水泥稳定碎石基层出现裂缝问题及解决措施

摘要：水泥稳定碎石层作为高等级公路的主要承重层越来越多，但水泥稳定碎石基层在施工过程中很容易出现裂缝，对路面质量产生影响。文章主要通过某高速公路路面工程实践，针对路面裂缝产生的原因进行论述，并提出了相应的防治措施。

关键词：水泥稳定碎石，基层裂缝，预防 ， 处理措施

Abstract: of the cement stable macadam layer of high grade highway as the main bearing layer is more and more, but of the cement stable macadam in construction process is very easy to crack, road surface quality of impact. This article mainly through a highway pavement construction practice, in view of the road surface cracking reason discussion, and put forward the corresponding prevention measures.

Keywords: of the cement stable macadam, grassroots crack, prevention, and treatment measures

中图分类号：U416.214文献标识码：A 文章编号：

1 裂缝原因分析

1.1路基不均匀沉降产生裂缝

一般来说，路基施工完成后应对其进行沉降观测，沉降速率连续2个月小于5mm/月时方可进行路面的施工。某高速公路建设由于工期紧、任务重，路基工程一结束马上进行路面工程的大规模施工，这就导致路面施工过程中由于路基的不均匀沉降引起基层裂缝的产生，特别是在高填方、填挖交界、桥头台背回填等位置，都表现为在相同或不同施工时间内出现左右幅对称性横向裂缝或纵向不规则裂缝，且整个结构层全部断裂。

1.2施工中质量控制不到位引起裂缝

（1）施工期间，局部时段混合料含水量偏大，而本项目水泥稳定碎石施工是在夏季，该地区夏季炎热，很容易产生干缩裂缝。

（2）水泥剂量：一些施工单位思想观念落后，为了7d后能够取出完整芯样，通过增加水泥剂量来提高强度；然而水泥剂量过大，混合料强度过高，刚性也就越大，这就导致材料的抗变形能力变弱；再者水泥剂量过大对水泥稳定碎石混合料的温缩与干缩影响也更明显，并且以干缩为主。

（3）级配：混合料级配控制偏细，以至于不能形成有效的骨架密实结构以阻止裂缝的产生。

（4）养生：基层碾压完成后即用湿润的土工布覆盖养生，但养生期间，基层表面并未完全被覆盖，局部暴露在大气中，而夏季施工水分蒸发较快，很容易导致干缩裂缝的产生。

2裂缝的预防

2.1级配的合理选择

根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006），水泥稳定类集料基层有悬浮密实型和骨架密实型2种不同的级配，级配范围见表1。

表1 骨架密实型和悬浮密实型水泥稳定类集料级配

为了能够有效防止水泥稳定碎石基层裂缝的产生，选择合适的级配能起到很关键的作用，悬浮密实型结构由于细集料较多，粗集料被细集料挤开，粗集料以悬浮状态位于细集料之间，这种结构的混合料密实度较高，但抗裂能力较差；再者由于其细集料含量较高，对混合料的温缩和干缩影响较大，很容易产生裂缝；相比于悬浮密实结构，骨架密实结构由于粗集料相互嵌挤形成骨架，抗裂能力大大增强。因此应选择骨架密实型级配作为混合料的设计级配，控制好关键筛孔的通过率，如4.75mm筛孔通过率须控制在30%左右，0.075mm通过率宜控制在3%以下，保证所设计级配为骨架嵌挤结构以达到抗裂要求。

2.2 施工中的质量控制措施

2.2.1 含水量的控制

由于水泥稳定碎石混合料自身的干缩特性，再加上本项目水泥稳定碎石的施工是在炎热的夏季，水分蒸发较快，加大了对混合料的干缩影响，因此必须根据施工时现场气候条件合理地调整混合料的含水量：气温较高时且拌和站距施工现场运距较远时，拌合时含水量应在最佳含水量基础上上调0.5~1%，但含水量不宜超过最佳含水量的1%，还有在混合料运输时为防止混合料水分散失过快，必须用篷布对混合料进行完全覆盖，保证到场混合料不出现花白料现象。

2.2.2 水泥剂量的控制

本项目水泥稳定碎石配合比设计采用振动成型压实法，水泥剂量相比重型击实法大大减少，这也有利于防治裂缝的产生，但个别施工单位没有真正理解抗裂型水泥稳定碎石的设计理念，他们认为水泥剂量减少后基层强度减小会导致 7d 后不能取出完整芯样，因此在混合料拌合时通过增加水泥用量来达到此目的，他们只考虑到基层能否取出完整芯样，而忽略了水泥剂量过高容易造成基层开裂。抗裂型水稳主要是通过粗集料相互嵌挤形成的骨架来提高混合料的强度，因此在施工过程中水泥剂量的偏差应控制在设计值的10.5%以内，不得盲目增加水泥用量。

2.2.3 级配的控制

施工过程中应严格按照配合比设计级配进行控制，施工中各筛孔级配值与生产配合比设计值允许误差为：0.075mm，1%，4.75mm，4%，>4.75mm，+16%；尤其是应控制好关键筛孔4.75mm 和0.075mm的通过率，保证混合料能形成一定的骨架结构以达到抗裂的目的。

2.2.4 离析的控制

施工过程中，混合料表面碾压完成后出现的局部块状或者条状离析现象对基层裂缝的产生也会有一定的影响，因为离析就是粗、细集料分离，那么细集料集中的地方就容易产生裂缝；因此应该从以下几个方面防止铺面离析现象：

（1）拌和机出料时，运输车辆应分“前、后、中”移动3次装料，以减少装料过程中粗、细集料离析；

（2）摊铺机应保持连续 缓慢 匀速的摊铺，尽量避免摊铺机等料现象，等料处容易发生块状离析；螺旋布料器应缓慢匀速旋转且其中料位应位于其2/3 高度；摊铺过程中尽量减少摊铺机收斗拢料次数，刮板输送器时禁止收斗；

（3）为防止摊铺机机械离析，可在摊铺机变速箱处和螺旋挂杆处安装反向叶片，并根据实际情况可以调整反向叶片的角度。

2.2.5 养生

基层碾压完成后应立即用湿润的土工布进行覆盖，2h 后，再用洒水车洒水，在 7d 的养生期内定时进行洒水保持水泥稳定碎石基层表面的湿润，定时进行洒水，且基层表面应被土工布完全覆盖，避免出现漏盖，漏盖区域成为裂缝产生的薄弱点。

（1）由于本地区夏季炎热，且昼夜温差大，容易产生干缩和温缩裂缝，因此水泥稳定碎石的施工尽量避免高温施工，而选择在年平均气温时进行施工

（2）在条件允许的情况下，水泥稳定碎石基层养生期结束后，立即进行透层、下封层和沥青层的施工，这样可以避免水稳基层长期暴露在大气中，减小干缩和温缩的影响。

3 裂缝的处理

针对本项目水泥稳定碎石混合料应用在下基层和上基层 2个结构层，结合以往工程应用经验，采用自粘式玻纤格栅对水泥稳定碎石下基层裂缝进行处治，选用进口聚醋玻纤布对水泥稳定碎石上基层裂缝进行处治，其材料要求见表 2，技术指标见表3 。

（1）吸油量大小：聚醋玻纤布是通过吸收一定量的沥青胶结后，形成个防水和加筋层。因此，沥青吸收量的多少，直接影响到其防水和加筋效果。同等条件下的试验结果（沥青温度160，浸泡5s），国内产品为进口材料的75%左右，而且国内产品是亲水性的，不能锁住沥青（如果沥青上渗后，聚醋玻纤布空间网状则不含沥青，就形成了1个夹层）。

表2 玻纤格栅材料技术要求

注：采用聚酯玻纤布（宜采用进口聚酯玻纤布）幅宽宜为1.5-2m。

（2）抗剪切能力：模拟路面结构层受力特点，通过 50℃的斜剪试验表明，国内产品的抗剪切能力仅达到进口产品的7%左右。这主要是因为温度较高的情况下，用于粘层的沥青上渗，脱离了聚醋玻纤布而形成自由沥青，进一步导致抗剪性能大幅降低。在施工中，是采用热沥青混合料（高达170℃）加热粘层，使其和聚醋玻纤布融合，因此，聚醋玻纤布承受高温状态不可避免，这就严重影响聚醋玻纤布的防水抗裂性能。从剪切试验结果看，国内产品的抗剪性与国外相比存在很大差距。

4 结束语

总之，水泥稳定碎石基层的裂缝是一种常见病害，也是一种不可完全避免的病害，但可以从混合料施工过程中细节的控制、后期的养生控制等，对已产生的裂缝选择合适的材料进行处理，以避免高速公路路面由于裂缝的产生出现早期的损坏，延长路面的使用寿命，提高社会经济效益。

参考文献

[1]司喜军，魏志峰.水泥稳定碎石基层产生裂缝的防治[J].中国新技术新产品，2009，（18） .

[2]董勋，杨彩青等.聚酣玻纤布在基层顶面的应用[J].公路，2009，（8）.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。