水泥稳定砂砾基层沥青混凝土路面裂缝预防

【摘要】本文结合施工实际对水泥稳定砂砾基层沥青混凝土路面裂缝的类型及其形成原因进行了分析，提出了在施工中减少裂缝应把握的重点。

【关键词】半刚性基层；沥青路面；裂缝分析

水泥稳定砂砾基层沥青路面产生裂缝虽不可避免，但若能从根本上进行全面分析，在施工中予以注意，裂缝的产生是可以减少的，从而可以有效减少因裂缝的产生而引发的其它病害，延长公路的使用寿命。下面笔者结合实践体会以及其他专家学者的相关研究就水泥稳定砂砾基层沥青混凝土路面裂缝的产生原因进行分析及减少裂缝进行探讨，以共同仁们参考。

1、裂缝的类型及其形成原因

总的来说据其形成原因可分为两大类，即荷载裂缝和非荷载裂缝。

1.1 荷载裂缝的类型及其形成原因

1.1.1 结构设计不合理或厚度明显不足，路面强度明显不能满足行车的需求。在行车的作用下，特别是在大吨位超重车辆的作用下，面层太薄，不能碾压密实，在雨季，由于大吨位车辆轮胎的泵吸作用，会出现网裂、唧浆等病害，严重的路段局部因泵吸作用把沥青淘尽，会出现严重的松散病害；若基层补强太薄，或施工单位下承层处理不到位，局部弯沉值较大，或处理后碾压不密实，有局部路段在重车作用下会出现网状裂缝，严重的会出现沉陷病害。

1.1.2 交通量比设计时的预测增长过快。因过多、过重车辆行车作用使路面过早出现疲劳破坏产生网裂、龟裂等病害。

1.1.3 基层和面层之间有薄弱层。因除尘不净或铺沥青面层前，下封层离皮而没有找补，在面层与基层之间形成了薄弱层，浸水后在行车作用下，沥青面层会出现龟裂，严重时有可能产生推移。另一种情况是结构层砂砾料含泥量太大，若基层浸水，尤其在阴雨天，局部会有0.5～1cm软化层，在行车作用下会出现龟裂。

1.1.4 采用犁拌法施工时，局部会因拌和不到底而出现夹层，使结构层厚度不足，承载能力下降，特别在超重车辆的作用下，会使沥青面层很快产生网裂、龟裂病害。

1.1.5 温度离析。在沥青混合料的运输过程中，若路程较远，沥青混合料表层温度就会低于内部温度过多，或摊铺机送料斗内有余料，或拌和时沥青混合料温度时高时低，会造成温度较低的混合料局部集中，就会使该处在同等碾压遍数的前提下碾压不密实，雨季就会浸水，在高速重载车辆的轮胎泵吸作用下，就会引起网裂，若遇阴雨，该处就有可能松散。

1.2 非荷载裂缝的类型及其形成原因

非荷载裂缝即不是由行车荷载引起的裂缝，主要有温缩裂缝，干缩裂缝，结构性裂缝。

1.2.1 干缩裂缝主要是基层失水后产生的拉应力超过基层的抗拉强度或极限抗拉应变而使基层开裂，从而逐渐反射到沥青面层而引起沥青面层开裂。

1.2.2 结构性裂缝主要是在施工中处置不合理或不到位引起的裂缝。主要表现在四个方面。

1.2.2.1 路基不均匀沉降引起的裂缝。主要是因结构沉降不一，产生的内力超过结构层的抗剪应力而产生的裂缝。表现在公路的拓宽改建中，加宽部分和原路部分沉降不均一，或在施工中接茬处处理不到位，通车后就会沿交接处形成裂缝或带状网裂。

1.2.2.2 桥涵和路面接茬处，由于结构不一样，引起不均匀沉降，形成横向裂缝，严重的会出现沉陷病害。

1.2.2.3 在半填半挖路堤填筑中不按规范施工,没有错台开挖填筑及分层碾压而出现沉降引起纵向或横向裂缝，严重的会产生错台或局部沉陷。

1.2.2.4 高填方路段不按规范施工而引起的裂缝。在高填方路基施工中，因压实机械不能到位，有的施工单位采用倾填法，不能按要求分层碾压，又没有经过长期的自然沉降，就进行路面结构施工，雨后往往引起沉降，该种裂缝有可能是纵向的也可能是横向的，而且该种裂缝较宽、较深，后期还难以处理，并且处理成本很大。同时会出现沉陷、错台等病害。

2、裂缝的防治及在施工中应把握的重点

2.1 荷载裂缝的防治

根据荷载裂缝的类型及产生的原因可从两个方面进行防治，即设计方面及施工方面。

2.1.1 搞好设计前的调查研究及做好有效的交通量预测。结合地方特色，在节约资金的前提下,做到结构设计合理,使结构层厚度具有足够的承载力,所用原材料具有一定的水稳性和较小的温缩性。

2.1.2 在施工中把握好重点，做到除尘净、下封严，选择原材料符合要求。即小于0.075mm的细土含量不能超过5%；若采用犁拌，要做到拌和均匀，不能使局部出现夹层，尽量采用集中拌和或厂拌。

2.1.3 采取有效措施尽量避免沥青混合料的温度离析。如沥青混合料在运输过程中要用棉被覆盖，摊铺机要尽量做到持续摊铺；混合料在拌和过程中温度要稳定，出料温度要保证在150℃左右。

2.2 避免结构性裂缝的相应措施

施工过程中若能严格按规范施工或采取有效的防治措施，结构性裂缝是可以避免的，只少对路面没有大的危害。

2.2.1 加宽路基的处治。在施工中需注意三点：路堤加宽须错台开挖台阶，并分层碾压密实；老路破除必须破除到坚硬部分；交接部位必须碾压密实。

2.2.2 桥涵结构物处的横缝处治。在施工中应先进行台背施工，提前分层填筑砂砾料或中粗砂，并用水分层压实，或填土分层夯实，充许有一定时间的自然沉降。

2.2.3 高填方路段裂缝的处治。填前必须清除地表杂物及提前填平坑穴等；必须分层压实，不管填方有多深，尽量采用机械分层压实；抛弃采用倾填法通过自然沉降而只碾压路基表层的做法。

2.3 减少温缩裂缝，干缩裂缝的措施

2.3.1 基层材料的选择

材料选择适当它能有效地减少干缩裂缝和温缩裂缝，对于水泥稳定砂砾基层来说，尤其是细粒土含量和粘土含量，国内外的许多试验有力地证明了这一点。在施工过程中,所采用的天然砂砾,选择的条件是必须符合规范要求的级配范围,砂砾中小于0.075mm颗粒的含量不超过5%,水泥为低标号水泥如325#。对于级配范围不合规范要求的,根据筛分结果添加级配碎石，对于粘土颗粒含量超过标准的不准采用。

2.3.2 水泥剂量的确定

砂砾、水泥材料选择后，水泥的含量对半刚性基层的强度以及裂缝的产生多少也是非常重要的。时下有许多施工人员认为水泥剂量越大，所产生的干缩裂缝、温缩裂缝越多，越小就越少。其实这种认识是偏面的，关键是选择合适的剂量。国内外的试验也证明了这一点。如西安公路研究所在研究水泥砂砾的干缩性时,采用不同剂量（3％、4％、5％、6％、7％）的水泥在同等条件下得出５％水泥剂量干缩性较小。

2.3.3 施工过程控制

2.3.3.1 采用机械化施工，保证水泥稳定粒料的均匀性，杜绝夹层。

2.3.3.2 提高压实程度，确保压实度评定合格。高密实度在提高强度的同时亦能有效减少基层的干缩性、温缩性。因此施工中严格控制标压，使采用标准和实际段落用料相符,避免一两个标压从施工开始用到施工结束，确保了每一施工段达到最佳压实标准。

2.3.3.3 严格控制含水量。由试验可知制件含水量愈大，试件干缩应变也越大，粒料土的塑性愈大，制件含水量对混合料的干缩应变的影响也愈大。在刚采用水泥稳定砂砾作为基层用料时，由于缺少实践经验，施工人员往往认为含水量稍大一点较好，并且有利于施工和碾压，其结果是养生期刚过或沥青面层刚铺不久就出现了裂缝，影响了道路的前期美观。究其原因主要是含水量过大基层干缩出现裂缝后反射到沥青面层所致。而现在在施工中含水量尽量采用最佳含水量进行控制。

2.3.3.4 利用合适季节施工，保证强度在规定时间内达到要求的强度，以减少温缩、干缩引起的裂缝。在施工中只有强度达到要求，结构层才有较大的抵抗应变及外力的可能性。在2001年S103线南阳至平顶山交界段施工中，由于受工期所限，右半幅施工在春节过后进行，在3月底完工，气温一般在5～20℃之间，左半幅施工从4月中旬开始到5月底完工，气温一般在25℃左右。第二年3月中旬笔者对施工路段抽查了4km(相同路段左右幅)进行对比，结果发现同样的材料，同样的施工工艺，结果右半幅裂缝数为201条（横向一般为6～9米不规则通缝），左半幅裂缝数为97条，明显少于右幅。笔者认为气温较低强度形成较慢，在没有达到要求的前堤下温差较大或失水较强度稍高的路段易出现裂缝。在取芯过程中也证明了这一点，2月中旬，在基层检查验收过程中，我们对右半幅相隔10天左右的基层进行取芯检查，结果有近1公里的基层取不出完整的芯样（该段施工过后5天，下了一场小雪，气温较低）。经过咨询专家及现场分析，认为气温低影响了强度的形成，需进一步养生。25天后，我们在原来取芯的旁边位置取芯，比较顺利地取出了完整的芯样。

2.3.3.5 严格控制面层压实度，以达到标准要求。沥青混合料的密实度愈大,空气率就愈小,其稳定度、抗拉强度和劲度就愈大，其疲劳寿命就愈长，在使用过程中产生的压缩变形也就愈小，从而使沥青面层具有良好的耐久性。

3、结束语

半刚性水泥稳定砂砾基层沥青路面产生裂缝的原因虽是多种多样的，但施工人员只要在施工过程中各阶段各工序中结合其产生的原因严格控制，是能够有效减少裂缝和消除某些裂缝的，能有效的延长公路的使用年限，取得一定的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张春海.水泥稳定碎石基层裂缝的产生原因及改进措施[J].北方交通,2011年06期

[2]冯述武.小议水泥稳定碎石基层施工技术[J].科技促进发展(应用版),2010年06期

[3]蔡华英.沥青路面的砧锻效应[J].交通世界(建养.机械),2011年08期

[4]吴建红,刘芳.沥青混凝土路面就地冷再生施工实践[J].交通标准化,2011年15期.