水泥穩定土基層裂縫分析與防治措施探討

全莉君

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410004）

水泥穩定土基層裂縫分析與防治措施探討

全莉君

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410004）

水泥穩定土是公路工程中常見的半剛性基層材料，在其施工過程中，常出現縱向、橫向裂縫等質量問題；為保證水泥穩定土基層質量，通過對水泥穩定土基層裂縫產生的原因進行分析，提出相應的減少裂縫的防治措施。

水泥穩定土基層 裂縫 防治

目前，我國高等級公路，多采用水泥穩定土作為基層材料。水泥穩定土經攤鋪壓實后，在強度、剛度、整體性等方面都有較好的效果，而且抗凍性也能滿足我國大部分地區的需要，既可以使路面承載能力提高，又因材料價格低廉可節約成本。但是，隨著水泥穩定土的大量使用，其缺點也逐漸顯現，水泥穩定土在早期會產生較多的裂縫，極大地影響路面的壽命。

1 水泥穩定土基層裂縫的產生及其影響

1.1 裂縫性狀

水泥穩定土基層施工后，易產生橫向、縱向裂縫。其中橫向裂縫大多等間距布置，間距約（6～8）m，縫寬（0.3～3.5）mm，縫長為基層全幅或半幅。橫向裂縫最早在基層養生中出現，有些是在路面通車后出現。縱向裂縫一般出現在幅寬較大的道路基層中，非等間距布置，長度不等。

1.2 裂縫對道路的影響

水泥穩定土基層出現裂縫后，會造成如下影響：

（1）造成面層反射裂縫。水泥穩定土基層的細微裂縫在車輛荷載反復作用下容易逐漸變大，最后面層出現與基層相似的反射裂縫。

（2）破壞路面整體結構。路表水通過由面層的反射裂縫進入基層結構，與基層的細集料等形成泥漿，在車輛荷載的反復作用下被擠出路面，造成路面坑洞、碎裂，破壞整體結構。

（3）降低道路的使用壽命。由于路面反射裂縫及整體結構的破壞，道路的強度和承載能力加速下降，使用壽命大大減小，最后嚴重影響車輛行車安全。

2 水泥穩定土基層裂縫產生的原因分析

水泥穩定土產生裂縫主要受溫度和干濕度影響，產生溫度應力和干縮應力；荷載作用為次要原因，水泥穩定土開放通車后，荷載反復作用，使材料疲勞進而產生裂縫。因此水泥穩定土產生裂縫的主要因素為溫度及材料干濕度。

2.1 溫度型裂縫

水泥穩定土在施工后，隨外界溫度的變化會出現溫度應力，當溫度應力大于水泥穩定土材料的抗拉強度時，且水泥穩定土材料在路面結構中受到約束，材料會產生溫度裂縫，進而開裂。水泥穩定土鋪筑完成后，若未及時施工瀝青面層，尤其是在晝夜溫差較大的季節，受外界溫度影響嚴重，層內出現溫差，此時產生的溫度應力持續作用在水泥穩定土中，慢慢就會出現溫度裂縫，影響水泥穩定土結構及壽命。冬季施工時，溫度較低，水泥穩定土基層材料內水分結晶，產生膨脹，當應力大于水泥穩定土材料抗拉應力時，水泥穩定土會逐漸從內部破碎。

2.2 干縮型裂縫

水泥穩定土基層會因水泥穩定土材料內部干濕度的變化導致水泥穩定土收縮現象。水泥穩定土施工后，會由于基層材料養護不合理，導致干濕度變化大，引起水泥穩定土材料體積收縮或膨脹，內部產生干縮應力。水泥穩定土施工后，如果沒有合理養護，導致材料內部水分急劇減少，此時會產生的干縮應力最大，極易在材料內部出現細小裂縫；反之，養護合理，干濕度穩定，則干縮應力就會很小，不會破壞材料內部結構，保證水泥穩定土基層有足夠的時間進行固化。水泥穩定土基層的干縮裂縫主要是橫向的，但也有縱向及不規則的塊狀。在旱季施工，在鋪筑瀝青面層后基層中的水分還會逐漸減少，逐漸出現細小干縮裂縫，直到水泥穩定土的含水量達到平衡含水量，但這些基層的細小裂縫會在車輛荷載的作用下逐漸加大，最終導致路面結構的破壞。

2.3 荷載型裂縫

荷載型裂縫由車輛荷載作用產生，道路開放交通后，在車輛荷載的長期反復作用下，路面回彈彎沉值逐漸增大，達到水泥穩定土材料的疲勞點，水泥穩定土基層的底部產生彎拉應力，并不斷增大，當此彎拉應力大于水泥穩定土的抗彎拉強度時，水泥穩定土基層底部就會出現裂縫，然后在車輛荷載的繼續作用下，底部裂縫逐漸向上發展至面層。車輛荷載作用下產生的裂縫反映在表面，一般表現為稠密的縱向裂縫和網狀裂縫，嚴重的會出現車轍或沉陷。

3 水泥穩定土基層裂縫的防治

施工質量的好壞是引起水泥穩定土基層產生的溫度型和干縮型裂縫的最主要的原因，因此必須嚴格保證水泥穩定土基層的施工質量。基層混合料必須符合設計及規范要求，混合料的拌合采用廠拌法施工，保證混合料的均勻性，在施工過程中嚴格控制基層碾壓含水量。水泥穩定土攤鋪完成后立即開始養護，保證基層材料含水量不受損失，禁止忽干忽濕，養生結束后，立即進行透層及封層施工減少基層暴曬時間。

3.1 水泥穩定土基層裂縫預防

（1）嚴把原材料質量關。嚴格控制進場碎石、水泥的質量，不合格的禁止入場。料場需設置雨棚、排水溝，減少碎石中含水量對混合料產生的影響。

（2）嚴控配合比。嚴格要求拌合站的操作人員按照設計要求進行拌和，試驗人員隨機取樣檢測生產配合比，派專人負責各料倉上料，嚴控把握時間，隨時檢查料口情況，防止堵塞。嚴格把握水泥用量，在能滿足設計強度的要求下，盡量減少水泥用量。拌合料中含水量的控制根據當日天氣進行適當調整，保證混合料在碾壓時，含水量接近最佳含水量。嚴格控制水泥穩定土的細集料的含量，盡量減少混合料中細集料。

（3）嚴控施工過程。水泥穩定土基層施工時，應選擇在溫差變化不大的時期進行施工，防止因溫差變化過大引起的溫縮型裂縫。夏季施工盡量選擇在早晚時間，避開中午高溫施工。同時加強對水泥穩定土的養生，碾壓完成后，立即采用土工布進行覆蓋，灑水養護，養護期間保證水泥穩定土的濕潤，養護期內禁止重車通行。

（4）采用預切縫處理措施。為了減少基層裂縫的產生可以采取預切縫處理措施。預切縫處理的措施要在瀝青面層鋪筑前實施，可以減小基層的相對長度，從而減小內部累積的溫度收縮以及干燥收縮。在瀝青攤鋪前，采用乳化瀝青填縫或在切縫處鋪設土工格柵等，減少基層裂縫在面層的擴展影響。

（5）鋪設玻纖格柵。水泥穩定土為半剛性材料，瀝青面層為柔性材料，在水泥穩定土與瀝青面層間加鋪一層玻纖格柵過渡層，可以加強上下兩層材料的連接。玻纖格柵具有抗拉、質輕、接觸面大等優點，可以承受面層與基層的錯動而產生的應力，使基層裂縫的反射應力在玻纖格柵過渡層抵消，吸收基層裂縫產生的應力。

3.2 水泥穩定土基層裂縫的處理

對于水泥穩定土基層已經出現的裂縫，為避免在瀝青面層出現反射裂縫，必須進行裂縫處理，可采用改性乳化瀝青進行灌縫。所有超過3 mm裂縫都應進行處理，首先對裂縫采用切縫機進行切縫處理，然后對裂縫采用空壓機進行吹掃處理，當縫內無粉塵、砂料等其他 雜物后，采用噴槍進行連續灌縫。灌縫完畢后，在水泥穩定土基層上鋪設玻纖格柵等土工織物，減少基層在面層的反射裂縫，增強面層瀝青的穩定性。

4 結 論

為保證公路工程質量，延長道路使用壽命，水泥穩定土基層質量控制至關重要。施工中，必須嚴格按照規范進行施工和養護，盡量將水泥穩定土基層裂縫的發生概率降到最低。若還是出現了裂縫，則必須采取適當的方法對裂縫進行妥善處理，方可進行瀝青面層施工，防止發生反射裂縫，延長道路使用壽命。

[1]蔣應軍．水泥穩定碎石基層收縮裂縫防治研究［D］．西安：長安大學，2001.

[2]宋順．淺談半剛性基層路面裂縫的防治措施［J］．北方交通, 2004(11)：28-29.

[3] 王艷，倪富健，李強，李再新．水泥穩定碎石基層橫向收縮裂縫控制研究［J］．公路交通科技，2008,25(2)：45-49．

2017-01-09）

全莉君（1990-），女，大學本科，助理工程師，從事水利水電工程施工技術管理工作，手機：15367968199，E-mail：707587720@qq.com。