水泥稳定碎石基层裂缝成因及预控浅析

摘 要：水泥稳定碎石基层是直接位于沥青面层或水泥混凝土面板下，由水泥、粗细集料和水按一定比例配制的路面结构层承重结构，基层可以是一层或两层，它具有强度高、抗水损效果好等优点。但如果控制不力，极易产生早期裂缝。本文从原材料、混合料生产、水稳摊铺及碾压、养护等方面提出了各种相互对应的预防措施，从而确保后续面层施工的的正常进行，并且为以后公路安全交付使用提供了重要的前提保证。

关键词：水稳碎石；基层裂缝成因；防控

1 几种常见裂缝种类及形成原因分析

（1） 干缩裂缝

干缩，顾名思义就是指水泥稳定碎石在硬化过程中，由于水分的不断减少，混合料体积将逐渐收缩变形，从而使得每隔一段距离就会产生比较规则的干缩裂缝。水泥稳定碎石干缩裂缝的产生原因有很多方面，但主要与水泥、水和碎石集料尤其是集料级配的合理性有很大的关系。其一，水稳材料在凝结硬化过程中，水泥与水起水化作用，需要消耗大量的水分。水泥含量越高，则消耗的水分越多。其二，碎石集料表面也要吸附水，因此，集料中的细集料成分越多，表面吸附的水分就越多。另外， 在水稳基层的施工过程中，含水量超过最佳含水量的数值不宜太大，否则，蒸发散失的水分就增加，进而更加加快了干缩裂缝产生的速度。

（2） 温缩裂缝

由于水稳露天施工的工作特点，水稳材料必然要经受各种施工环境的影响，其中温度的变化就是一个重要因素，水泥稳定碎石中的主要胶结材料是水泥，在水稳混合料早期硬化过程中，水泥水化反应会释放大量的水化热，内部水稳材料散热较慢，因此这部分材料的温度较高，使其体积膨胀。而外部如在气温较低情况下施工则会冷却收缩，内胀外缩相互制约，产生较大的破坏作用。一旦超过其极限抗弯拉强度的承受能力，将会产生裂缝。一般情况下，温差收缩裂缝多数是横向分布。

（3） 网状裂缝

水稳施工前都要进行底基层的交接验收，底基层不合格严禁进行水稳基层的施工，这是因为大部分的网状裂缝都是由于底基层的局部弯沉太大，在外力作用下极易沉降，这时，已经凝结成型的水稳基层由于底部局部脱空会产生结构性破坏，开始是些许裂纹，继而随着雨水的不断下渗，在外力作用下引起翻浆。裂纹将会逐渐向四周扩散，严重时会和其他裂纹交叉贯通进而发展成为发散形裂缝。这种情况下如果不及时处理的话，基层将可能和沥青面层一起局部塌陷，到那时的损失就会急剧增加。

（4） 纵向裂缝

纵向裂缝的产生大部分是由于施工管理的问题，例如如前所述的路基底基层压实度或弯沉不符合要求，基层压实度未能达到规范要求等情况下，均有可能出现纵向分布的裂缝如。同时，在水泥稳定碎石基层在养护期满后，如果管理维护不到位，也会产生纵向裂缝。例如，当水稳基层采用分层摊铺碾压的施工方法时。第一层摊铺碾压成型时，其厚度较薄，尽管养护期满，但其承载能力不会很高，此时如果立即摊铺第二层或者违反施工程序让重车在上面行走的话，很有可能会造成水温基层的破坏，产生纵向裂缝。

2 裂缝防治

（1） 原材料控制

原材料是施工成品质量优缺的重要决定因素。水泥：为保证水泥稳定碎石基层施工时有足够的时间运输、摊铺和压实，应对水泥的凝结时间有所限制，一般要求选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥，不应使用快硬水泥、早强水泥及受潮变质的水泥。夏季施工时，气温较高，表面层的凝结硬化速度较快，水泥终凝时间应尽可能达到10h；春秋季施工时水分蒸发较慢，终凝时间可缩短至6h。水泥标号不能太高，宜用32.5级水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可使用。水泥质量的稳定程度直接关系到水稳基层施工质量的好坏。因此，施工过程中应及时做好水泥的试验工作，检测合格后方可使用。对进场后的水泥应做好防潮防水工作，另外，储存期超过3个月的水泥在使用前应进行复检，复检不合格的水泥不予使用。 集料：水稳基层所用碎石应满足公路施工技术规范要求。进场前要进行试验检测，检测不合格的集料不能进入料场使用，集料堆放场地应做硬化处理并在周围设置排水设施确保排水通畅，细集料应有防雨设施。集料应分仓堆放，要坚决杜绝混料现象的发生，而且，每种规格的集料宜分层堆放，层高不宜太高避免离析。同时，在考察料源时就要考虑料厂的生产能力能否保证本次施工的连续性，同种规格集料宜兴来自同一料源，否则，必须对改变的集料重新做相关的试验，以保证水稳集料的质量要求。所以，原材料的质量控制是基层裂缝控制工作中最关键的一步。 2）拌合楼生产控制 拌合楼的施工生产控制的总目标就是，通过一系列的技术计量控制手段，按照理论计算的生产配合比生产出符合配合比要求的水泥稳定碎石材料。因此，拌合生产过程是水稳半成品的产出阶段，生产出合格的水稳材料就可以说水稳施工已经成功了一大半了，因此，我们必须要加强拌合楼的生产过程控制。要每天对原材料进行含水量的测定，从而为正确确定施工配合比提供依据，要认真核实电脑施工配比计量数据的准确性，防止由于操作人员的失误而使用不准确的施工配合比；邻近料仓上料严禁“串仓”，正式出料前必须试拌，发现问题寻找原因及时处理，最后，才能正式生产出料，生产过程中，必须按照相应的规范要求对混合料进行抽查检验，如含水量、级配等指标的检测，发现问题及时调整，对不符合要求的混合料做报废处理。这里必须强调一下的是：水稳材料中细料成份的多少对水稳基层裂缝的产生有着很大的影响，因此，必须对混合料水洗后的级配情况进行认真的分析，严格控制关键筛孔的通过率。

(3) 摊铺现场的施工控制

为了最大限度地防止水稳基层裂缝的产生，我们必须坚强摊铺现场的生产组织管理工作实度，其中，水泥稳定碎石混合料压实度是保证强度达到标准要求的重要指标之一。为保证基层压实度达到规范要求， 首先必须要有一整套配置合理的施工机械，其次，要求所有施工机械必须严格按照试铺阶段总结出的施工参数有序保量的做好摊铺碾压工作，及时检测压实度，在要求的碾压时间内对压实度不合格的段落进行补压，所有的工作必须在规定的时间内完成，对于超时碾压的段落应做报废处理，含水量也是影响压实度和裂缝产生的重要因素之一。混合料在运输、碾压过程中必然会有水分散失，夏季施工时水分蒸发更快，因此，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1% 左右，温度较大时还应根据实际情况做进一步的调整。但含水量不宜过大，否则，极易可能产生裂缝。所以施工过程中含水量要控制适宜；施工接头应严格按要求处理，从最大程度上减少接头出的应力集中现象的发生，从而一定程度上降低水稳基层裂缝形成的可能性，避免沥青面层产生反射裂缝。

（4） 水稳基层养护控制

也许有好多施工单位有“重生产，轻养护”的思想，其实这种想法是非常危险的，水泥稳定碎石基层碾压成型后应及时覆盖保水材料如土工布等洒水养护。并要派专人负责补水工作，保证其在养护期内的湿润状态，如果养护不到位，水稳基层在水化反应期间水分的散失将影响其正常的反应，从而会大大降低其凝结硬化强度，夏季施工更要注意这一点，因为，夏季气温较高，基层表面的水分蒸发更快，极易产生前面所讲的均与分布的裂纹，随着时间的推移就会产生裂缝。因此，加强养护也是减少基层裂缝形成可能性的重要控制手段。

（5） 基层施工后的维护及与后续工序的协调管理

水泥稳定基层施工后的维护管理工作也十分重要，这在某种程度上也可起到预防裂缝产生的作用，水稳基层属于半刚性结构，强度在3Mpa 左右，在没铺沥青面层时，如果过早让超重车辆通行时，水稳基层就会由于结构强度的破坏，而产生不规则的细小裂缝。因此，在基层施工结束到面层施工开始之间的时间段内，要及时会同相关交通管理部门对基层施工路段进行交通管制，避免由于重载车辆的过早通行而形成裂缝，进而产生沥青面层反射裂缝。基层摊铺碾压成型到沥青面层施工这段时间的其他相关的管理维护工作也非常重要。例如各种工程管线施工对道路占用。尤其是在第一层基层施工成型后，一旦现场管理维护不及时，各种施工材料、构配件等就可能被集中堆放在基层上，基层由于应力集中将会受到极大的破坏。这时，施工单位应在基层施工完毕后及时进入施工后的现场维护管理，对堆放在水稳基层上的重物及时清理，严禁车辆通行。第二层7d 养护期满后可允许部分施工车辆通行，但同时也要注意控制车辆荷载量，防止破坏基层结构。应及时与各种工程管线施工施工单位最好协调工作，要及时向这些单位交待清楚水稳基层在维护期间要求这些单位所做的配合工作，例如，开挖管线沟槽时，严禁将周围水泥稳定碎石基层下部基础掏空等。水稳基层施工结束后，为使水泥稳定碎石结构不继续失水，减少干缩裂缝的产生，可以在保湿养生期满后即喷洒透油层或进行下封层的施工，尽早铺筑沥青面层。

结束语：总而言之，水泥稳定碎石基层裂缝产生裂缝的原因十分复杂和多变，由于篇幅有限，笔者不能一一细述，对于裂缝的预控措施也相应的有好多方面同时也有相关的解决办法，但终归一点，只要要有非常严肃认真的求是态度和实干精神，对水稳施工中的各个环节进行仔细的分析比较，我们总会找到防止水稳基层裂缝产生的措施，将各类裂缝最大程度地消灭在萌芽状态，为后续的沥青面层施工及工程交付使用提供最可靠的安全保障。