水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的研究

潘世烈

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂性能研究現(xiàn)狀

在公路的設(shè)計中，抗裂性具有著非常重要的作用。通常，水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫的原因有三種:一是溫度收縮;二是干燥收縮;三是疲勞荷載作用。當(dāng)基層開裂時候就會在一定程度上引發(fā)瀝青面層的反射裂縫，從而對公路的使用產(chǎn)生影響。通過多年的實踐經(jīng)驗，可以發(fā)現(xiàn)雖然在進行基層鋪筑的過程中，使用了具有較低的干縮性能的水泥穩(wěn)定粒料，但是也要對其進行周全的考慮，例如:在路面進行投入使用之后要對其進行及時的養(yǎng)護處理。同時，若是溫度應(yīng)力與行車荷載應(yīng)力相互結(jié)合，也會導(dǎo)致基層產(chǎn)生開裂，此時的開裂會引發(fā)一系列的反射裂縫。針對這樣的情況，在設(shè)計階段，就必須對材料配合比以及濕、溫度等進行綜合的考慮，從而達到降低或消除路面反射裂縫的目的。

2 材料對水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的影響

2.1 水泥劑量對水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的影響

我國路面水泥穩(wěn)定碎石混合料大多運用的是干質(zhì)量配合比計算。其以集料為100 作為基礎(chǔ)，水泥的劑量外加的外比進行表示。通過分析影響收縮的因素，可以將其分為兩種:一是溫度收縮;而是干燥收縮。其中，溫度收縮是當(dāng)下料在使用時，由于較大的溫差作用產(chǎn)生的體積收縮現(xiàn)象。而干燥收縮是由于半剛性材料內(nèi)部的水分卻是導(dǎo)致的材料體積收縮。

在實際的施工中，應(yīng)注意控制水泥穩(wěn)定類砂礫材料當(dāng)中的水泥劑量，從而實現(xiàn)收縮數(shù)值的降低，值得注意的是如果相對應(yīng)的水泥劑量超過了6%時候，溫度和干燥收縮的數(shù)值就會逐漸的增大。經(jīng)過大量的試驗可以得出，若是水泥的含量處于3%～6%，則其收縮性能差異不大，而現(xiàn)在我們可以運用粉煤灰代替部分水泥，同樣能夠減少局部收縮。

2.2 集料級配對水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂的影響

在路面施工中，集料級配、含量對防裂有著重大的影響。相關(guān)的專家研究了粒料對收縮特性、混合料強度進行研究發(fā)現(xiàn)，若是混合料當(dāng)中粒料含量太高，則容易出現(xiàn)離析問題;而粒料含量太低的時候，則會產(chǎn)生收縮裂縫的現(xiàn)象。

半剛性基層中的水泥粉煤灰混合料粒料的含量應(yīng)控制在70%上下，從而保證其強度與收縮性能，避免收縮裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。在配比材料的時候，碎石的壓碎系數(shù)不能高于28%，同時4.75 mm 粒徑向上的粗集料針片狀含量不能高于20%。對集料0.075 mm 篩孔的篩選要進行嚴格的把關(guān)，使用時候的4#料0.075 mm 篩孔通過率不能大于12%，3#料的0.075 mm 篩孔通過率不能在3%以上，1#、2#料的0.075 mm 篩孔通過率不能再1%以上，細集料砂的當(dāng)量要≥50%，其中合成的碎石顆粒組成含量應(yīng)符合表1 的規(guī)定。

表1 水泥穩(wěn)定碎石混合料中合成碎石的顆粒組成

3 工程案例

3.1 工程概況

本文以高速公路工程為例，分析了水泥碎石基層的抗裂措施。該工程處于南方，空氣濕度較大、夏季氣溫高，該工程為6 車道，設(shè)計時速為100 km，基層使用的為水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，厚38 mm。因為該工程所處地區(qū)江砂資源較多，因此在級配3、4、5 中分別加入了10%、15%、20%的江砂。圖1即為5 種級配曲線。

圖1 水泥碎石基層試驗5 種設(shè)計級配

3.2 案例分析

根據(jù)該高速工程所處地區(qū)的氣候特征，工程施工中溫縮權(quán)重系數(shù)取0.2，干縮權(quán)重系數(shù)取0.8，5 種級配的抗裂指數(shù)如下圖所示，可以看出級配3 的抗裂性能性能最優(yōu)，推薦使用。

其次，在上圖中，級配1(粗級配)抗裂指數(shù)＜細級配(級配2);級配2、3、4、5 中，分別摻入了黃砂(含量逐漸增大)，但是黃砂摻砂量越大，其抗裂性能越差。因此，必須選取適合的黃砂摻砂量，保證抗裂性能。

圖2 試驗級配的抗裂指數(shù)

4 結(jié) 語

在公路的設(shè)計中，對水泥穩(wěn)定碎石基層本身的抗裂性能進行提升，其能夠大大的減少水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面反射裂縫的現(xiàn)象。在水泥穩(wěn)定碎石的具體結(jié)構(gòu)中，抗裂嵌擠型為骨架密實型的結(jié)構(gòu)，因此抗裂性能更好，十分值得推廣。

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