水泥穩定級配碎石病害分析及防治

王善亮　（滁州市公路管理局鳳陽分局，安徽　滁州　239000）

水泥穩定級配碎石病害分析及防治

王善亮（滁州市公路管理局鳳陽分局，安徽滁州239000）

從公路工程施工角度出發，分析了水泥穩定級配碎石基層經常出現的幾種病害，并對其損壞機理進行分析和闡述，提出了應對策略和在配合比設計，施工操作環節應注意的事項。

水泥穩定級配碎石基層；骨架密實性結構；水泥含量；配合比設計

1　概述

水泥穩定級配碎石是指以水泥為結合料通過加水與被穩定級配材料共同拌和形成混合料，經過碾壓成型的一種半剛性基層結構，因其有較高的強度和穩定性、施工方便、易于工廠化生產、取材方便等特點，廣泛用于各級公路基層及底基層。近十多年的實踐證明，此結構類型較其他類型，如級配礫石、石灰土、二灰礫石、水泥土等適應性更廣，使用效果更好。但這種結構在施工和養護過程中缺點和病害也逐漸暴露。筆者通過親歷工程的施工實踐，總結出水泥穩定級配碎石基層常見的幾種病害類型與大家共同探討，以期克服缺陷，延長公路使用壽命。

2　面層反射裂縫

2.1成因分析

因抗裂性不足導致面層反射裂縫。水穩基層產生裂縫的原因是收縮變形超過其強度產生，某種意義上說其結構特性決定了裂縫的產生不可避免，但我們可以通過改進減少或使產生的微量裂縫不形成工程危害。水穩基層收縮變形主要有溫度收縮和干縮組成，其產生的多少與水穩基層以下因素有關：①水泥含量；②粗細集料比例；③壓實度；④養生環境：濕度、溫度等；⑤含水量。

2.2控制措施

這種病害在我省二級及以下公路面層設計較薄時存在較為廣泛，雖經過灌縫等方式處理后路面繼續使用，但已嚴重降低路面使用舒適性和外表美觀。為減小其塑性變形量，克服裂縫的產生，針對以上因素，要求在水穩施工中注意控制以下環節。

2.2.1嚴格控制水泥含量

過多的水泥對強度有利，但同時將產生更多干縮裂縫，一般水穩施工中水泥劑量以5%～6%為宜。

2.2.2控制混合料中粗集料的比例

溫度收縮主要決定于材料的溫度收縮系數，水泥石（主要為細集料及水泥）為10～20，粗集料中花崗巖為7～9，玄武巖為6～8，石灰石為6。盡可能的減少細集料的含量，才能有效減少水穩結構的溫度收縮量。

2.2.3控制壓實度

較高的壓實度能有效加強粗集料中石子的嵌擠作用，較大地提高強度，有效防止干縮裂縫的產生。實踐和理論都證明，壓實度是有效控制水穩基層收縮裂縫產生的一種最有效、最經濟的方法。《公路路面基層施工技術細則》（JTG/F20-2015）也特別強調了水穩基層壓實度的控制。

2.2.4含水率的控制

為增加施工和易性，水穩基層配合比設計的含水率一般在5%～7%。水穩基層水化反應所需水量極小，水份在水穩基層養護成型過程中逐步散發，如含水率過大或降低過快易產生干縮裂縫。要求在施工中控制混合料的含水率不宜過大，防止養護過程中暴曬、風干較快等。

2.2.5養生環境的控制

水穩養生方法一般有灑水、覆蓋薄膜或土工布、鋪設濕砂、草簾覆蓋等。灑水養生耗水量大，易對未成型水穩表面產生沖刷破壞；鋪設濕砂、草簾覆蓋等限制條件較多；一般采用覆蓋土工布灑水養生較為方便合理，灑水次數視氣候而定，保持土工布濕潤即可。

3　面層唧漿、松散

因抗沖刷能力不足導致面層唧漿，松散病害。基層發生沖刷的主要原因是：①雨水進入路面內部；②車輪荷載的反復作用；③基層材料粉狀料含量過多。水穩基層抗沖刷能力隨著水泥用量的提高而增強，隨著細集料含量的增加而減少。《公路路面基層施工技術細則》增加了軟石含量、針片狀顆粒含量、0.075mm以下粉塵含量的要求，對粗集料含泥量也作了嚴格界定，要求我們在實踐中嚴格控制，提高水穩基層的抗沖刷能力。

4　路面疲勞破壞

因強度不足導致路面疲勞破壞。水穩強度隨著水泥含量的增加、壓實度的加強、集料級配的合理而提高。通過前面的分析，水泥含量提高雖能增加水穩強度，但會產生較大收縮變形。強度的提高更應依靠良好的集料級配，在一定的條件下良好的級配可以做到既提高強度又不開裂。選擇合理級配是保證水穩基層的關鍵手段。實踐和理論都證明骨架密實性級配能有效提高水穩強度和有效降低塑性變形。《公路路面基層施工技術細則》推薦的C-B-3級配將4.75mm粒徑通過率控制在22%～32%即是一種骨架密實性級配范圍。

這種配比因石子含量較多，為防止碾壓過程中過多骨料被碾碎，在壓路機組合時采用重型膠輪壓路機組合較為理想。只要控制好壓實度、適當的水泥劑量和采用骨架密實型級配將能確保水穩基層的強度適當，又能有效減少塑性變形的產生。

5　結語

通過以上分析，我們只要根據水穩基層強度形成機理和材料特性，在配合比設計中做到“一多二少”，即：粗集料含量要多，粉粒、粘粒要少，控制水泥用量；在施工中控制壓實度及養護，就能保證這種基層結構的強度和穩定性。做好水穩基層的施工在今后很長時間內對公路、市政道路的施工都有重要的社會和經濟意義。

［1］JTG/F20-2015，公路路面基層施工技術細則［S］.

［2］JTGE60-2008，公路路基路面現場測試規程［S］.

U416.214

B

1007-7359（2016）04-0192-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.076

王善亮（1981-），男，安徽鳳陽人，畢業于合肥工業大學，工程師，國家注冊一級建造師，國家注冊監理工程師。