浅谈水泥稳定碎石基层裂缝控制

[摘 要]：本文通过对三种水泥稳定碎石基层的强度要求、材料控制、级配指标的分析，得出通过降低水泥用量、改进混合料级配形式和控制混合料含水量等措施避免产生工后收缩裂缝。[关键词]： 水泥稳定碎石基层 水泥用量 裂缝 级配 含水量

224省道（昆山玉山至张浦段）改建工程水泥稳定碎石基层施工在总结以往新建高等级公路防裂缝成功经验的基础上，客观面对边通车、边施工且施工周期特别短的实际情况，提出通过降低水泥用量、改进混合料级配形式和控制混合料含水量等措施从根本上避免水稳基层工后收缩裂缝的产生，经过施工过程中的观察及工后对已通车路段的跟踪检测发现，沥青面层顶面未发现因水稳基层收缩裂缝而反射的裂缝。

一、材料要求

1、水泥

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可用于水稳材料的施工。一般采用P.O32.5级缓凝水泥，除一般指标达到要求外，必须要求水泥初凝时间大于3小时，终凝时间大于6小时，快硬水泥、早强水泥等禁止使用。夏季水泥入罐温度不能高于50℃。水泥材料温度过高将直接影响混合料的凝结时间，致使混合料最大干密度产生衰减，从而导致压实度不足，难以成型或成型后强度不足。

2、集料

以往高等级公路项目，一般要求碎石的最大粒径为31.5mm，分别以9.5mm、4.75mm、2.36mm为分界划分，也就是9.5-31.5mm，4.75-9.5mm，2.36-4.75mm，0-2.36mm四组粒径的成分。同时要求石料的压碎值不大于28%，针片状颗粒含量宜不大于15%，粒径小于0.6mm的细集料的液限小于28%，塑性指数小于9。

施工指导意见中如此要求是结合其水稳基层的设计而来的，其水稳基层设计强度一般在4.5MPa～5.0MPa，最低不小于4.0MPa。这样的强度要求，裂缝的产生是不可避免的，而且一般每隔20米左右一条。成型后的水稳基层冬季后，部分裂缝反射较为明显，经过处理一般不会再向沥青面层蔓延。因此在施工中集料品质及混合料级配对裂缝的影响便不再作为控制要点。

224省道（昆山玉山至张浦段）改建项目因其阶段性施工的特点，水稳基层有时七天不到就施工沥青面层，反射裂缝根本没有暴露的机会，也谈不上处理裂缝，如何在各个方面防止裂缝的产生是水稳基层施工的最主要问题。因此，为防止裂缝肆虐，首先从集料质量方面提出了严格的要求：

首先，要求将粗集料最大粒径由31.5mm改至26.5mm，集料压碎值不大于28%，针片状颗粒的含量，对于粒径为13.2～26.5mm档必须

其次，在集料的含泥量控制中，要求细集料的0.075通过率小于12.5%，同时砂当量必须>60%，粗集料的0.075通过率必须小于1.5%，以确保混合料0.075通过率在合格范围之内，减少混合料中细料与粉料的填充。

所用集料全部采用反击式破碎机轧制成型，针片状颗粒含量较小，且必须满足以下单粒级配要求：

二、混合料的控制

水泥稳定碎石强度的形成主要依靠三个方面：一是水泥的强度，取决于水泥的品质与剂量；二是集料的强度，取决于石料的强度与良好的级配；三是混合料的内在粘聚力，这一点主要通过水作为媒介来产生。

影响裂缝生成的因素有主要四个因素：①水泥剂量②混合料的级配③混合料的含水量④混合料

1、降低了设计强度，七天室内无侧限抗压强度只要求大于3.0MPa，水泥剂量降低1～1.5%。

2、将混合料最大粒径降至26.5mm，严格控制4.75mm、0.075mm通过率及原材料质量。

以下是三种混合料级配控制范围比对：

由上表的通过率要求来看，级配三在9.5mm以上通过率走原级配上限，偏细；而在4.75mm以下走通过率下限，即偏粗。就是减少细料与大粒径骨料，增加中间粗集料的含量，成型后的空隙率明显大于级配一、二，类似面层Super结构与AC结构的区别。级配三在混合料组成上要求极高，因此，为了保证混合料的成品质量，必须严格要求集料质量。

第一、水泥剂量

水泥含量过少，将使集料间的粘结力降低，进而影响基层压实度；水泥含量过高，由于内部水化反应，使水化热增加，从而是内外温差增大，在基层内产生收缩应力使其开裂。因此，配合比设计中水泥剂量的选择尤为重要，建议在按不同水泥剂量分组试验时，可将分组水泥计剂量的间距减小，由惯例采用的0.5%改为0.2%或0.3%，剂量选用原则应以保证强度的前提下尽量取小剂量进行施工。

第二、级配

级配直接影响混合料的密实度，从而影响强度。细料过少，不足以填充粒料间空隙，粒间接触的面积相对小，难以形成强度。

上图中的混合料是分别由拌和场与施工现场取样进行筛分的试验结果，可以看出压实成型后的压碎料1和压碎料3比原出场的干拌料均有不同程度的变细现象，含水量为4.5%的干拌料1比含水量6.5%的干拌料3压碎的现象更为严重。其中主要控制点位的2.36mm、4.75mm与9.5mm通过率变化最为明显。

第三、含水量

含水量不足时，水泥不能在混合料中充分水化和水解，发挥不了水泥对集料的稳定作用，影响强度形成。含水量过多成型后会因干缩反应造成大量的裂缝，有的地段甚至会出现网裂现象。含水量大，易形成强度，却特别会产生裂缝；含水量小，不会出现裂缝，但基层却不易成型。

三、结束语

通过224省道（昆山玉山至张浦段）改建工程水稳基层的工程实践，以下几项措施可以从根本上防止收缩裂缝的发生：

1、适当降低水稳基层设计强度，减少水泥用量。强度3.0MPa，水泥用量不小于3.5%。

2、 改进混合料料级配形式，具体为：最大粒径由31.5mm改至26.5mm；4.75mm的通过率控制在28%～38%的范围内，实际施工中宜控制在33%左右。

3、严格控制原材料级配，原材料的级配在某种程度上将直接决定着混合料的级配。

4、重视水泥稳定碎石混合料含水量的控制。

以上的几点改进控制措施在224省道（昆山玉山至张浦段）改建工程施工中得到了较好的印证，通过工后对已通车路段的跟踪检测发现，沥青面层顶至今未发现因水稳基层收缩裂缝而反射的裂缝，取得了宝贵的经验，对日后同类型工程施工控制有着较大的指导意义。