水泥穩定碎石基層裂縫產生的原因及處治措施

王紅艷

摘? 要：本文結合水泥穩定碎石基層裂縫處理的工程實踐，本文就水泥穩定碎石基層裂縫產生的原因及處理措施進行探討。

關鍵詞：水泥穩定碎石;基層;裂縫;原因;處治措施

水泥穩定碎石有良好的力學性能，是一種優良的路面基層材料。然而水泥穩定碎石料也有其與生俱來的缺點：脆性大。作為工程技術人員必須趨利避害，造出高質量公路。

1裂縫的現象

水泥穩定集料基層是將一定級配的集料與水泥和水一起拌和后，在最佳含水量狀態下碾壓成型，經過養生達到一定強度的路面基層結構，此基層是一種半剛性結構。水泥穩定基層容易產生裂縫的同時已是影響瀝青混凝土面層破壞的關鍵因素。這種裂縫，一般在基層頂面沿橫向開裂多為等間距，成直線型，縫長不等，縫寬在0.5～3.5mm左右。較早出現裂縫是在水穩層養生過程中開始出現，有的是在瀝青混凝土路面通車后在荷載的作用下出現，這是由于水穩層出現裂縫并引起瀝青混凝土面層產生相對的反射裂縫。

2基層裂縫的危害

降低基層的整體強度，發展后會形成反射裂縫，使瀝青混凝土路面相應出現有規則的橫向裂縫、起拱。出現后者情況，若不及時處理，雨水從裂縫內向下滲透，瀝青混凝土和基層裂縫縫隙處充滿自由水，在車輛荷載反復沖擊下，就會使瀝青混凝土中粘附在碎石表面的瀝青剝離，基層的細集料形成泥漿被擠壓出路面，瀝青混凝土路面出現坑洞、碎裂、松散，造成瀝青混凝土路面早期破損，影響其使用壽命。基層裂縫的危害較為常見，直接影響到了路面行車的速度和安全。

3裂縫產生的原因

對于道路上的半剛性基層，要求其具有較小的收縮性。半剛性材料的收縮包括二個方面，一是由于水分子減少而產生的干縮，二是由于溫度降低而產生的溫度收縮。

基層材料的干縮和溫度收縮是引起基層結構產生橫向裂縫的主要原因。對瀝青面層的開縫特別是反射裂縫的發生有很大影響，另外一個原因是在車輛荷載作用下產生的裂縫。

3.1干縮性裂縫。干縮性裂縫的情況有兩種，一是水泥穩定碎石壓實成型到正常養護期（一般為7 d）的干縮;二是養護期滿后到施工瀝青封層或透層、攤鋪瀝青混凝土面層這段時間的干縮。

3.2溫縮性裂縫。也就是熱脹冷縮產生的裂縫。萬物都具有熱脹冷縮的性質，水泥穩定碎石基層屬半剛性體，也不會例外。在水泥路面設計和施工中，設置伸縮縫的做法規范中已有明確的規定，并且在施工和實際中得到廣泛的應用，取得了顯著的成效。但長期以來，在水泥穩定碎石基層的設計規范或施工技術規范中卻沒有提出來，這有待于進一步探索。

3.3荷載性裂縫。一般發生在基層的底部，由于車輛荷載的反復作用，裂縫逐漸向上擴展至表面，車輪荷載作用下產生的裂縫反映在面層，往往不是單獨的、稀疏的或較有規則的裂縫，而是稠密的，有時是相互聯系的。

4裂縫的預防

4.1嚴格控制級配和壓實度。作為水泥穩定基層用的碎石要求不是很高，規范中只有4個指標：相對密度、壓碎值、有機質含量、硫酸鹽含量，因此很多巖礦都可作為基層碎石的料礦。如果只使用一個巖礦做粗集料的料場，既能保證生產配合比與理論配合比吻合較好，也能保證最大干密度不至于經常變化，有利于壓實度的現場控制。事實證明，水泥穩定碎石基層級配和壓實度的好壞，不但影響水泥穩定基層的干縮性，而且還影響到水泥穩定基層的耐凍性。所以，控制好級配和壓實度可預防裂縫的產生。

4.2嚴格控制混合料含量。小于0.075以下的顆粒含量增加時，不但增加了水泥的用量，而且基層表面還容易起皮（起砂），嚴重影響水穩層的質量。同時，當細集料增加時，混合料的溫縮系數隨溫度降低的變化幅度越來越大。溫度越低，細粒料對溫縮的影響也越大。因此，規范中水穩層的顆粒組成范圍規定：集料中0.5mm以下細粒土有塑性指數時，小于0.075以下的顆粒含量不應超過5%，細粒土無塑性指數時，小于0.075以下的顆粒含量不應超過7%。

4.3控制水泥用量。一般的水泥穩定碎石基層，其設計強度通常為3～5MPa。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，所以規范規定水泥劑量≦6%。

4.4控制碾壓時的最佳含水量。水泥穩定碎石基層干縮應變隨混合料的含水量增加而增大。施工碾壓時含水量越大，結構層越易產生干縮性裂縫。即使鋪筑了瀝青面層，在旱季或冬季也可能產生干燥裂縫。因此在施工時，應根據天氣情況適當增加或減少拌和用水量。例如，在夏天施工氣溫較高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也應早、中、晚各不相同，并且，還要根據運距遠近、運輸車輛配置情況不斷的調整，確保碾壓時混合料含水量在最佳含水量范圍內。

攤鋪完成后，要及時用尼龍布、麻袋布覆蓋進行灑水養護，防止基層因混合料內部發生水化作用和水分的過分蒸發引起表面的干縮性裂縫現象。如果在冬天施工溫度較低，則可以用一層塑料薄膜再加上二層土工布覆蓋保溫，不一定需要灑水養護。

4.5選擇有利時節施工。水穩基層施工最好選擇在年平均氣溫時期施工，由于此時氣溫變化不大，結構內溫度應力較小，水穩層不易產生熱脹冷縮的現象。施工時的氣溫與一年中最冷或最熱時的溫差越大，越易產生溫縮性裂縫。

5裂縫的處治

5.1密封膠封縫技術。水穩層出現裂縫，需要進行及時的封填處理，有效阻止水分的滲入，防止病害的進一步擴展和蔓延。密封膠封縫技術是一種比較成功的途徑，當密封膠加熱到180℃以后，粘度變得很低，灌入裂縫后，很快就滲透到裂縫兩側的混合料中并融合到一起，當密封膠冷卻后，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，這樣就長期、有效地封閉了水穩層的裂縫。在灌縫之前，首先要用切縫機對裂縫進行切縫處理，當裂縫寬度超過3mm，都應該進行切縫。

5.2填灌瀝青膠、鋪設土工布技術。基層頂面出現裂縫后，首先應將較大的裂縫進行切縫處理，填灌瀝青膠，對較小的裂紋，直接鋪上土工布。這種土工布多為深色或灰色，具有抗老化、耐高溫、強度高、單面燒毛等特點。施工時橫向搭接寬度為10cm，縱向搭接為5cm。施工前應在基層頂上先灑布粘層油，用量約0.7～1.1kg/㎡，再鋪土工布，并進行碾壓，注意施工車輛不得在土工布表面轉彎。最后再灑布一次粘層油，用量約為0.5～0.6kg/㎡，爾后方可攤鋪瀝青混凝土面層。用這種方法處理基層反射裂縫是目前較為有效的解決方法。

水泥穩定碎石基層開裂導致路面出現反射裂縫的現象比較普遍，通過合理選擇原材料及用量，加強施工工藝的過程控制，改善及重視養護等措施可以防止該裂縫的產生。

參考文獻

[1]? 毛篤鴻;論水泥穩定碎石基層裂縫產生原因及防治措施[J];廣東科技;2011年12期

[2]? 楊天生;施工中水泥穩定碎石基層的質量控制分析[J];現代裝飾（理論）;2011年06期