張麗迎 黃勇

摘要：在公路工程中，路面基層常采用水泥穩(wěn)定碎石混合料。但水泥穩(wěn)定碎石基層在施工中很容易產(chǎn)生裂縫。為了適應(yīng)重交通發(fā)展的需要，本文在對水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一些預(yù)防與防治措施。同時(shí)，對這些防治措施的有效性及存在的缺陷進(jìn)行總結(jié)，從而為提高水泥穩(wěn)碎石基層的抗裂能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石;基層裂縫;成因;防治措施

研究發(fā)現(xiàn)，水泥穩(wěn)定碎石基層已占我國瀝青路面基層的75%～90%。然而，它具有較高的脆性，對溫度和濕度的敏感性強(qiáng)，并且容易出現(xiàn)收縮裂縫。在車輛荷載、溫度和濕度條件的循環(huán)作用下，基層裂縫會(huì)向上反射到瀝青表面，產(chǎn)生反射裂縫，該比例通常超過50%。同時(shí)，瀝青路面在溫度和行車荷載的共同作用下也會(huì)產(chǎn)生表面裂縫，并隨著時(shí)間的推移逐漸發(fā)展為下層結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的裂縫。半剛性路面基層裂縫嚴(yán)重影響路面的使用性能，危及交通安全。因此，深入研究水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因及防裂措施，提出合理可行的預(yù)防和解決路面裂縫的措施，具有十分重要的意義，有效提高半剛性基層的抗裂性能，使其發(fā)揮更好的性能，滿足我國公路行業(yè)快速發(fā)展的需要。

1水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的成因分析

1.1水泥用量太大

水泥是水泥穩(wěn)定碎石基層的重要材料之一。水泥用量對水穩(wěn)碎石材料的強(qiáng)度有重要影響，同時(shí)也影響材料的彈性模量、干縮系數(shù)等重要參數(shù)。一般來說，水泥含量越高，復(fù)合材料的強(qiáng)度越高，彈性模量越高，但同時(shí)收縮系數(shù)增大，容易出現(xiàn)裂縫。因此，在配制水泥穩(wěn)定碎石基層材料時(shí)，應(yīng)注意，由于水泥含量的增加，收縮應(yīng)力的增加將大于材料強(qiáng)度的增加。如果水泥含量過高，則意味著更有可能發(fā)生收縮裂縫。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，水泥穩(wěn)定碎石基層水泥用量過大的主要原因是成型方法與壓實(shí)度不匹配。在實(shí)際施工中，施工單位減少了壓實(shí)次數(shù)，增加了水泥用量。材料的強(qiáng)度導(dǎo)致最終壓實(shí)不符合要求。此外，成型方法與施工方法不匹配。主要原因是內(nèi)部通常受到靜壓形成，而室外的振動(dòng)與振動(dòng)結(jié)構(gòu)不匹配?；鶎訌?qiáng)度的影響不顯著，只能通過增加水泥用量來提高強(qiáng)度。最后，存在混合時(shí)間有限的普遍原因。通常，連續(xù)攪拌裝置的時(shí)間控制在10秒內(nèi)。在如此短的時(shí)間內(nèi)，材料很難達(dá)到均勻狀態(tài)。因此，為了確保材料的強(qiáng)度，需要增加水泥用量，用于避免這種情況。

1.2混合不均勻

由于水泥穩(wěn)定的碎石材料是與各種材料混合的復(fù)合材料，因此各種材料的粒徑大小不同。如果細(xì)粉材料不能均勻地包裹粗骨料，則容易在材料之間引起各種材料。材料的結(jié)合強(qiáng)度不足，并且由于干燥，粗骨料的表面也變白。另外，如果混合不充分并且混合不均勻，則在運(yùn)輸或鋪路期間可能會(huì)發(fā)生偏析，從而導(dǎo)致基層開裂。

1.3骨料類型和用量不合理

水穩(wěn)定的碎石材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度取決于在聚集顆粒之間產(chǎn)生的摩擦力和結(jié)合力。通常，在實(shí)踐中會(huì)形成兩個(gè)常見的結(jié)構(gòu)。一種是懸浮的致密結(jié)構(gòu)。盡管該結(jié)構(gòu)具有高粘附性，但是由于聚集體之間的接觸不足而導(dǎo)致穩(wěn)定性差，并且容易形成裂紋。另一個(gè)是骨架的密集結(jié)構(gòu)。相對而言，細(xì)骨料的數(shù)量少，既保證了凝聚力，又保證了粗骨料形成有效的包埋力，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。細(xì)料的比表面積較大，遇水后變形較大，因此在保證結(jié)合力的條件下細(xì)料的材料要減少，否則容易產(chǎn)生收縮裂紋。

1.4環(huán)境溫度影響

耐水碎石基廣泛用于公路建設(shè)中，不可避免地會(huì)受到外部環(huán)境的影響。鋪設(shè)基層后，溫度差將導(dǎo)致材料變形。例如，在寒冷地區(qū)，溫度的大幅下降會(huì)導(dǎo)致鋪砌的基礎(chǔ)材料收縮，內(nèi)部拉伸應(yīng)力增加，超過材料本身的拉伸強(qiáng)度，這可能導(dǎo)致基礎(chǔ)層破裂。另外，在半剛性基層的施工中，為了減少因材料變形而引起的溫差，通常選擇在高溫環(huán)境下工作，但當(dāng)基層長期承受長期溫差時(shí)，溫度應(yīng)力也會(huì)隨著時(shí)間而發(fā)生，最后歸因于疲勞效應(yīng)并產(chǎn)生裂紋。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的防治措施

2.1 加強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)

水泥穩(wěn)定碎石路面結(jié)構(gòu)，主要使用水泥、碎石及石屑施工作業(yè)，融入最佳水分，在均勻攪拌與壓實(shí)之后，得到高強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性可以達(dá)到預(yù)期的施工規(guī)定，在此期間將其稱為水穩(wěn)結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究表明，0.6mm檔細(xì)集料對水泥穩(wěn)定碎石基層的干性收縮和溫性收縮的影響很大。在配合比設(shè)計(jì)工作中，根據(jù)級配組合要求等實(shí)施設(shè)計(jì)工作，明確顆粒級配，尤其控制0.6mm和0.075mm 的通過率，使之盡量接近低限，通過7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度測試，使基層強(qiáng)度處于5.0～7.0MPa范圍內(nèi)，這樣既可以保證強(qiáng)度，也可避免因強(qiáng)度過高引起較多的反射裂縫。水泥穩(wěn)定碎石是在瀝青結(jié)構(gòu)下面鋪筑的承重層，屬于路面與路基的連接紐帶，是車輛荷載的承擔(dān)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需針對行車垂直類型荷載內(nèi)容與分散荷載內(nèi)容進(jìn)行合理的分析，積極采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，根據(jù)施工環(huán)境因素對施工方案進(jìn)行調(diào)整。

2.2 減少施工過程中含水量與水泥劑量對施工質(zhì)量的影響

在質(zhì)量控制期間，經(jīng)常出現(xiàn)含水量不均勻和水泥劑量不合理的問題。如果含水量過小，將會(huì)導(dǎo)致水泥的水化與水解效率降低，出現(xiàn)強(qiáng)度問題，也會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)效果受到一定影響。為了解決以上問題，應(yīng)及時(shí)對含水量及水泥劑量進(jìn)行檢測，利用科學(xué)的工作方式提升檢測水平，滿足施工需求。在檢驗(yàn)檢測期間，需規(guī)避人為因素導(dǎo)致的結(jié)果不準(zhǔn)確問題，利用合理的管理方式提升檢驗(yàn)檢測工作水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量管理問題與不確定性因素，采取合理的措施解決出現(xiàn)的問題，保證檢測工作水平，具體措施有：

（1）含水量檢測須遵循及時(shí)性原則。在混合料運(yùn)輸與攤鋪時(shí)，要做好現(xiàn)場觀測與檢驗(yàn)工作，一旦發(fā)現(xiàn)碾壓異常，要檢測含水量，將其控制在1%以內(nèi)。

（2）灰劑量檢測試驗(yàn)需現(xiàn)場使用EDTA滴定方式，明確水泥劑量要求并進(jìn)行嚴(yán)格控制。在此期間，還要利用拌和機(jī)對混合料進(jìn)行攪拌處理，在合理開展試驗(yàn)測定工作的情況下，明確水泥的劑量要求，對檢測內(nèi)容與試驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行嚴(yán)格分析，確保水泥劑量符合規(guī)定，增強(qiáng)水泥穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度。

2.3 加強(qiáng)基層養(yǎng)護(hù)工作

水泥穩(wěn)定碎石基層在強(qiáng)度形成的時(shí)候，水分消耗量較大，會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，因此基層養(yǎng)護(hù)期要求不少于7d，期間一定要保證水穩(wěn)基層表面始終處于濕潤狀態(tài)，從而有效避免干縮裂縫的產(chǎn)生。另外，可以對水泥穩(wěn)定基層表面進(jìn)行縮縫切割，以消除溫縮和干縮裂縫，具體方法是用切割機(jī)沿道路縱向每隔一定距離切割一道縮縫，然后在縫內(nèi)灌以乳化瀝青。采取這種辦法的機(jī)理是，人工提前消除基層所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，即使基層的收縮應(yīng)力提前釋放，避免基層開裂。

2.4 做好裂縫處理

在公路工程施工項(xiàng)目中，總會(huì)碰到一些無法預(yù)料的問題，技術(shù)人員需要采取合理的方案加以解決。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中，路面容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，可采用切割機(jī)對道路基層進(jìn)行縱向切割，然后用混合材料涂補(bǔ)裂縫，如果混合材料出現(xiàn)脫落、松散，則需要組織專業(yè)施工人員進(jìn)行開槽，將混合材料填補(bǔ)到開設(shè)槽面中。及時(shí)對路面裂縫進(jìn)行處理，可以延長路面的使用壽命，也能減少路面維護(hù)成本，提高道路的使用率。

3 結(jié)語

綜上所述，作為公路結(jié)構(gòu)的主要承重層，水泥穩(wěn)定碎石基層對于公路各個(gè)結(jié)構(gòu)層以及整體承載質(zhì)量具有重要影響。公路工程基層施工一定要依照設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，做好各方面的質(zhì)量控制，確保施工質(zhì)量，減少裂縫病害的出現(xiàn)，延長公路的使用壽命。

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