水泥穩定性碎石公路基層裂縫成因及處理措施

摘要：水泥穩定性碎石除應具有一定的強度，能安全地承受設計荷載外，還應具備適應其周圍自然環境的能力，以及滿足使用上的其他特殊要求，因而具有各種特殊性能。在公路工程中采用水泥穩定性碎石路面進行施工，由于材料和施工方面的原因，使得公路工程施工中水泥穩定性碎石基層裂縫發生。本文將針對公路工程施工中的水泥穩定性碎石基層裂縫成因及對策進行分析。

關鍵詞：公路工程;水泥穩定性碎石;裂縫

水泥穩定性碎石具有許多優點，可以根據不同的要求配制不同性能的水泥穩定性碎石;水泥穩定性碎石在凝結前具有良好的可逆性，可以澆注成各種形狀和大小的構件或結構物;與鋼筋有牢固的粘結力，能制作鋼筋水泥穩定性碎石結構和構件;硬化后有比較高的強度和良好耐久性;其粗、細集料可以就地取材，成本低。但水泥穩定性碎石也有抗拉強度低、容易開裂、自重大等缺點[1]。

一、水泥穩定性碎石材料的特性

水泥穩定性碎石拌和工作性簡稱和易性，是指水泥穩定性碎石拌和物易于拌和、運輸、澆灌、搗實雕性能，是一項綜合的技術性質，包括流動性、黏聚性和保水性。在此將三者一并介紹。

流動性是指水泥穩定性碎石拌和物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產生流動，均盆地填充模板，形成密實的水泥穩定性碎石體的性能。

黏聚性是指水泥穩定性碎石拌和物在施工過程中其組成材料之間有一定的黏聚力，在一系列工藝過程中流而不散，不產生分層和離析的現象。

保水性是指水泥穩定性碎石拌和物在施工過程中，具有一定的保持水分的能力，不致產生嚴重的泌水現象。發生泌水現象的水泥穩定性碎石拌和物，由于水分分泌出來會形成透水孔隙，趟而影響水泥穩定性碎石的密實性，降低其質量。

二、公路工程施工中水泥穩定性碎石基層裂縫成因分析

（一）原材料選擇不當

1.水泥強度不足、安全性差、堿含量超標是水泥穩定性碎石開裂、斷板的主要原因之一。一般情況下，路面水泥穩定性碎石宜選用堿含量不大于0.6%（質量分數）的水泥。

2.水泥穩定性碎石配合比選用不當。路面水泥穩定性碎石的配合比應與結構水泥穩定性碎石有所區別，尤其是水泥穩定性碎石的砂率選擇、水灰比、用水量的確定、單位水泥用量的多少、施工中的準確計量等都直接影響路面水泥穩定性碎石的性能。根據不同的施工機械和施工工藝，應綜合考慮以上參數的選擇，并以成型后表層砂漿層的厚度，適當調整配合比的組成，防止由于水泥穩定性碎石拌制不均勻及砂漿層過厚形成的收縮不均[2]。

3.集料（砂、碎石）含泥量及有機質含量超標。就路面水泥穩定性碎石與結構水泥穩定性碎石強度特性及受力特性來看，路面水泥穩定性碎石所用砂、石料的含泥量及有機質含量應比結構水泥穩定性碎石進行更加嚴格的控制，否則將直接影響水泥穩定性碎石的界面粘接強度及抗彎拉強度。同時過量的黏土含量有降低水泥穩定性碎石面層耐熱性能，增大局部水泥穩定性碎石收縮膨脹的趨勢。有資料表明，在同樣的水灰比條件下，石英巖、石灰巖等親水性集料與水泥石界面粘結力大，花崗巖等親水性差的集料則反之。

4.集料級配不良。不良的集料級配將可能導致水泥穩定性碎石的離析，粗、細集料聚集，形成強度和變形的薄弱區域。

（二）氣候影響

路面水泥穩定性碎石相對于結構水泥穩定性碎石的蒸發表面積要成倍增大，因此，受氣候的影響，表面溫度變形也大得多[3]。

（三）施工組織或施工工藝不當造成的水泥穩定性碎石路面板開裂、斷板

施工組織不當主要表現如下：1）切縫深度過淺，或切縫不及時，是形成早期橫向斷板的主要原因。2）相鄰板各走通縫，甚至斷板。3）過早的行車碾壓，開裂。對新澆筑路面板產生誘導裂縫，開放交通，將導致路面板的縱向裂縫。

（四）路基或基層施工不當造成斷板

1.基層不平整會大大地增加其與水泥穩定性碎石界面的摩阻力，導致較薄弱路面開裂。

2.基層標高失控，造成路面厚度不一致，過薄或薄厚交界處將成為薄弱斷面，在水泥穩定性碎石收縮時，由于難以承受拉應力而開裂。

3.干燥的基層會吸收水泥穩定性碎石拌合物中的水分，使底部水泥穩定性碎石失水，強度降低，導致開裂。

三、公路工程施工中水泥穩定性碎石基層裂縫的對策

（一）正確合理設計水泥穩定性碎石路面

認真及時地組織設計人員和有關專家，對水泥穩定性碎石路面的規范要求和設計理論進行深入細致的討論和研究，提高對設計理論的認識和了解。根據當地的地理位置、地形、環境、水文地質和沿線工程，尤其是車輛的類別和交通量的組成以及地方材料的供應情況，提出符合實際的軸載等設計參數、路面結構、路基填料、材料組成、碾壓方案和要求，設計出適宜的水泥穩定性碎石面板以及完善的排水系統，提出合理經濟的水泥穩定性碎石配合比設計和要求[4]。

（二）水泥穩定性碎石配合比的優化選擇

控制水泥穩定性碎石拌合物坍落度，選擇適宜的砂率，確定合適的水泥穩定性碎石含氣量以及較小的坍落度損失，是保證水泥穩定性碎石施工正常進行的關鍵。就增強水泥穩定性碎石溫度變形能力而言，摻入引氣劑將在保持水泥穩定性碎石高強度的同時，降低水泥穩定性碎石的溫度變形量，有助于提高水泥穩定性碎石板塊的抗裂能力。水泥穩定性碎石中加入混合材料（如石灰、粉煤灰等），能夠較明顯地減少水泥穩定性碎石水化熱，有利于防止水泥穩定性碎石由于溫度應力產生的破壞。但是，應當注意，摻入任何混合材料必須通過試驗確認其對強度、抗凍性、耐磨性等指標的影響。用于路面水泥穩定性碎石的粗集料的最大粒徑不宜大于30mm，且宜采用連續級配的石子，細集料宜采用粗砂（混砂應調整其細度模數達到中粗砂標準）[5]。

（三）合理選擇施工工藝，嚴格控制施工過程的質量

1.盡量采用機械化施工，并注意機械的配套和能力匹配。

2.要根據機械性能準確掌握水泥穩定性碎石的拌合時間，最長拌合時間不應超過最短拌合時間的3倍。水泥穩定性碎石拌合時，如果集料溫度過高，應采用降溫措施后再配料拌合。如果采用灑水降溫方法，應及時測定含水量，調整拌合水用量，保證水灰比不變。

水泥穩定性碎石路面施工開盤前，要仔細檢查振動梁、發電機、運輸車輛等機具設備，確保其完好。現場中要有備用機具，嚴禁故障機具施工，并檢查施工運料道路是否通暢，確保施工的連續性。配料、拌合、運輸、攤鋪作業面要有序配合，對于氣候突變、停料、停電等情況，應提前做好準備工作，調整工序，暫停面板施工。重新鋪裝時應按施工縫處理接縫。

結論

總之，在公路工程施工中，要加強對水泥穩定性碎石材料的科學設計與管理，采用合理的施工方法，從而降低公路工程施工中水泥穩定性碎石基層裂縫的產生，保證施工的質量。

參考文獻：

[1]蘇華勇.常用公路基層材料及半剛性基層材料使用的分析[J].中國新技術新產品，2014，19：136.

[2]孫科營，趙娟娟，辛向陽.淺談添加粉煤灰有效改善水泥穩定碎石基層的裂縫[J].公路交通科技（應用技術版），2014，11：217-220.

[3]朱忠林.在建高速公路水穩基層裂縫形成原因分析[J].公路交通科技（應用技術版），2014，02：73-77.

[4]魯航娟，李雙印.高速公路基層裂縫和壓實度超百控制新技術[J].江西建材，2014，19：152.

[5]彭虹.水泥穩定碎石基層裂縫的預防策略[J].中國新技術新產品，2014，23：125-126.