賈絲童 支鵬飛

摘 要：隨著交通荷載的不斷加大，對路面承載能力提出了更高的要求。相比其他路面基層材料，水泥穩(wěn)定類基層材料靈活性、適用性更強(qiáng)。但是，在長期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，此類基層材料在使用過程中很容易出現(xiàn)裂縫、水穩(wěn)定性差等病害。裂縫的存在，不僅會影響車輛行駛質(zhì)量，還會破壞路面結(jié)構(gòu)整體性。為解決此類病害，提高行車舒適性和安全，延長路面使用壽命，必須重視路面基層抗裂問題，解決工程中存在的技術(shù)難題，提高水泥穩(wěn)定碎石基層工程整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石基層;瀝青路面;裂縫原因

0 引言

作為路面結(jié)構(gòu)的主要承重層，路面基層質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、使用壽命。據(jù)相關(guān)資料顯示，路面病害與基層關(guān)系密切。若基層強(qiáng)度不足，在行車荷載和自然因素的長期作用下，很可能出現(xiàn)大量殘余變形及剪切破壞，從而產(chǎn)生龜裂、縱橫向裂縫等。此外，在瀝青路面通行服務(wù)期間，水也會滲透到路面基層，從而產(chǎn)生水損壞等嚴(yán)重病害，最終破壞路面路基結(jié)構(gòu)。因此，必須合理控制路面基層施工質(zhì)量。水泥穩(wěn)定碎石是路面基層的常用材料，其具有良好的耐久性和整體穩(wěn)定性，且承載力和強(qiáng)度較高。將其用于路面基層施工，可大幅提升路面基層施工質(zhì)量。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫形成原因

水泥穩(wěn)定碎石基層是瀝青路面常見的一種基層形式，水泥穩(wěn)定碎石基層初期具有較高強(qiáng)度，隨著齡期的增長，基層強(qiáng)度也迅速增加，并形成一個板體，其具有強(qiáng)度高、抗?jié)B及抗凍能力良好等特點(diǎn)。但在長期使用過程中，水泥穩(wěn)定碎石基層極易發(fā)生裂縫病害，甚至出現(xiàn)反射裂縫，進(jìn)而影響路面行車舒適性和安全。為了更好地達(dá)到防裂抗裂效果，必須全面了解水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫形成原因，具體如下：

（1）干縮裂縫形成原因。在水泥穩(wěn)定碎石基層當(dāng)中，在和外界環(huán)境接觸的空隙部位最易發(fā)生材料干縮情況，隨著水分蒸發(fā)量越來越多，材料毛細(xì)管水面逐步下降，進(jìn)一步加大毛細(xì)管張力，導(dǎo)致半剛性材料初期產(chǎn)生體積收縮情況。在失水速率不斷加快的同時，毛細(xì)管孔徑將逐步減小，張力卻隨之增加，這種情況下，材料干燥收縮情況愈發(fā)嚴(yán)重，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。同時，水泥穩(wěn)定碎石基層存在大量水泥材料，在水泥水化作用下，同樣會產(chǎn)生裂縫，因此，水泥摻量的多少將會對失水率造成一定影響，這也是產(chǎn)生干縮的主要原因。

（2）溫縮裂縫形成原因。溫縮裂縫主要是因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生，主要分為2大因素，即晝夜溫差、季節(jié)性溫差。首先，晝夜溫差作用。一般情況下，基層材料鋪筑，多在高溫季節(jié)施工，主要原因在于日照強(qiáng)、氣溫高，但是由于夜間溫度下降，且晝夜溫差較大，將會大大增加基層溫縮應(yīng)力，這種情況下，很容易產(chǎn)生基層裂縫。其次，季節(jié)溫差作用。于水泥穩(wěn)定碎石基層而言，季節(jié)溫度變化對其影響很大，特別是四季分明的北方地區(qū)。冬季嚴(yán)寒、氣溫零度以下，基層極易出現(xiàn)凍害情況，進(jìn)而加重基層收縮現(xiàn)象?；诿鎸优c底基層的上下約束，基層在面臨氣溫變化時，往往會出現(xiàn)拉應(yīng)力大幅增長的問題，從而出現(xiàn)基層裂縫。

2 工程概況

某公路工程全長23.3 km，起訖樁號為00+000～23+300。路面基層結(jié)構(gòu)當(dāng)中上基層、底基層分別采用15 cm、20 cm厚的水泥穩(wěn)定碎石。在施工過程中，發(fā)現(xiàn)局部存在裂縫問題，雖不嚴(yán)重，但為了保障后期施工質(zhì)量，經(jīng)商議決定，采用抗裂型水泥穩(wěn)定碎石基層施工方案，即玄武巖纖維抗裂性水泥穩(wěn)定碎石。

3 原材料選擇

（1）水泥。根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，在水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，不得使用早強(qiáng)水泥、變質(zhì)水泥，應(yīng)采用42.5普通硅酸鹽水泥。水泥安定性和各齡期強(qiáng)度均應(yīng)符合公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則相關(guān)規(guī)定。一般情況下，初凝時間需大于4 h，終凝時間大于6 h。若采用散裝水泥，應(yīng)在進(jìn)入施工現(xiàn)場前，提前放置7天，當(dāng)其安定性達(dá)到規(guī)定要求后，才能用于施工。若施工當(dāng)天氣溫較高，需嚴(yán)控水泥溫度，不得高于50℃，若超過該溫度，需及時采取降溫措施。

（2）集料。基于經(jīng)濟(jì)性原則，在集料選擇時，需采取當(dāng)?shù)厣a(chǎn)材料，即粗集料采用石灰?guī)r，細(xì)集料采用石料生產(chǎn)中的石屑。并按照現(xiàn)行集料試驗(yàn)規(guī)程相關(guān)規(guī)定，對集料的物理力學(xué)性能進(jìn)行測定與分析，保證滿足施工規(guī)定要求。通過篩分結(jié)果，可獲取混合料合成級配情況。

（3）玄武巖纖維。為解決本工程微裂縫問題，特提出了采用玄武巖纖維抗裂性水泥穩(wěn)定碎石基層施工方案，在本抗裂材料當(dāng)中，玄武巖纖維是關(guān)鍵。相比其他材料，玄武巖纖維基本與玻璃纖維相同，其為褐色，具有較高強(qiáng)度。在加工制作時，需在高溫下（1 500℃），先熔化玄武巖碎石，隨后進(jìn)行高速拉絲。在水泥當(dāng)中，玄武巖纖維的穩(wěn)定性良好，同時，可均勻分散于混合料內(nèi)，具有極強(qiáng)的聯(lián)結(jié)力。該項(xiàng)目采用25 mm束狀單絲纖維作為玄武巖纖維材料，其技術(shù)指標(biāo)如下：①纖維Φ7.5 μm;②密度2.63 g/cm3;③拉伸強(qiáng)度4 267 MPa;④彈性模量115 GPa。

4 水泥穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）拌和。拌和施工中，混合料需采用振動攪拌機(jī)拌和，根據(jù)工程實(shí)際情況，生產(chǎn)能力不得小于400 t/h。分種類、分標(biāo)號進(jìn)行存儲、堆放，不允許混雜，且避免受潮。為避免混合料離析，成品儲料倉不能太大，需結(jié)合拌和實(shí)際合理控制倉儲大小。投入玄武巖纖維時，要以人工方式投料，由于纖維自重較小，很容易被吹散，因此，應(yīng)撒布到集料傳輸帶上，且按照傳輸帶供料速度進(jìn)行纖維撒布量的準(zhǔn)確計算，保證每分鐘撒布無誤。同時，根據(jù)試驗(yàn)確定拌和時間，待拌和料均勻、無花白時，即可完成拌和。在整個拌和過程中，要隨時對其均勻性進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)異常問題。

（2）運(yùn)輸。待混合料拌和后，便可向運(yùn)輸車輛裝料，為保證裝料質(zhì)量，可多次移動車輛分次完成裝料施工。應(yīng)按照“及時、快速、均勻”原則運(yùn)輸，盡可能減少運(yùn)輸時間，避免混合料出現(xiàn)離析問題。同時，將雙篷布覆蓋到車頂，起到保溫、防雨、防污染等作用。

（3）攤鋪施工。攤鋪施工前期，首先清理干凈下基層表面，比如垃圾、雜物、積水等，保持作業(yè)面干凈無污染。當(dāng)運(yùn)輸車輛達(dá)到攤鋪現(xiàn)場之后，指派專人指揮車輛，距離攤鋪機(jī)30 cm左右停車，通過攤鋪機(jī)推動運(yùn)輸車緩慢前行，并源源不斷將混合料卸入攤鋪機(jī)料斗內(nèi)。一般來講，為保證攤鋪施工的連續(xù)性，必須保證攤鋪能力和運(yùn)輸能力相匹配，能夠持續(xù)、勻速前行。根據(jù)本工程實(shí)際情況，可在2 m/min控制攤鋪速度，并由專人詳細(xì)觀察攤鋪質(zhì)量，若局部出現(xiàn)虛鋪問題，需及時采取措施進(jìn)行處理。

（4）碾壓施工。在水泥初凝前，必須完成所有纖維穩(wěn)定碎石基層碾壓作業(yè)，并確保整個碾壓施工中基層始終保持濕潤。一般情況下，碾壓施工可分為三個階段，第一階段為初壓，本工程采用了大噸位雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，碾壓形式為靜壓，碾壓遍數(shù)為1～2遍，并在1.5 km/h～2.0 km/h之間控制碾壓速度;第二階段為復(fù)壓，采用了大噸位振動壓路機(jī)，通過振動壓實(shí)進(jìn)行了3～4遍碾壓，并在2.0 km/h～2.5 km/h之間控制碾壓速度。第三階段為終壓，選取了膠輪壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)為2遍，直至明顯輪跡消除。

（5）養(yǎng)護(hù)。完成上述施工，待基層壓實(shí)度檢測滿足設(shè)計要求后，即可進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，主要采用灑水養(yǎng)生方式。養(yǎng)護(hù)施工中，需先浸潤透水土工布，隨后在基層頂面覆蓋。待達(dá)到7d齡期后，可通過人工方式灑水，灑水量不宜過多，當(dāng)基層強(qiáng)度達(dá)到一定要求后，便可采取灑水車進(jìn)行灑水。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，便可進(jìn)行下一階段施工。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著通車運(yùn)營時間的增長，道路使用過程中，極易發(fā)生裂縫、水穩(wěn)定性不足等情況，尤其是水泥穩(wěn)定碎石基層開裂病害最為常見。為了解決這一技術(shù)難題，提高水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量，必須找出病害原因，采取科學(xué)、有效的防治措施，從而促進(jìn)我國公路建設(shè)水平不斷進(jìn)步。

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