浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的控制

【摘要】本文通过分析水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因，并根据工程实际施工中的处理经验，对如何预防控制水泥稳定碎石基层的裂缝问题进行了探讨。

【关键词】水泥稳定碎石基层 裂缝 预防控制

1 概况

商洛市环城北路工程全长6.9Km，底基层采用30cm厚4%水泥稳定碎石底基层，基层采用20cm厚5%水泥稳定碎石基层。2014年8月初铺筑底基层试验段，随后开始大规模铺筑水泥稳定碎石。2014年10月底对已铺设完的基层进行清扫，发现局部产生一定数量的裂缝。

2 裂缝的类型及产生的原因

水泥稳定碎石是一种半刚性板体结构，具有良好的力学性能和整体性、稳定性，料源广泛，已被广泛应用于高等级路面的基层和底基层。但跟其他半刚性基层一样，不可避免的会产生裂缝。

2.1横向裂缝（包括干缩裂缝、温缩裂缝）

水泥稳定碎石在空气中硬化时，随着水分的减少，体积将收缩变形，容易产生横向裂缝。①、水泥稳定碎石产生干缩裂缝的原因与其水泥、水和碎石集料都有很大的关系。一方面混合料在凝结硬化过程中，发生水化反应，消耗大量的水分，水泥含量越高，则消耗的水分越多。另一方面，碎石集料表面也要吸附水分，集料中的细料成分越多，表面吸附的水分就越多。还有，基层施工过程中，含水量越大，蒸发散失的水分就越多。因此就极易产生干缩裂缝。②、温缩裂缝：水泥稳定碎石混合料中含有3-6%的水泥，在混合料硬化初期，水泥水化放出较多的热量，其内部温度较高，使内部体积膨胀。而外部如遇气温降低则冷却收缩，内胀外缩相互制约产生较大的应力，一旦应力超过其极限抗弯拉强度，就产生了温缩裂缝。干缩裂缝和温缩裂缝多数是横向分布，这种情况要尽量控制到最少。

2.2网状裂缝

网状裂缝是由于局部弯沉太大，在外力作用下产生结构性破坏的裂缝，它是一种破坏性较大的裂缝，如雨水渗入，在外力作用下引起翻浆。初期时仅为网状细裂纹，随着时间的推移，裂纹逐渐发展成为发散形裂缝。在外力作用下，基层呈塌陷状，这种危害很大。这种产生网状裂纹的原因主要有以下几点：①、水稳基层受外力破坏严重；②、原老路面板的网裂反射至基层；③、下承层为水泥、石灰类细粒土，干缩、温缩系数较大，在施工前没有进行洒水湿润，吸掉基层料下部的部分水分，引起水稳产生龟裂；④、水泥稳定碎石在施工时含水量过大，出现翻浆现象，如未及时处理，等强度形成后也可能产生网裂。

2.3纵向裂缝

如果水泥稳定碎石基层在施工早期产生纵缝，主要是施工控制方面引起的。其原因应归结为：①、土基局部压实度达不到设计要求，沉降产生裂缝反射致基层；②、道路基层养护不到位，管理维护不及时，也会产生纵缝；③、基层厚薄不一致，部分地方摊铺碾压成型时，其厚度较薄，尽管养护期满，但其承载能力较低。

2.4 沉降裂缝

①由于土基压实度达不到规范要求，管沟回填等薄弱环节压实不足出现坑槽从而引起产生裂缝；②是由于路基存在软基处理不当，也会引起产生裂缝；③是在路基加宽新、老路基搭接处理不当，路基下沉导致水稳基层出现裂缝。

3 水泥稳定碎石基层裂缝的防治

在施工中必然会遇到水泥稳定碎石基层裂缝的情况，这就要求我们一方面采取措施减少裂缝的产生，另一方面采取有效措施处理出现的裂缝。

3.1 减少水泥稳定碎石裂缝的措施

目前的控制措施有：①是在满足设计强度的基础上限制水泥用量，具体要求水泥含量不应大于6%，现在还有用3%～3.5%低剂量水泥稳定碎石来作为底基层的情况；②在减少石料含泥量的同时，限制细集料、粉料用量，细集料粉料用量多，水泥剂量就很难降下来，特别要控制集料中0.075L以下颗粒含量；③根据施工时气候条件控制含水量，含水量不宜超过最佳含水量的2%，运输车辆要覆盖篷布，防止水分蒸发等。这些都是减少裂缝的措施。

4 裂缝处理

水泥稳定碎石基层出现的裂缝如果处理不当，将会反射到沥青混凝土面层上，水渗入之后会导致沥青混凝土层及基层破坏。所以对裂缝的处理至关重要，如果基层损毁严重，出现大量的龟裂后建议不要再进行裂缝处理而应该直接选择铣刨重铺的方式处理。对于出现的横向裂缝可采用以下几种方法处理：

1）切缝处理

为了避免水泥稳定碎石基层的不规则横向开裂，对水泥稳定碎石基层施工后适时进行切缝，即每20m左右横向切缝，切缝深度一般为层厚的1/3，切缝清洗干净干燥后用乳化沥青灌缝。应该讲这种办法是可行的，但由于水泥稳定碎石水泥含量低，切缝过程中容易使碎石飞散和脱落，实际施工中采用得不多。

2）铺设玻纤网处理

对水泥稳定碎石基层施工后不进行切缝，使裂缝有充分暴露的时间，然后针对出现的裂缝进行处理，是施工中常用的方法。在出现裂缝的地方吹净灰尘，对细裂缝灌注乳化沥青，对宽一点的裂缝灌注热沥青，在裂缝处铺设玻纤网，每侧铺设各1米宽，并用水泥钉固定。玻纤网网眼尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的0.5～1倍，且能耐170℃以上高温。在水泥稳定碎石层上铺沥青下封层，然后摊铺沥青混凝土面层，这是一种处理裂缝的有效措施。

玻纤网铺设示意图

3）设置沥青碎石层

除了上述控制水泥稳定碎石基层裂缝的措施外，目前还有在水泥稳定碎石基层上加铺一层沥青碎石层作为基层的方法，其厚度为10M。这对于确保在沥青面层上不出现反射裂缝和延长路面使用年限，有积极的意义。沥青碎石基层作为柔性结构层，具有很强变形能力，可以有效地减少路面中的应力集中现象，大大延缓路面反射裂缝的产生。

本方法亦可与其它处治方法一起使用，如在裂缝上面铺设玻纤网，然后加铺沥青碎石层。使用沥青碎石层设置方式如下图。

沥青碎石层设置示意图

5 结语

高等级公路采用水泥稳定碎石基层日趋增多，其产生裂缝的防治一直是道路施工中的一个重要的课题，由于公路建设的复杂性和道路本身的特点，使得水泥稳定碎石基层产生裂缝的因素很多，这就要求我们不断摸索总结寻找解决办法，同时也要求我们在施工组织、质量控制和维护管理等方面多下功夫，认真细致的保证每一个环节的施工质量，尽量减少裂缝。

参考文献

[1]《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）.

[2]《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）.