論瀝青道路水泥穩定碎石基層開裂成因及對策

張學恩

摘要：伴隨國內市場經濟開放程度的不斷深化，道路交通工程建設得到了迅速發展。當前國內的道路建設中主要以瀝青混凝 土路面為主，而水泥穩定碎石作為其中最為重要的承重層，由于其水穩定性好、荷載力強、成本投入少的優勢已成為當前道 路施工當中的首選對象。便是水泥穩定層隨著使用次數與使用時間的變化，就會在內部出現混合料的剛性、強度等性能下降， 導致路面病害問題的發生。文中對于當前水泥穩定碎石基層形裂問題進行了簡要分析，并給出一些有效的解決辦法，以供相 關從業人員參考、借鑒。

關鍵詞：瀝青道路；水泥穩定碎石基層開裂；成因對策

中圖分類號：U270.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0079-01

引言

在瀝青路面的施工過程當中，水泥穩定碎石基層具有良好的板

體性，施工材料來源廣泛，便于原材料的加工與混合料拌制，并且 在澆灌之后的水泥層具有穩定的力學性能，所以水泥穩定碎石半剛 性基層瀝青路面也成為當前世界各國公路的的主要路面類型。但是 半剛性材料最為致命的缺點就抗變形能力不足，如果路面溫度與濕 度出現較大變化時則會出現裂縫，而且瀝青層面較薄的位置會產生 反射裂縫，嚴重破壞路面的安全性與穩定性。因此，瀝青路道水泥 穩定碎石基層開裂問題也成為了當前業內人士亟待解決的問題。

水泥穩定碎石基層的特點

水泥穩定碎石層是以水泥為膠結材料，碎石作為骨料，并加入

一定比例的水進行攪拌后所形成的混合料，再經過攤鋪、碾壓之后 的道路基層。水泥穩定碎石基層中碎石的含量較高，因此該種基層 成型速度快、抗壓性以及荷載能力大等優勢，是整個道路工程當中 最為重要的承重層。除此之外，由于水泥穩定碎石基層中的水泥含 量較少（通常情況下是 3%～5%之間），以碎石為主料，因此基層整體 的抗擾能力不足，容易斷裂、變形。除此之外，整個基層的強度大 小容易受到混合材料的質量、施工工藝、施工時間的長短以及施工 環境等方面的影響（如圖1）。

圖 1：

瀝青道路水泥穩定碎石基層開裂的原因

收縮裂縫

在進行水泥穩定碎石基層施工過程當中，水泥、碎石與水經過

攪拌、壓實后，由于水分的蒸發以及混合料內產生的水化作用等原 因，導致混合料內部的水分大量流失。水分的流失引起半剛性材料 體積不斷縮小，基層裂縫也因此產生。若在道路施工的過程當中， 如果空氣中的溫度以及濕度并無較大變化，那么混合料的干縮情況 為一次性干縮，這種情況下的裂縫相對較細而且數量也較少。如果 其間隔的時間過長而導致基層混合料經過多次干縮，整個基層面就 會產生嚴重的拉裂，這種問題經常出現在雨季當中。

溫度裂縫

由于水泥穩定碎石基層是半剛性體，因此也具備“熱脹冷縮”

性質。水泥與結合料內部所包含的礦物質構成的液態、固態或者氣 態物質相結合，如果外界溫差出現變化時就會造成體積變化，從而 形成溫縮性裂縫。水泥穩定碎石層的內部成分較為復雜，內部膠結 的礦物質與碎石具有不同的物理性質，這些不同物質在溫度的變化 下所產生的脹縮值也各不相同。溫度升高的時候，混合料的孔隙與 膠體中的水分則會產生張力使得顆粒間距變大而膨脹。混合料內部 的孔隙中充盈著大量的氣體，如果溫度升高水穩層內的氣體體積也 會急速膨脹，體積開始變大；當溫度下降時氣體收縮，體積隨之變 小。若擴張的力量超過上限時，水泥穩定層就會變形、起拱，收縮 力達到上限時，就會出現橫向裂縫。荷載裂縫

如果土基強度不足時，土基受到荷載作用則會產生剪切變形。

為了能夠有效地解決土基的剪切變形問題，就必須要設置底基層與 基層來進行保護。由于水泥穩定碎石混合料的強度較差，因此基層 容易出現剪切、變形進而開裂。荷載性的裂縫通常是出現在基層底 部的位置，路面經過長期的車輛荷載，內部的裂縫也從底層擴展到 道路表面。

瀝青道路水泥穩定碎石基層開裂的防治策略

控制級配與壓實度

在水泥穩定碎石基層的施工過程中，混合料的含量必須要嚴格

控制小于 0.075mm 的顆粒物（粘土顆粒、礦粉顆粒等）含量，如果 小于 0.075mm 的顆粒物比例過高，就會導致水泥用量增加，而且整 個基層表面會出現起砂，水穩層的穩定性就會受到嚴重影響。除此 之外，如果加大細集料的比例，溫合料溫縮系數也會出現變化。此 外，在碾壓混合料時也會給土基造成一定程度的負荷。水泥穩定碎 石基層基級配與壓實度高低，不但對于水泥穩定基層的強度具有重 要影響，同時與整個水泥穩定基層耐凍性與抗壓力有密切關系，因 此將級配與壓實度控制好就能夠有效地避免裂縫的產生。

優選石料

在進行路面施工的時候，對于水泥穩定碎石基層所使用的碎

石并沒有物殊的標準與要求，只要需要符合相對密度、壓碎值、硫 酸鹽比例、以及有機質含量這四個標準即可。碎石原材料在選擇的 時候可以選擇幾個不同的石料場來進行比較，從中選擇出壓碎值、 有機質比例較低的石料進行加工，全面提高水泥穩定碎石基層的質 量。

控制水泥用量

在通常情況下，水泥穩定碎石基層的強度為 4Mpa～6Mpa 之間，

強度越大其使用的水泥量也越大。在施工過程當中，一定要控制好 基層的剛性，剛性值越大所產生的裂縫也會越大。因此，在滿足道 路公程要求的基礎上，應當要把水泥的使用數量進行合理控制。筆 者經過長期的實踐得出，將水泥的使用計量控制在 6%以下對于減少 裂縫產生的效果較為明顯。

科學養護

當路面攤鋪完成之后必須要用稻草或者麻袋等物進行覆蓋，

并定時灑水養護，避免基層混合料因水化作用或者蒸發而產生干縮 裂縫。冬季溫度低可使用塑料膜與土工布進行保溫。當養護時間結 束之后必須要及時進行瀝青封層或者透層油的施工，以確保水穩層 不會出現干縮裂縫。

選擇有利的季節進行施工

水泥穩定碎石基層施工宜在氣溫變化小的時節，在這種環境

下水泥穩定碎石基層的內溫度應力也相對較小，水穩層也不容易出 現“熱脹冷縮”的問題。在進行路面施工的過程中，氣溫與最熱、 最冷時的溫差越大，就越容易出現溫縮性裂縫。值得注意的是，如 果冬季溫度<5。C時水穩基層就不能進行施工。

結語：

綜上所述，隨著道路工程建設的規模與數量不斷擴大，水泥穩

定碎石基層的技術也變得越來越成熟。但是半剛性基層瀝青路面的 裂縫問題是無法避免的，因此必須要強化水穩層的質量，在優選石 料的同時控制級配與壓實度，控制水泥用量，并進行科學養護，只 有這樣才能夠促進我國公路事業的順利發展。

參考文獻

[1]周宇.試論水泥穩定碎石基層瀝青路面裂縫控制[J].江

西建材，2016（12）：124-137.