水泥碎石基層裂縫成因及防治

岳霞

摘要：水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)作為高速公路的基層，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但水泥穩(wěn)定碎石基層在施工過程中很容易出現(xiàn)裂縫，對(duì)路面質(zhì)量產(chǎn)生影響。水泥本身具有干縮性質(zhì)和溫縮性質(zhì)，一旦外界環(huán)境的濕度、溫度發(fā)生變化時(shí)，很容易會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)基層裂縫，進(jìn)而讓公路的養(yǎng)護(hù)成本大幅度增加，給車輛行駛留下隱患。由此可見，公路施工中水穩(wěn)基層裂縫的防治措施就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：水泥碎石基層；裂縫成因；防治

引言

水泥穩(wěn)定碎石作為一種半剛性材料，其具有剛性大、強(qiáng)度高和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展重載交通道路的要求，在高速公路、國(guó)道上廣泛應(yīng)用。水泥穩(wěn)定碎石基層縮裂現(xiàn)象嚴(yán)重影響著道路的正常使用，我們要研究產(chǎn)生縮裂的原因，從源頭上阻止縮裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。要從施工現(xiàn)場(chǎng)的工藝技術(shù)、原材料的選取及配合比設(shè)計(jì)、后期管理等多方面人手，共同做好水泥穩(wěn)定碎石基層的防縮裂工作，從而增加道路的使用壽命，提高道路的使用質(zhì)量。

1.水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生縮裂的原因解析

1.1水泥穩(wěn)定碎石基層施工中施工組織的影響。市政道路綜合整治工程一般都在鬧市區(qū)進(jìn)行，通常工期緊，因此兩層水穩(wěn)同時(shí)施工雖然能顯著提高施工效率，但是施工中的交叉環(huán)節(jié)容易造成攤鋪效果較差。水泥的初凝時(shí)間一般在3個(gè)小時(shí)左右，即便添加緩凝劑也只能控制在4小時(shí)左右，兩層同時(shí)施工應(yīng)該在第一層水泥穩(wěn)定碎石還未初凝的情況下進(jìn)行第二層的施工，但是由于時(shí)間節(jié)點(diǎn)把握不住，第一層已經(jīng)初凝才開始第二層的施工，此時(shí)攤鋪機(jī)械、碾壓機(jī)械、運(yùn)輸車輛都在第一層水泥穩(wěn)定碎石上，造成已經(jīng)初凝的材料界面發(fā)生破壞、松散，從而破壞了材料的整體性，第二層材料即便能夠有效壓實(shí)、水化板結(jié)成型，由于底層材料已破壞，還是容易引起裂縫。

1.2養(yǎng)生成型過程中因應(yīng)力不均勻形成應(yīng)力裂縫。路基承載力不足導(dǎo)致施工碾壓不均勻，造成水泥穩(wěn)定碎石基層密實(shí)度不一，在養(yǎng)生成型過程中因應(yīng)力不均勻形成應(yīng)力裂縫。例如：在老路面破除后清渣至原土，局部含水量較大，未做相應(yīng)穩(wěn)定處理，直接碾壓，由于大修路施工工期緊，施工現(xiàn)場(chǎng)條件有限，并未采用有效改進(jìn)措施，直接在此基礎(chǔ)之上鋪筑水泥穩(wěn)定碎石，在碾壓時(shí)由于路基承載力的不均勻性，造成碾壓不均勻，從而形成了局部應(yīng)力集中，從而在養(yǎng)生過程中形成了裂縫。

1.3水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)的影響因素。水泥穩(wěn)定碎石的配合比中0.075mm以下的含量較高時(shí)，拌合用水量較高，在成型后水化過程中將影響混合料的收縮性能，容易產(chǎn)生開裂。在下淀路的下基層配合比中，因?yàn)椴牧?-5mm粒級(jí)碎石過細(xì)，合成級(jí)配時(shí)，0.075mm以下的含量為10.8%，規(guī)范推薦值為2%-7%，超過規(guī)范推薦范圍，標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)最大干密度為2.338g/cm3，最佳含水量為4.6%，后期變更0-5mm粒級(jí)碎石，重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，將0.075mm以下的含量控制在3.5%，既有效的控制了裂縫的產(chǎn)生，也兼顧了抗疲勞性能。水泥用量越多，水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度越高，但是達(dá)到一定用量后其強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)，相反，由于水泥水化需要大量的水，材料失水過多過快使基層產(chǎn)生裂縫。

2.水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的防治措施

2.1原材料控制。水穩(wěn)碎石中水泥的選擇是控制水穩(wěn)碎石裂縫的一個(gè)重要原因，水泥的終凝時(shí)間一般要求控制在6-8小時(shí)，這個(gè)時(shí)間可以保證有足夠的運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)施工時(shí)間。

如果在炎熱的夏季施工，外界氣溫較高，基層表面凝結(jié)時(shí)間較快，此時(shí)水泥的終凝時(shí)間應(yīng)該控制在10小時(shí)，而春秋季節(jié)施工，終凝時(shí)間則可以控制在6小時(shí)左右。水穩(wěn)碎石基層中的水泥一般采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度一般不宜超過32.5R，水泥的摻和量一般應(yīng)控制在5%左右。原材料中水泥的產(chǎn)量應(yīng)嚴(yán)格控制，因?yàn)樗嗟膿搅咳绻^多則會(huì)因混合料收縮系數(shù)增大，裂縫增減，若果摻量太少也會(huì)引起強(qiáng)度不夠，達(dá)不到施工要求。故水泥劑量一定要經(jīng)過試配并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試合適之后確定。水穩(wěn)碎石中石料的選擇也與裂縫的產(chǎn)生有直接關(guān)系。通常情況，碎石的粒徑越粗，水穩(wěn)碎石的強(qiáng)度就越高。但是如果粒徑太粗，則粒料間粘結(jié)力就會(huì)不足。車輛一旦上路，表面層極易跑散。

2.2現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理措施。水泥穩(wěn)定碎石基層是與土層接觸的層面，在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)的過程中要保證路基的密實(shí)度，從而保證基層壓實(shí)度和壓實(shí)均勻性，基層的密實(shí)度越大，水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度也就越高，可以有效降低縮裂縫的產(chǎn)生數(shù)量。在兩層同時(shí)施工時(shí)，做好節(jié)點(diǎn)安排，將路段劃分為100m甚至更短，鋪筑完第一層后馬上鋪筑第二層，確保在第一層水泥初凝前完成第二層的鋪筑碾壓工作。施工過程中一定要做好交通疏導(dǎo)，禁止運(yùn)輸車輛在鋪筑完成的基層上行駛。由于兩層同時(shí)施工，下層水泥穩(wěn)定碎石不能得到灑水養(yǎng)生，因此下層料的含水量可以比最佳含水量稍高一些。

2.3基層的養(yǎng)護(hù)措施。水泥穩(wěn)定碎石基層鋪設(shè)完后，也要加強(qiáng)對(duì)其的防護(hù)工作，混合料在凝結(jié)的過程中會(huì)流失一些水分，可以在基層外圍灑上一些水，特別是夏天施工的時(shí)候，水分蒸發(fā)更加嚴(yán)重，很容易產(chǎn)生裂縫，可以在基層上面覆蓋土工布防曬保濕。如果是冬季施工的時(shí)候，還要做好防凍工作，可以在基層外圍添加保溫裝置，如在基層上面蓋上稻草可以起到防凍的功效。

3.結(jié)語

水泥穩(wěn)定碎石基層在道路上起到重要的基礎(chǔ)支撐作用，其作為半剛性基層具有好的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和施工和易性以及抗疲勞能力，但由于水泥穩(wěn)定碎石基層受很多因素的干擾，在施工期及使用期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)縮裂現(xiàn)象，影響路面的正常使用，縮短路面的使用壽命。因此，探索道路水泥穩(wěn)定碎石基層抗縮裂性能十分有意義。