公路施工中水泥稳定砂砾基层的裂缝探析

摘 要：在经济的推动下，随着各项生产活动的需要，公路建设行业迅速兴起，公路质量和安全成了首要考虑的问题。水泥稳定砂砾作为基础材料，取材方便，技术简单，而且成本较低，属于半刚性基层，在路面的承重方面发挥着重要作用。然而在实际施工中，由于人为、材料、施工工艺等原因，基层容易产生裂缝，既破坏了公路的美观，也降低了公路施工质量。因此，必须对裂缝产生的原因进行仔细分析，并采取有效措施加以解决。

关键词：公路施工；水泥稳定砂砾基层；裂缝原因；途径

中图分类号：U416.213 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0154-02

随着技术的发展，各种施工材料层出不穷，在公路施工中，水泥稳定砂砾发挥着相当重要的作用。它主要由砂砾、水泥、水及其他材料按一定比例混合而成，成本较低，便于生产，而且抗压强度较高，具有良好的耐久性，是公路施工常用的材料。但经常伴有裂缝出现，此现象较为普遍，对公路的美观、质量都有很大影响，且裂缝容易降低土层的承载能力。因此，必须采取相关方法对裂缝问题加以解决。

1 裂缝的危害

影响公路的使用寿命，当水泥稳定砂砾基层出现裂缝，公路的承载力会有所降低，耐久性遭到破坏，影响其寿命，不能充分发挥其应有的作用，以至于某些功能不能完全实现。

由于水泥稳定砂砾的开裂，会对其本身的强度和质量产生一定的影响，而且缝隙过多、裂缝过大，会影响到公路整体的美观性和建设成本，甚至对其安全性也会产生一定程度的不利影响。

2 裂缝产生的原因

2.1 人员施工

由于现场施工比较复杂，工作人员可能会相对缺乏质量意识，对关键环节控制不严，加上现场的职责不明确，难以将责任具体落实。在施工中，有些施工人员对新机械设备的性能和用途不太了解，或操作中没有按照规定的要求进行等，都会引起水泥稳定砂砾基层出现裂缝。

2.2 外部环境因素的影响

水泥稳定砂砾的温度受许多外部因素影响，包括天气变化、季候更替等，浇注温度指的是在运输、卸货浇筑等环节后的水泥稳定砂砾拌合物的温度，直接受外界温度的影响。如果前者小于后者，则混合物内会聚集大量的温度，难以释放导致裂缝出现。如果前者大于后者，混凝土内部外部会形成巨大温差，也会引起开裂的现象。

2.3 水泥稳定砂砾的收缩作用

在水泥稳定砂砾的拌合过程中，水分会有一定的蒸发，混合物凝固过程中，发生冷却，体积缩减，一旦收缩应力比其抗拉应力大时，很容易引起表层收缩，出现开裂的现象。关于水泥稳定砂砾的收缩，受很多因素影响，如：在外暴露时间、砂砾含量、水泥剂量以及含水量、失水量等。

水泥剂量通常控制在3%～5%，在此范围内，水泥剂量越高，其稳定性和强度越高，干缩现象越来越不明显，一旦超过了这个范围，很容易影响到水泥稳定砂砾的强度，特殊情况除外。当混合物成型时，如果含水量过多，会降低基层的密实度，所以应对含水量有严格的控制。成型后需要有一定的养生期，通常为一周左右，若养生期过长，能够增加抗拉应力，缩短裂缝之间的距离，但裂缝宽度会有所增加。如果在空气中暴露时间过长，失水量会有所增加，以至于引起干缩裂缝。

2.4 荷载型裂缝

主要受以下几个因素影响：①结构层厚度。水泥稳定砂砾基层的结构层厚度越大，路面施加的荷载压力的受力面积越大，对基层底部产生的压强和拉应力就越小。②弹性模数。当基层的弹性模数逐渐变大时，相应的弹性下降就小，底部变形较轻，拉应力也相对较小。③车辆的速度和荷载。车辆越重，造成基层的沉降量越大，而速度能够加推力，使得基层的拉应力也不断扩大，为了减少沉降量，在养护时应尽量控制行车。

3 裂缝控制

3.1 材料选择

在实际施工过程中选择水泥时，常用的有两种，一是热硅酸盐水泥，二是地热矿渣水泥，它们的水热化值都表较低，另外，在选择时，应保证水泥的细度有所降低；采用粉煤灰，因为在粉煤灰的构成中，存在一些特殊物质，和水泥之间能够发生有效反应，代替其部分的活性来源，能对水泥稳定砂砾的内部进行优化，增大其反应后的密度，从而减小一定的收缩值；一般情况下，骨料有两种，一是粗骨料，可相应的加大其粒径，在实际施工时，粗骨料一般都是粒径在5～40 mm的石子，含沙量应控制在1.5%以内，对碎石针片状颗粒含量的控制如上；二是细骨料，尽量采用中砂，因为中砂较为干净，并且含沙量低。

此外，加入适量的膨胀剂、减水剂等，也能降低开裂频率。例如加入减水剂，对水对水泥都能起到节约的作用，从而使水泥稳定砂砾的性能发生改变。膨胀剂的加入，能产生预压应力，和固有的拉应力相抵消，在一定程度上也能减少裂缝的出现。

3.2 施工工艺控制

①在运行拌制工作时，应对拌合物的温度进行有效控制，如夏天在选择水源时，尽量选取地下水，因为地下水的温度较低，还需对砂石、骨料增加一些降温手段；冬天需要加热水和防冻剂等。为避免资源浪费或资源短缺，对原材料的使用，尽量做到不多不少。

②基层的全部施工工序在水泥终凝时间内必须完成，在保证施工质量的基础上尽量加快施工速度，缩短时间；在运输材料设备时，必须结合工程的实际情况选择合适的车辆行驶速度，禁止随地停车现象的出现；混合物搅拌成功后，在运输之前，对路线进行检查，清除各种障碍，保证车辆的畅通。

③施工拌合工作通常采取厂拌法进行拌合，摊铺机摊铺，确保混合物的均匀。配合比例要适当，尽量缩短时间。对于车辆的碾压速度和时间，应严格控制，按照规定的程序进行。

④当浇筑工作结束后，应使水泥稳定砂砾表面处于一个湿润的状态，而且需采取有效的预防措施防止出现突然干燥的情况，为使其不与干燥环境产生直接的碰触，可在其表面覆盖一层薄膜。

3.3 路面施工

摊铺机对混合物进行摊铺时，需保持摊铺的连续性，中间尽量不中断。如果出现特殊情况发生终断且终断时间大于初凝的时间，必须设置施工缝。保持摊铺机匀速行驶。如果是宽幅摊铺，螺旋两端20～40 cm范围内会发生混合物的离析情况，此时应使用人工换料。路基上尽量不要出现松散的浮土区，以及路基反弹区。如遇这些情况，可选择“园洞方补法”，将其挖成矩形形状，厚度通常要大于10 cm，使用同层或上层材料回填压实。最为关键的是，应建立合理的施工组织，保持各项工序紧密衔接，促使整个施工的顺利进行。

4 结 语

水泥稳定砂砾的作用十分重要，在公路施工过程中务必要保证良好的抗裂性能。导致出现裂缝的因素有很多，不过在实际操作中，这些问题并不难解决，所以有必要从材料、施工等方面做好控制工作，尽量减少裂缝出现的频率，从而保证工程的整体质量。

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