水泥穩定碎石基層裂縫產生的原因及其防治措施

劉寬江

（白銀新世紀路業公司，甘肅 白銀 730900）

1 裂縫產生的現象及危害

水泥穩定碎石基層是半剛性結構，處理不好易產生裂縫。一般在基層頂面沿橫向開裂形成裂縫，比較常見的裂縫大部分與路線橫向垂直，裂縫之間的距離大致相等，裂縫寬度大約在在1～3mm之間，裂縫的長度不規則。早期出現的裂縫主要在水泥穩定碎石基層鋪筑結束后的養護期內出現，一部分是在路面通車后在車輛荷載的反復作用下出現裂縫。第一種危害是在基層早期養生過程中出現的裂縫，在行車荷載、溫度荷載及天氣降水的綜合作用下，在鋪筑瀝青面層前，基層養生水分及天氣降雨水流由裂縫縫隙處向下滲透，破壞基層的整體結構，基層承載能力降低。第二種危害是路面通車后在車輛荷載反復作用下基層原有細微裂縫逐漸發展擴大，基層裂縫逐步擴大后使面層出現與基層相同的、有規則的反射裂縫。

這兩種病害均導致路表水通過裂縫進入路面結構，基層的細集料形成泥漿被行車荷載擠出路面。瀝青混凝土中粘附在碎石表面的瀝青及細集料剝離，路面出現坑洞、碎裂、松散。路面結構強度、承載能力降低，更嚴重著路面水沿著裂縫下滲到路基內部，造成路基大面積沉陷，嚴重影響公路使用壽命及行車安全。

2 裂縫產生的原因分析

從原材料的技術要求及施工工藝的操作細節分析，主要有以下幾方面的影響因素：

（1）水泥穩定碎石基層的配合比設計不合理，致使混合料的級配曲線在標準曲線上方，造成混合料級配偏細。（2）在生產過程中，拌和站水泥計量不準確，造成混合料中水泥計量偏大，基層在強度形成過程中因收縮而開裂。（3）在混合料拌和過程中，因早中晚天氣變化影響，含水量控制不好，在混合料運至攤鋪現場后由于含水量過高，碾壓完成后，混合料內部水分迅速蒸發而使基層表面出現干縮裂縫。（4）混合料拌和不均勻或攤鋪時發生離析，也會產生裂縫。（5）在夏季高溫季節施工時，基層成型溫度較高，強度形成較快，如果灑水養生不及時，表面極易出現干縮開裂現象。（6）采石場沒有將山皮土石清除徹底，導致4.75mm以下規格材料中，小于0.075顆粒含量超過5%。（7）在進行基層施工碾壓時，壓實遍數不合理或壓路機質量偏小，造成碾壓不密實，壓實度達不到規范要求，在行車荷載作用下，變型過大，產生裂縫。（8）在基層施工結束后，由于施工沿線社會車輛較多，無法完全封閉交通，尤其是重型車輛較多，在基層強度沒有達到要求且養生期結束前過早開放交通，就容易產生裂縫。（9）在晝夜溫差大的地區進行水泥穩定基層施工時，基層因溫度差異過大產生溫縮裂縫。

3 裂縫的預防措施

（1）嚴把原材料質量關，不合格材料嚴禁進入拌和場。要求碎石生產加工場完全徹底的清除采石場表層的土石混合物。在片石投入破碎機之前，使用振動傳輸帶上料機，把殘土篩除，禁止采用裝載機將土石混合物一起投入破碎機，同時控制碎石的規格，及時更換錘頭，防止生產的碎石粒徑或針片狀顆粒含量不符合規范要求。（2）進場水泥嚴格檢測，其各項指標必須滿足規范要求。檢測水泥強度及安定性是否合格，不合格水泥嚴禁使用。高速公路的水泥穩定碎石基層7天的無側限抗壓強度一般設計強度為3～4MPa。設計強度越高，所需水泥用量越大。基層剛性越大，越易產生干縮性裂縫，縫寬也越大，所以泥用量不得超過規范規定水泥用量≤6%，采用集中廠拌法施工時，應在試驗時配合比基礎上增加0.5%的水泥計量。（3）拌合料中含水量的控制應根據天氣變化，使其在到達攤鋪現場時含水量略高于最佳含水量0.5%～1%左右。在潮濕多雨地區或者其他地區雨期施工時，應采取措施，保護集料，特別是細集料應有覆蓋，防止雨淋。應根據集料及混合料的含水量及時調整加水量，在混合料運輸時應備有帆布覆蓋防止混合料因陽光照射失水或雨淋。在施工中如果含水量過大，在碾壓時就容易出現車轍，并且細料及水泥漿會隨水分一起上浮至表面，使之產生干縮性裂縫。（4）試驗室及時跟蹤檢測生產配合比，使其級配滿足設計要求。拌和站操作人員應安排責任心強和質量意識強的人員，各料倉上料及時，并派專人負責，防止料倉出料口堵塞現象。嚴禁料倉缺料或堵塞時，繼續上料或采用其他料倉補充。（5）水泥穩定碎石基層施工最好選擇在春末和氣溫較高的季節組織施工，施工期的日最低氣溫應5℃以上，在有冰凍的地區，應在第一次重冰凍到來之前半個月到一個月完成，使結構內部溫度應力較小，水穩層不易產生熱脹冷縮現象，防止施工時因氣溫相差大產生溫縮性裂縫。（6）選擇合適的機械設備組合，嚴格控制混合料的壓實度，結構層壓實度越高，強度與剛度越高，干縮性就會降低。所以，控制好壓實度可預防裂縫產生。碾壓應緊跟攤鋪機及時碾壓，確保在水泥初凝前壓實成型，最好從加水拌合到碾壓完成的時間控制在2～3小時內。碾壓完畢及時檢測壓實度。（7）碾壓完成檢驗合格之后及時覆蓋養生，采用透水土工布及時覆蓋灑水養護，確保養護期內基層表面始終處于濕潤狀態。對于高速公路和一級公路，基層的養護期不宜少于7天。（8）養護期間盡可能的封閉交通，如遇特殊情況不能封閉交通時，應將車速控制在20KM/h以內，嚴禁重型車輛通行。（9）混合料拌和前應反復調試拌和設備，以使拌和機運轉正常。拌制的混合料應均勻，沒有灰條、灰團和花面。

4 裂縫的治理措施

（1）在瀝青面層鋪筑前，應對基層表面進行詳細的檢查，如果表面出現輕微裂縫（縫寬小于3mm），可以加鋪玻璃纖維格柵（網格尺寸為1.5×1.5cm），可以有效的過濾基層裂縫反射至瀝青路面面層。

（2）對與瀝青路面鋪筑后，在行車荷載作用下已經產生的裂縫，為防止其繼續擴大，避免雨水侵蝕，防止病害的進一步蔓延，必須對裂縫進行處理。可用改性乳化瀝青來灌縫。改性乳化瀝青在常溫和低溫時均有著較高的彈性，可隨著裂縫的脹縮而發生彈性變形，始終保持其密封作用，可長期、有效地封閉水穩層及瀝青面層的裂縫。在灌縫之前，首先要用切縫機對裂縫進行切縫處理，清除縫內雜物，然后用吹風機將裂縫內塵土吹干凈，再用噴灑車的噴槍來灌縫。

5 結束語

基層在路面結構層中起主要承重作用，因此，我們在水泥穩定碎石基層施工過程中首先要加強原材料（水泥、碎石等）的質量控制，不合格材料嚴禁進入施工現場，同時，加強混合料配合比的設計，在施工過程中，嚴格控制水泥計量和混合料的最佳含水量，做好壓實度質量控制；養護期間做好基層表面的灑水覆蓋，只有我們掌握了基層了裂縫產生的原因，并采取一定的預防措施，才能盡量減少、防止基層裂縫的發生，才能有效控制工程質量。

［1］JTG E51-2009公路工程無機結合料穩定材料試驗規程[S].

［2］JTJ034-2000公路路面基層施工技術規范[S].

［3］JTGH10-2009公路養護技術規范[S].