓，對含水率進行調整。雨天或雨雪天氣時，禁止水泥穩定碎石基層的現場攤鋪碾壓施工，防治雨水對混合料的質量造成影響。

3.4養護方面的控制

水是水泥穩定碎石基層強度形成的重要成分。水泥穩定碎石基層在碾壓完成后要及時進行養護，一方面是其強度還沒有形成，另一方面是防治混合料內部水分的蒸發，干縮裂縫的產生。研究發現，碾壓完后及時養生的混合料其干縮裂縫比比養生的要少很多。根據天氣情況，決定是否進行灑水養生。養生有兩種，一是熟料薄膜養生；一是編織袋養生，中心思想是基層表面不能暴漏與外面，水分不能蒸發掉。養生時間一般為7天。在條件允許的情況下，當水泥穩定碎石基層7天養生結束后，馬上進行透層、下封層等的施工，可以有效減少干縮裂縫的產生，這也是防治干縮裂縫產生的一個比較有效的方法[5]。

4、結語

水泥穩定碎石基層干縮裂縫是施工過程中經常遇到的一種病害。混合料級配、原材料質量、含水率多少、養生情況都是影響干縮裂縫的重要因素，因此對于干縮裂縫的防治措施不能采取單一方面，要綜合處理，幾種方法一起實施，哪個環節都要嚴格按照設計要求進行。

參考文獻：

[1]沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，1999

[2]張登良.半剛性材料抗裂性能研究之二.西安公路學院科學技術報告，1988（6）

[3]李煒光.瀝青路面半剛性基層抗裂性技術研究[D]長安大學碩士論文

[4]司喜軍.水泥穩定碎石基層產生裂縫的防治.中國新技術新產品，2009（18）

[5]王國軍.緊密嵌擠骨架密實型水泥穩定碎石基層應用研究[M].2011