探討路面水泥穩定層裂縫產生的原因及預防措施

摘要：路面水泥穩定層常常也因為一些因素而引發裂縫，如荷載、溫度、收縮、地基變形、施工材料質量等，一旦發生裂縫就會破壞路面，進而影響著路面的使用，嚴重時還會引發人們的生命財產安全。因此，本文基于此，就來對路面水泥穩定層裂縫進行研究。本文通過對路面水泥穩定層裂縫產生原因的分析，查找裂縫產生的規律，從而根據其規律進行有效的防治和處理，以此來為相關部門提供參考。

關鍵詞：穩定層""裂縫成因""預防措施""水泥穩定層

中圖分類號：U416

Exploring"the"Causes"and"Preventive"Measures"of"Cracks"in"the"Cement-Stabilized"Layers"of"Road"Surfaces

ZHU"Neng

（Sichuan"Highway"Engineering"Consult"Supervision"Company"Ltd.，Chengdu，Sichuan"Province，610041"China）

Abstract："The"cement-stabilized"layers"of"road"surfaces"often"cause"cracks"due"to"some"factors，"such"as"load，"temperature，"shrinkage，"foundation"deformation"and"construction"material"quality."Once"cracks"occur，"they"will"damage"the"road"surface，"affect"its"service，"and"also"cause"people's"life"and"property"safety"in"serous"cases."Therefore，"based"on"this，"this"article"studies"the"cracks"in"the"cement-stabilized"layers"of"road"surfaces."It"analyzes"the"causes"of"cracks"in"the"cement-stabilized"layers"of"road"surfaces，"finds"the"laws"of"cracks，"and"effectively"prevents"and"treats"them"according"to"these"laws，"so"as""to"provide"reference"for"relevant"departments.

Key"Words："Stable"layer;"Cause"of"cracks;"Preventive"measure;"Cement-stabilized"layer

路面水泥穩定層，通常指用于承重和保護道路表面，提高道路性能和壽命的基層結構。其主要功能包括提供均勻的承載能力、防止水泥路面的變形、減小車輛對路面的沖擊、防止地下水侵入等。路面穩定層對提高道路的安全性、舒適性和耐久性至關重要。在設計路面穩定層時，需要考慮其承重能力、防水性能、耐久性以及與路面的配合等因素。通常會采用一定的結構設計，如增加路面厚度、設置排水設施等，以提高路面的性能。即使這樣，其依然會受一些因素的影響產生裂縫，影響路面的美觀和舒適性。并且裂縫容易擴展成路面結構性破壞，縮短路面的使用壽命。裂縫還會導致路面的整體受力狀態被破壞，可能會引發反射裂縫，造成路面面層也相應產生裂縫或者斷板情況的出現。如果裂縫嚴重到一定程度，還有可能會導致路面塌陷、滲水等嚴重問題，對道路的安全性和穩定性造成嚴重影響。因此，對于路面水泥穩定層出現的裂縫問題，需要及時采取措施進行修補和處理，以保障水泥道路的安全和正常使用[1]。

1""路面水泥穩定層裂縫產生的原因

1.1""荷載引起的裂縫

水泥穩定層未達到養生期而提前開放交通，在車輛的荷載下而產生裂縫，此裂縫分為縱向裂縫和橫向裂縫，主要是因為養生期未到，強度還未達到設計要求引起的。1.2""溫度引起的裂縫

溫度變化確實可能導致水泥路面穩定層產生裂縫。當環境溫度變化時，水泥混凝土內部結構與外部的熱脹冷縮不同，這會使水泥混凝土內部產生內應力，進而產生裂縫。此外，切縫質量的好壞也直接影響水泥混凝土路面的質量。如果切縫時間掌握不當、切縫深度不符合要求或切縫未切到頭，都可能使混凝土路面發生橫向貫穿裂縫。

1.3"收縮引起的裂縫

水泥路面穩定層在收縮過程中易產生裂縫。當水泥路面穩定層收縮時，其內部會產生收縮應力，如果這種應力超過了路面材料的抗拉強度，就會導致路面產生裂縫[2]。

如水泥穩定層未達到設計的壓實度，而產生大量的空隙，在水泥水化熱的收縮過程中會產生更大的空隙，從而形成連通的空隙而產生裂縫。1.4""地基礎變形引起的裂縫

由于路基頂層承載力未達到設計要求或部分達到設計要求，基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出水泥穩定層結構的抗拉能力，導致水泥穩定層開裂。

1.5""高溫下引起的裂縫

溫度高于30"℃及以上時，水泥穩定層表面失水過快，未來得及水化熱就已失水，從而和下面層形成應力差產生裂縫。

1.6""凍脹引起的裂縫

當空氣溫度低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力。同時，混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現[3]。

1.7"施工工藝質量引起的裂縫

在水泥穩定層的施工過程中，水泥穩定層混合料拌和不均勻、混合料離析、水泥摻量不足或過大、混合料含水率過大、壓實不足或不均勻、機械配置不合理、松鋪系數不準確、施工不連續、接縫處理不到位等施工工藝原因或施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深入的和貫穿的各種裂縫，裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異[4]。

2""水泥穩定層裂縫的防治措施

2.1""原材料

砂石材料的級配、針片狀、含泥量、壓碎值等指標應嚴格控制。

砂的含泥量應嚴格控制在2%以下；因環保要求嚴格，現在的天然砂產量大幅萎縮，大多采用機制砂，這就必須控制砂的0.075"mm以下的含量，0.075"mm以下的含量對裂縫的影響非常大，混合料的0.075"mm含量宜控制在3%以下。

碎石或卵碎石應嚴格控制其級配，設計出來的級配曲線應是順滑的，盡量不要出現折線，雖然折線也在設計要求的范圍內，但其質量的波動較大，不易控制現場施工質量；另外，還有控制碎石的形狀，盡量要求碎石生產廠家進行整形，使碎石呈大致的正方形，特別要注意卵碎石的破碎面是否達到破碎要求，一般可以要求生產廠家用大于8"cm的卵石進行加工。

水泥選擇高質量的水泥材料，其要具備強度高、耐磨性好、耐腐蝕性強等特點，以此來保證路面水泥穩定層的性能。可以采用比較大型的廠家生產的水泥，盡量采用32.5號的水泥且必須是緩凝型的，這樣利于水泥穩定層的成型，因水泥穩定層的強度一般都在2.5～5.5"MPa之間，采用低標號的水泥，凝結材料摻量會大一點便于水泥穩定層的成型且強度不會太高；水泥凝結時間的控制，初凝時間應當控制在5"h以上，終凝時間控制在8"h以上且不得大于10"h，這樣控制的目的是便于現場施工。

2.2""配合比設計"""配合比設計時材料分檔應細，盡量采用5檔或5檔以上材料分檔，這樣更利于質量的控制且質量不會出現大的波動。

水泥穩定碎石應按目標配合比、生產配合比的設計步驟進行混合料設計，優化級配，確定施工參數（如水泥劑量、含水量和最大干密度等）。

配合比設計應根據具體材料和試驗確定施工配合比，設計時室內試驗水泥用量不得低于設計圖紙上要求的用量也不得高于設計圖紙上的用量；混合料7"d齡期的浸水無側限抗壓強度應不低于設計圖紙上對強度的要求，也不宜超過設計圖紙上對強度的要求；為避免混合料離散性過大，強度偏低或偏高，應考慮"95%的保證率系數，偏差系數宜控制在"10%以內。

施工前應根據現場所備材料，進行優化施工配合比設計，在滿足設計強度的基礎上，通過采取限制水泥用量及適當增加粗集料和控制細集料用量調整混合料級配來盡量減少半剛性材料裂縫的產生[5]。

配合比設計時一定要進行混合料水泥延遲時間試驗，用以精確控制現場攤鋪、碾壓時間，以減少裂縫的產生。而且，可以采取先進的攪拌技術以提高混合料的均勻性，采用專業的鋪設設備以提高路面的平整度等。

2.3""路基交驗

其頂面壓實度按重型擊實標準不得低于"96%，且應基本沉降穩定，有足夠的水穩定性和強度性。對彎沉值過大的點，應進行路基的局部處理，驗收合格后方可進行路面施工。

路基頂面按設計要求的橫坡形成路拱，表面應平整，應按設計要求控制好頂面標高，不得進行薄層找補。

2.4""施工控制

2.4.1"溫度控制

在施工過程中，需要盡量避免在溫差較大的天氣進行施工，并確保在混凝土澆筑過程中，不受到外界環境的影響。在路面養護期間，要采取適當的措施進行保濕和保溫，避免因溫差過大而產生裂縫。對于已經出現的裂縫，要及時采取措施進行修補和加固，確保路面的安全性和穩定性。而且，養生時間不得少于"7"d，要求采用節水保濕養生膜保濕養生，表面應始終保持潤濕至養生期結束。養生期間應禁止車輛通行。節水保濕養生膜應干凈、整齊、無破損、不起皺；芯膜長度允許偏差為±1.5%。

2.4.2"含水量控制

場地應硬化并做好排水以免雜質混入材料中，碎石料應根據材料狀況分級堆放，以保證合成混合料級配穩定，滿足要求。細集料應有防雨遮蓋，以保證施工含水量可以得到有效控制。"并且，應盡量采用攤鋪機攤鋪。在正式拌和之前，必須先調試所用的廠拌設備，使混合料的顆粒組成和含水量（根據施工氣溫調整最佳含水量）都達到規定的要求。

混合料的含水量變化對干縮影響很大，施工中應嚴格控制碾壓含水量，使其不低于最佳含水量，也不宜高于最佳含水量"1%。如果混合料失水過快，干縮系數會迅速增大，因此施工完畢后應馬上覆蓋養生。在夏天高溫施工時候，如果施工剛結束時檢測含水量已"經小于最佳含水量的"80%時應停止施工。原集料的顆粒組成發生變化時，應重新調試設備。應組織好施工，各工序間緊密銜接，作業段的長度不宜太長[6]。"此外，水穩層攤鋪時均應對下層表面灑水潤濕，灑水時間應視氣溫而定，水穩層如是兩層，上層施工時應對底層頂面用噴漿機噴灑水泥漿（灑布量為"1.5～2"kg/m2，以水泥的質量計，水灰比宜為"2.2～2.5），灑布的長度應在攤鋪機前"50"m以內，具體長度以攤鋪時水泥漿未干為準。

2.4.3"收縮控制

水泥穩定層鋪筑時，首先，要做好原材料的選擇。如使用標號較低的水泥，如325號或425號水泥。避免使用早強水泥，以減少水泥混凝土的收縮。細骨料應選用中粗砂，避免使用細砂或泥砂，以減少收縮裂縫的產生。粗骨料的最大粒徑應不超過鋼筋的最小凈距。其次，優化配合比設計，適當增加骨料用量，降低水泥用量，以減少混凝土的收縮。同時，應控制水灰比，避免過大或過小。此外，采用強制式攪拌機攪拌，保證混凝土攪拌均勻，避免出現離析現象。再次，澆筑時采用分倉法，根據路面寬度和施工條件進行合理分倉。澆筑時應保證振搗充分，避免漏振或過振。澆筑完成后應及時進行養護，采用塑料薄膜或土工布覆蓋，保持混凝土表面濕潤，防止水分蒸發過快。而且水泥穩定層嚴禁采用薄層貼補的方法進行找平及標高調整，嚴禁進行表面提漿。最后，壓實機具碾壓時，應與壓實厚度相匹配。同日施工的兩工作段的銜接處，應采用搭接。應避免縱向接縫，在不能避免縱向接縫的情況下，縱縫必須垂直相接，嚴禁斜接。當水穩層碾壓結束后應及時進行壓實度檢測，壓實度分別不得小于設計要求。水穩層施工時在中央分隔帶側應采用支模施工工藝，保證邊部壓實度。

3""結語

綜上所述，路面水泥穩定層是道路建設中的重要組成部分，其具有提高道路承載能力、保護路面表面、增強路面的使用壽命等優點。然而，受材料問題、荷載問題、溫度問題、施工質量、施工工藝等影響，常常會產生裂縫，不僅影響路面的美觀和舒適性，更重要的是會破壞路面的整體受力狀態，縮短路面的使用壽命。如果裂縫嚴重到一定程度，可能會導致路面塌陷、滲水等嚴重問題，對道路的安全性和穩定性造成嚴重影響。

因此，為了保證路面水泥穩定層的質量，避免出現裂縫問題，還需要做好原材料的選擇，做好配合比的設計，做好路基校驗，以及施工質量控制等，以此來從源頭上避免路面水泥穩定層出現裂縫的現象。

參考文獻

[1] 劉新源.瀝青路面水泥穩定碎石基層裂縫防治措施[J].運輸經理世界，2023（7）：131-133.

[2] 張素芝，張熙桐.水泥穩定碎石基層瀝青路面裂縫原因及控制[J].江西建材，2016（2）：182，188.

[3] 俞桂彪.水泥穩定碎石混凝土路面裂縫問題及處理技術研究[J].運輸經理世界，2022（6）：26-28.

[4] 榮鳳斌.水泥穩定路面反射裂縫控制技術研究[J].工程機械與維修，2021（6）：262-265.

[5] 劉彥民.朔黃鐵路隧道襯砌承載性能及安全性評價[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2023.

[6] 任志偉.玄武巖纖維抗裂貼對瀝青路面抗反射裂縫性能影響研究[D].揚州：揚州大學，2023.