公路工程水稳基层防裂施工技术研究

摘要： 本文针对水泥稳定碎石基层材料裂缝问题，首先分析了水泥稳定碎石裂缝的主要类型，进而在材料与施工两方面分析了裂缝产生的主要原因，并进一步的提出了防范水泥稳定碎石基层开裂的施工技术措施。

关键词： 水泥稳定碎石；基层；裂缝；

中图分类号： TV42 文献标识码： A

引言

在我国公路工程项目建设施工中，为了降低工程项目建设成本，延长沥青路面使用寿命以及提高公路路面结构的整体承载能力，长期以来遵循着“强基薄面”的设计理念，水泥稳定碎石由于具有早期强度高、强度衰减慢、稳定性能好以及施工作业技术简便等一系列的优点，因此水泥稳定碎石基层在我国公路工程路面结构形式中得到了广泛的应用。但是水泥稳定碎石同样存在着易产生开裂问题，容易造成面层结构出现反射裂缝，因此如果设计施工不当，极易出现各种早期病害问题。因此，针对水泥稳定碎石的抗裂性能进行研究，并通过有针对性的施工处理措施，提高水泥稳定碎石的防裂性能以及抗冲刷性能，已经成为当前水泥稳定碎石基层施工的关键内容，这对于防范各种沥青路面病害，延长沥青路面使用寿命也具有非常重要的作用。

1.水泥稳定碎石基层裂缝类型

水泥稳定碎石基层开裂主要是由于水泥稳定碎石基层在干缩、温缩或者是疲劳荷载的反复作用下所形成的，其中绝大多数的水泥稳定碎石基层开裂都是由于干燥失水以及温度影响所造成的，水泥稳定碎石基层裂缝主要有以下几种形式：

（1）干缩裂缝。水泥稳定碎石基层材料的含水量在施工结束后不断变化，在摊铺施工结束后会由于毛细管张力、水泥稳定碎石层间水以及炭化脱水等一系列因素的作用下会出现体积的收缩。而且水分散失越多、散失速度越快，水泥稳定碎石基层内部的干缩应力也就越大，当水泥稳定碎石的干缩应力超过水泥稳定碎石的抗拉强度时，则会出现基层开裂问题的发生。水泥稳定碎石的干缩裂缝初期较细，裂缝形式多为横向裂缝，宽度会随着水分不断的散失裂缝宽度不断变宽。

（2）水泥稳定碎石温缩裂缝。由于半刚性基层材料主要是固、液、气三相组成的材料，会随着温度条件的变化产生各种收缩综合效应，进而在水泥稳定碎石基层内部出现各种收缩应力，但是由于水泥稳定基层材料的线膨胀系数较为固定，当水泥稳定碎石内部基层收缩应力超过水泥稳定碎石的抗拉强度时，则会造成基层出现各种开裂问题。

2.公路工程施工中水泥稳定碎石基层开裂问题成因分析

2.1水泥稳定碎石基层原材料的影响

（1）水泥用量以及安定性的影响。如果水泥稳定碎石基层中水泥用量过多或者是水泥的安定性较差，都有可能造成水泥稳定碎石基层开裂问题的发生。如果水泥用量过大，水泥在拌和生产水化过程中会产生大量的热量，因而造成水泥稳定碎石基层内外出现较大的温差，如果温差过大则有可能造成温度裂缝问题的发生。根据相关的试验研究资料表明，水泥稳定碎石基层中水泥用量越大、强度越大，产生裂缝的几率也就越大。其次，如果水泥的安定性较差，则容易由于出场存放时间不足造成水泥稳定碎石结构裂纹的发生。

（2）水泥稳定碎石级配的影响。在水泥稳定碎石基层原材料中，由于细集料特别是粒径在2.36mm以下的细集料，大多是山坡土或者是夹层废料，而且粉料的含量相对较高，这就造成水泥稳定碎石基层含泥量过大，强度较低，很容易产生各种收缩裂缝问题。

2.2施工原因造成的基层开裂问题

（1）含水量控制不当。含水量过小，容易造成水泥稳定碎石基层表面松散，难以碾压成型，含水量过高，则容易造成水泥稳定碎石基层形成弹簧土，难以碾压。而且含水量越高，后期水分散失量也就越大，也就更容易产生基层开裂问题。

（2）拌和生产的水泥稳定碎石基层质量不稳定。部分施工单位在水泥稳定碎石基层施工过程中，拌和设备的计量不准确，水泥稳定碎石的级配得不到可靠的保障，尤其是在水泥稳定碎石基层材料生产拌和过程中存在着细集料集中以及粗集料离析的问题，这很容易造成水泥稳定碎石基层出现温缩与干缩裂缝。

3.水泥稳定碎石基层施工防裂措施研究

3.1严格控制水泥稳定碎石原材料的质量

对于用于水泥稳定碎石基层施工的水泥材料，应该选择收缩性小、安定性指标好的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，同时应该注意控制水泥的初凝时间应该在3h以上，终凝时间应该在6h以内，尽量避免使用各种快硬或者是早强水泥。对于水泥稳定碎石基层集料的选择，粗集料粒径应该在31.5mm以内，控制粗集料的压碎值小于26%，细集料应该严格控制0.075mm以下石粉的用量，并对塑性指数、有机质含量以及硫酸盐含量等关键性的技术指标进行控制。

3.2优化水泥稳定碎石基层材料的配比设计

首先在水泥稳定碎石级配的设计上，由于集料的级配会直接影响到水泥稳定碎石的路用性能，因此在水泥稳定碎石的级配设计阶段，应该充分的考虑到水泥稳定碎石基层材料的干缩变化特性，并重点控制粗细集料关键筛孔的通过率，按照级配设计理论合理的选择水泥稳定碎石的级配。

其次，在水泥用量的确定上，应该根据水泥稳定碎石对于基层材料强度的要求，在同一强度标准要求下尽可能选用水泥用量相对较低的配比设计方案。根据相关的试验研究资料表明，水泥用量超过6%以后，水泥稳定碎石基层的收缩系数会大幅增加，容易产生各种干缩或者是温缩裂缝。如果水泥用量不足4%，则容易由于强度不足造成反射裂缝问题的发生。因此，必须采用振动压实法综合分析无侧限抗压强度、劈裂强度、最大干缩应变等一系列的技术参数，选择最适当的水泥用量。

3.3强化水泥稳定碎石基层材料施工阶段的管理

（1）严格控制混合料的含水量。首先，对于水泥稳定碎石基层生产拌和设备，在用于施工作业之前必须经过标准的计量，以确保水泥稳定碎石基层材料拌和均匀。其次，对于水泥稳定碎石材料的生产，重点要确保基层材料含水量的适当，除了综合考虑水泥稳定碎石基层材料在运输以及摊铺碾压过程中的水分散失之外，还应当根据施工作业当日的气温、天气状况综合调整含水量，确保基层材料处于最佳含水量状态，有效控制各种裂缝问题的发生。

（2）做好水泥稳定碎石的摊铺碾压。在水泥稳定碎石的摊铺与碾压施工阶段，应该注意控制水泥稳定碎石的摊铺机行走速度，同时合理的组合压路机械，提高碾压效率，既要避免水泥稳定碎石基层由于压实不足出现干缩问题，同时也应避免由于超压出现结构层的强度破坏，通过有效的碾压施工，防范水泥稳定碎石基层裂缝问题的发生。

（3）做好施工后的养生。在水泥稳定碎石基层施工结束以后，应该及时的进行洒水养生或者是撒布透层油养生，一方面确保水泥稳定碎石基层强度的形成，另一方面也可以避免由于水分的快速散失出现干缩裂缝。对于水泥稳定碎石基层的养生，应该在水泥稳定碎石基层强度形成以后结束，在养生期间应该注意确保水泥稳定碎石基层表面湿润，养生一周左右后应该尽快完成面层的铺筑。

4.结语

水泥稳定碎石基层施工质量影响因素较多，原材料、水泥稳定碎石基层配比、施工现场管理等各方面的因素对于施工质量都有着重要的影响。因此，针对水泥稳定碎石易于开裂的问题，施工作业管理部门必须在这几方面深入研究，通过优化配比设计以及强化施工现场技术指标控制等一系列措施，提高水泥稳定碎石的抗裂性能，进而避免各种路面早期病害问题的发生，提高水泥稳定碎石的耐久性，延长路面的使用寿命。

参考文献：

[1]郭爱民.水泥稳定砂砾基层裂缝的产生及控制[J].交通世界（建养.机械），2011（07）.

[2]于立民.水泥稳定碎石基层碾压机械的优化组合[J].筑路机械与施工机械化，2011（05）.