無機結合料基層裂縫成因及防治措施

雷宇珍

【摘要】無機結合料基層裂縫。本篇論文結合柳林縣聚財塔至雅溝公路施工中的實際情況，重點論述了水泥穩定碎石基層裂縫的形成及防治處置措施。

【關鍵詞】無機結合料;裂縫

Inorganic materials base crack causes and preventive measures

Lei Yu-zhen

（Shanxi Liulin County Department of TransportationLiulinShanxi033300）

【Abstract】Inorganic binder base crack. This paper combines elegant Liulin enrichment tower to ditch the actual road construction， focuses on the formation and prevention measures to deal with cement stabilized macadam base cracks.

【Key words】Inorganic binder;Crack

1. 概述

1.1在公路建設中，公路面層基本上為瀝青砼，而基層普遍采用無機結合料基層。無機結合料基層包括水泥穩定土、石灰穩定土和石灰工業廢渣穩定土。

（1）水泥穩定土可適用于各級公路的基層和底基層，但水泥穩定細粒土不能用做二級和二級以上公路高級路面的基層。

（2）石灰穩定土適用于各級公路的底基層以及二級及二級以下公路的基層，但石灰土不得用做二級公路的基層和二級以下公路高級路面的基層。

（3）石灰土工業廢渣穩定土可適用于各級公路的基層的底基層，但二灰、二灰土和二灰砂不應做二級和二級以上公路高級路面的基層。其中，水泥穩定碎石作為一種半剛性基層材料，由于水泥硬化后形成板狀半剛性體，具有較高的強度和剛度，能夠有效地提高承載力，而且可以進行機械施工，對環境污染少，是公路建設首選的基層材料。但由于水泥穩定碎石基層對施工質量的要求較高，其抗變能力低，溫度變化時易出現裂縫。裂縫一旦形成，一方面會降低基層的整體強度，另一方面，進一步發張會形成反射裂縫，使瀝青砼路面相應出現橫向裂縫，起拱等問題，直接影響路面的行車質量和舒適感。

1.2我縣在建一級公路——聚財塔至雅溝公路采用了水泥穩定碎石基層，現在就基層在施工過程出現的各種裂縫分析其形成的各種影響因素，采取相應的處理措施，已逐漸形成了一套防止與減緩基層反射到瀝青面層而形成反射裂縫的處理方法。

2. 裂縫類型及形成原因

2.1干縮裂縫。

（1）干縮裂縫是由于內部含水量發生變化而引起的。水泥穩定混合料硬化過程中，隨著水分的減少，體積將收縮變形，產生均勻縱橫分布的干縮裂縫。干縮裂縫的產生主要與水泥、水和碎石集料的比重有關。

（2）水泥與水發生水化反應會消耗大量水分，水泥計量越高，則消耗的水分越多。碎石集料表面對水有吸附作用，集料中的細料成分，表面吸附水分越多?；鶎邮┕み^程中，含水量越大，蒸發散失的水分越多。此外，基層施工時氣溫太高會引起表面水分的大量散發，這些都可引起干縮裂縫的產生。

2.2溫縮裂縫。

溫縮裂縫是由于結構體內故相、液相、氣相的不同溫度收縮而產生的。水泥穩定碎石由于混合料中有5%左右的水泥，同水泥砼一樣具有熱脹冷縮的性質，容易產生溫縮裂縫。

混合料硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，但散熱緩慢，所以內部穩定較高，使內部體積膨脹。而外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內帳外縮相互制約，產生較大的應力。一旦應力超過其極限抗彎強度，將產生呈橫向均勻分布的溫縮裂縫。

2.3沉降裂縫。

水泥穩定碎石基層產生縱向裂縫，多是由于局部土基及底基層壓實度達不到規范要求，引起路基不均勻沉降，在重車作用下產生反射裂縫。這種裂縫有時呈胡狀分布，且表面形成一定的高度差。另外，填挖交界處及橋涵搭板處也會出現橫向沉陷裂縫。

2.4局部網狀裂縫。

網狀裂縫也叫“龜裂”，它是由于局部沉陷太大，在外力作用下產生結構性破壞而導致裂縫。它破壞性較大，如遇下雨，則造成雨水下滲，在外力作用引起路基翻漿。

3. 裂縫的防治措施

水泥穩定碎石的干縮和溫縮特性是引起路面基層開裂的主要原因。影響水泥穩定碎石干縮性能的因素很多，主要有水泥計量、細集料含量和塑性指數、含水量、養護情況和齡期等。影響水泥穩定碎石溫縮裂縫的主要原因有含水量、水泥計量、塑性細土含量、環境溫度等。其他裂縫類型與基面外力及基體變形等因素有關。水泥穩定碎石裂縫的防治應從多方面進行。

3.1原材料的選擇與控制。

3.1.1水泥。

不同品種的水泥具有不同的收縮性，如礦渣水泥的收縮性比硅酸鹽的水泥大，標號高水泥的收縮性比標號低的水泥大，一般選擇P.O32.5#硅酸鹽水泥即能滿足施工要求。此外，抗折強度愈大，混合料抵抗內部溫度應力的抗拉強度越大，越不易產生溫縮裂縫。因此，檢驗水泥性能時應重視抗壓強度。在水泥計量與質量的控制方面，應滿足以下要求：

（1）在能保證水泥穩定碎石強度的前提下，盡可能采用低的水泥計量。水泥計量應通過配合比設計試驗確定，但設計計量宜按配合比試驗確定的計量增加0.5%～1.0%，對集中廠拌法宜增加0.5%，對路拌法宜增加1%。

（2）一次成型，盡可能采用慢凝水泥，加強對水泥穩定碎石的養護，避免水分揮發過大的現象。

（3）加入緩凝劑、緩凝阻裂劑等外加劑，以延長水泥的初凝時間，或減少水化反應的需水量，改善水泥的性能。

3.1.2集料。

（1）碎石：水泥穩定碎石基層所用碎石的壓碎值不大于35%，一般采用<37.5mm的級配碎石，且通過0.075mm篩孔的碎石含量在7%以下。最好采用級配碎石，且含泥量必須滿足要求。含泥量大則收縮性大，易出現彈簧現象，出現裂縫的可能性也就越大。如果不采用級配碎石，則混合料在攤鋪時易出現骨料及細料離析現象而產生縮縫。

（2）砂：采用細度模數為2.3～3.0的中粗砂，砂太細及含泥量超標均會使水泥穩定碎石的干縮性增大，易出現裂縫。

（3）外加劑：在水泥穩定碎石混合料中摻入緩凝阻裂劑補償收縮，可起到減少裂縫的作用。

4. 治理措施

4.1可采用聚合物加特種水泥壓力注入法修補水泥穩定碎石的裂縫。

4.2加鋪高抗拉強度的聚合物網。

4.3破損嚴重的基層，應將原破損基層整幅開挖維修，不應橫向局部或一個單向車道開挖，以避免板邊受力產生的不利后果，最小維修長度一般為6米。維修半剛性基層所用材料也應是同類半剛性材料。

4.4一般情況下，石灰土被用于底基層時，根據其干縮特性，應重視初期養護，保證基層表面處于潮濕狀態;防止干曬。

5. 施工控制

5.1含水量。

含水量的控制直接影響壓實度和基層變形。含水量過小時，基層表層松散，碾壓容易起皮，難以壓實;含水量過大，碾壓時粘輪，表面起拱，而且基層成型后水分散失愈多，形成的裂縫愈多。

5.2混合料的拌和。

拌和應均勻;不同粒級的碎石或礫石以及細集料應隔離，分別堆放。拌和時間不足和不均勻，易出現粗細料離析現象。拌和時間要充分，一般不小于3min/L，通常采用4min/L。

6. 混合料的攤鋪和碾壓

施工時宜采用2臺攤鋪機平行聯合鋪筑作業，減少混合料離析現象?；旌狭蠑備伜螅瑧M快完成碾壓，縮短從加水拌和到完成碾壓的時間。如不及時碾壓，水泥會產生部分凝結作業，碾壓時，會破壞已形成的水泥膠凝作業，消耗壓實功，影響壓實度，混合料的強度和性能會下降，抗裂縫能力下降。

7. 結束語

以上簡要介紹了柳林縣聚財塔至雅溝公路水泥穩定碎石基層裂縫的類型，并對裂縫成因進行分析，詳細介紹了水泥穩定碎石裂縫處理的措施和具體的施工步驟。隨著科技的進步，越來越多的新技術、新工藝應用到公路施工中，水泥穩定碎石基層會出現更為方便，更為科學的防治措施和處理方法。