淺議水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因及防治措施

王超

摘 要：由于水泥穩(wěn)定碎石基層優(yōu)勢(shì)明顯，成為當(dāng)前高等級(jí)公路基層施工首選，如何防治水穩(wěn)層裂縫，造出高質(zhì)量的公路，是工程技術(shù)人員必須面對(duì)的課題，筆者結(jié)合濱海縣道海堤公路（X201）、東濱線（X101）二期改造工程等經(jīng)歷對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，提出了針對(duì)性的解決措施，為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石；基層；裂縫；成因；防治

一、水泥穩(wěn)定碎石的特點(diǎn)分析

有良好的力學(xué)性能和板體性，強(qiáng)度高，水穩(wěn)性好，抗凍性好，耐沖刷，溫縮性和干縮性均較小，最突出的是強(qiáng)度隨時(shí)間而提高，其力學(xué)強(qiáng)度，可視工程需要進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，脆性大，易產(chǎn)生裂縫并反射到路面，導(dǎo)致路面強(qiáng)度和使用性能大大降低。

二、水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生原因分析

（1）非荷載性裂縫①受濕度影響的干縮裂縫。在基層施工完成后，隨著混合料的凝結(jié)，大量的水分蒸發(fā)流失，水穩(wěn)碎石的體積由于缺水而變小，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。同時(shí)原材料中水泥及細(xì)料所占的比例越大，其所消耗的水分就越多，干縮現(xiàn)象越強(qiáng)烈。在施工的過(guò)程中，如果含水量過(guò)大的話，那么在冷卻蒸發(fā)階段也會(huì)消耗大量的水分，促進(jìn)干縮裂縫的產(chǎn)生。②受溫度影響的溫縮裂縫。在混合料硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，內(nèi)部體積膨脹，外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內(nèi)脹外縮相互制約，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過(guò)其極限抗彎拉強(qiáng)度，將產(chǎn)生溫縮裂縫，在濱海縣道海堤公路改造工程建設(shè)在，筆者就遇到此現(xiàn)象，由于該項(xiàng)目位于海邊，晝夜溫差較大，水穩(wěn)攤鋪后出現(xiàn)裂縫；另外上基層施工后受自然環(huán)境作用，加上噴灑透層油后，吸熱能力明顯增大，在溫度應(yīng)力的作用下，會(huì)產(chǎn)生溫縮裂縫。③受外力作用形成的“龜裂”。即網(wǎng)狀裂縫，是由于局部彎沉太大，在外力作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞的裂縫，遇下雨，則滲水，在外力作用下引起翻漿；晴天，則裂紋處基層內(nèi)部的水分大量蒸發(fā)，裂紋逐漸發(fā)展成為發(fā)散形裂縫。在濱海縣道東濱線二期改造工程K9+900-K10+200段，由于水泥石灰綜合土施工后，養(yǎng)生期不足而進(jìn)行水穩(wěn)碎石攤鋪，最終由于綜合土彎沉較大，不達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致水穩(wěn)基層出現(xiàn)網(wǎng)裂現(xiàn)象。④ 施工工藝處理不當(dāng)造成的裂紋。工程人員為使路面基層表面感觀效果好，在基層攤鋪過(guò)程中在面層補(bǔ)撒過(guò)多細(xì)料，導(dǎo)致表面太過(guò)光潔而產(chǎn)生細(xì)微裂紋；拌和場(chǎng)混合料含水量控制不當(dāng)，造成混合料碾壓時(shí)含水量過(guò)多而產(chǎn)生細(xì)微裂紋；碾壓時(shí)光輪壓路機(jī)碾壓速度過(guò)快而在表面產(chǎn)生細(xì)微裂紋。

（2）荷載性裂縫① 路基不均勻沉降產(chǎn)生裂縫。如果局部土基及底基層壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求，在重車的作用下就會(huì)產(chǎn)生反射裂縫，有時(shí)顯弧狀分布，且表面形成一定的高度差。②基層荷載性開(kāi)裂。在道路營(yíng)運(yùn)期，由于基層施工成型后表面的不均勻性，使得基層底部存在著損傷或裂縫。根據(jù)受力特點(diǎn)，瀝青層底受壓，基層是受拉的，在基層受拉時(shí)裂縫就會(huì)逐漸向上擴(kuò)展。③疲勞裂縫。在基層使用后期，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)中縫漸變成支縫，長(zhǎng)時(shí)間不處理就會(huì)導(dǎo)致基層松散，強(qiáng)度降低，最后出現(xiàn)坑洞。

三、水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的防治措施

（1）水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的預(yù)防技術(shù)①嚴(yán)格控制級(jí)配和壓實(shí)度。集料含量增加可減少基層整體材料的孔隙率、比表面和含水量，從而較大幅度的降低干縮性。從微觀上看，基層材料中固相部分的收縮系數(shù)取決于各固相的成分及含量。就原材料中固相顆粒而言，砂粒以上顆粒的溫度收縮系數(shù)較小，粉粒以下顆粒，特別是黏土礦物的溫度收縮性較大。因此，嚴(yán)格控制級(jí)配，減少混合料中細(xì)集料含量或通過(guò)摻加脹縮性小的材料，可以減少混合料溫縮系數(shù)。同時(shí)，壓實(shí)度越高，強(qiáng)度與剛度也越高，干縮性就會(huì)降低。②嚴(yán)格控制細(xì)集料含量比。集料中0.5mm以下細(xì)粒土有塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)5%，細(xì)粒土無(wú)塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)7%。因?yàn)樾∮?.075以下的顆粒含量增加時(shí)，不但增加了水泥的用量，而且基層表面還容易起砂，嚴(yán)重影響水穩(wěn)層的質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)細(xì)集料增加時(shí)，混合料的溫縮系數(shù)隨溫度降低的變化幅度越來(lái)越大，溫度越低，細(xì)粒料對(duì)溫縮的影響也越大。③嚴(yán)格控制水泥用量和含水量。水泥用量不能少，但不是越大越好，否則基層剛性越大，越易產(chǎn)生干縮性裂縫，縫寬也越大，因此必須將水泥劑量控制在≤6%。由于水泥穩(wěn)定碎石基層施工過(guò)程中因水分蒸發(fā)引起的收縮縫是最主要的病害，因此施工時(shí)應(yīng)根據(jù)天氣情況和空氣濕度適當(dāng)增加或減少拌和用水量，確保碾壓時(shí)混合料含水量在最佳含水量范圍內(nèi)。④嚴(yán)格控制施工溫度。由于溫差越大，溫縮性裂縫幾率越大，所以水泥穩(wěn)定碎石基層施工最理想時(shí)機(jī)是在年平均氣溫下施工，避免在嚴(yán)冬最冷或酷暑最熱時(shí)施工。如果必須施工的話， 氣溫低于5℃時(shí)必須停止水穩(wěn)基層的施工；酷暑中利用早晚施工，并做好覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。⑤嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。結(jié)合鹽城地區(qū)氣候特點(diǎn)，在公路每一段碾壓后應(yīng)立即封閉交通養(yǎng)生，同時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度檢查，基層養(yǎng)生期不應(yīng)少于7天。要將草袋或麻布濕潤(rùn)，然后人工覆蓋在碾壓完成的基層頂面，覆蓋2小時(shí)后，再用灑水車灑水，保持基層處于濕潤(rùn)狀態(tài)。

（2）水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的治理技術(shù) ①密封膠封縫技術(shù)。如水穩(wěn)層出現(xiàn)裂縫時(shí)，可以采用熱熔型密封膠封縫技術(shù)，進(jìn)行及時(shí)的封填處理，密封膠冷卻后，在常溫和低溫時(shí)均有著較高的彈性，可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形，始終保持其密封作用，這樣就長(zhǎng)期、有效地封閉了水穩(wěn)層的裂縫。當(dāng)裂縫寬度超過(guò)3mm時(shí)，在灌縫之前，都應(yīng)進(jìn)行切縫處理。②鋪設(shè)土工布技術(shù) 。基層頂面出現(xiàn)較小的裂紋或裂縫，應(yīng)直接鋪上土工布，施工前應(yīng)在基層頂上先灑布粘層油，再鋪土工布并進(jìn)行碾壓，最后灑布一次粘層油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。

參考文獻(xiàn)

[1]張春海.水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施[J].北方交通，2011年06期

[2]陳永志，龔照躍.水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫防治[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2011年09期

（作者單位：濱海縣道路橋梁工程有限公司）