水稳碎石基层裂缝成因及防治探讨
水稳碎石基层裂缝成因及防治措施

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2019-10-13作者简介:李海军(1976—),河北承德人,高级工程师,研究方向为公路工程施工及管理。
水稳碎石基层裂缝成因及防治措施李海军(承德市交通运输局,河北承德067000)摘要:在分析水泥稳定碎石基层中的干缩裂缝、温缩裂缝、网状裂缝、纵向裂缝成因的基础上,探讨了具体的防治措施,包括加强原材料的控制、完善施工质量控制、提高养护控制力度、减少车辆通行对施工的影响,从而有效提高水稳碎石基层的稳定性,减少裂缝病害的出现。
关键词:水稳碎石基层;裂缝;防治措施中图分类号:U416.1文献标识码:B1水稳碎石基层裂缝成因1.1干缩裂缝成因在公路施工过程中,水泥和粗细集料搅拌铺设碾压之后,材料之间会因为蒸发以及混合料内部发生水化作用,进而导致混合料之中的水分含量不断下降。
水分的减少会导致吸附作用,从而引起半刚性材料体积收缩。
水分的散失会造成干缩性裂缝,如果是发生在沥青面层摊铺之前,就极易出现横向裂缝。
水稳碎石基层的裂缝成因比较复杂,可以归纳为以下几点。
(1)材料颗粒级配不合理。
级配曲线满足相关标准,但是因为细料较多,从而更容易出现干缩裂缝。
水泥的用量较大造成基层刚度较大,从而容易出现收缩性裂缝。
混合材料含水量过大时,就会因为水分蒸发、未硬化胶体体积缩小造成干缩性裂缝。
(2)材料碾压时混合料之中含有较大水分。
通过碾压之后残留的水分仍然较多,从而导致混合料出现干湿交替的状况。
不同区域、不同层面的材料干缩性不同,在外界环境影响下极易出现裂缝。
(3)压实不够充分。
道路基层密实性不足,空隙率较大。
基层材料的干缩应力较小,进而出现裂缝。
(4)养护期间没有使用透油层进行保护。
水稳基层长期暴露在外,外界环境、交通荷载等因素造成道路基层材料的性能变化。
1.2温缩裂缝成因大多数情况下,公路水泥稳定碎石混合料中水泥占比在5%左右,水泥稳定碎石层比较容易出现热胀冷缩现象。
在混合料初始阶段的硬化过程中,水泥灰发生了水化反应,同时伴随着大量热量的释放,混合材料的温度短时间出现明显上升,从而导致材料内部出现膨胀。
水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因及防治措施

水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因及防治措施水泥稳定碎石基层由于它具有良好的稳定性、耐用性等优点,而被广泛运用在公路与城市道路的建设上,成为我国应用最为广泛的一种半刚性的基层材料之一。
水泥稳定碎石存在着缺点,水泥稳定碎石脆性大且抗变形能力弱,当温度和湿度发生变化的时候,就容易产生裂缝。
裂缝的产生会导致路面的耐用性变弱,强度降低,路面会出现不平整的现象,严重影响了路面的美观和行车舒适性。
综合分析公路与城市道路水泥稳定碎石基层的施工技术特点,探析路面产生裂缝的原因,并从中提出有效防治裂缝的方法,保持路面的美观度和行车舒适度,延长道路使用寿命。
水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因1、车辆重复性荷载引发裂缝。
车辆反复性荷载性裂缝通常发生在基层的底部。
在车辆重复荷载的过程中,基层面底部会发生拉应力,当拉应力已经超出所用材料的强度极限时,水泥稳定碎石基层的底部就会产生裂缝。
车辆荷载重复作用下,水泥稳定碎石基层的底部裂缝就会慢慢的扩大并延伸到沥青面层,路面就会显现出裂痕。
2、材料温度胀缩性导致裂缝。
水泥稳定碎石基层是一种半刚性质的材料,是由水、胶凝料和集料混合后组成的。
半刚性材料的脆性很大,对温度具有很强的敏感度,容易产生温度性裂缝。
在温度较低的情况下,水泥稳定碎石材料就会产生膨胀收缩的反应,同时出现路面翘曲的现象。
当水泥稳定碎石材料上面的温度较下面的温度低时,由于材料的深度不一样,使得材料的收缩程度也不一样,最终就会导致路面板出现翘曲的现象,引发路面分裂。
路面板并不是导致路面分裂的主要原因,材料温度的热胀冷缩应力才是导致路面分裂的重要因素。
水泥的水化过程会放出很多的热能,而且水泥稳定碎石材料散热能力弱,再加上沥青表层有麻袋等杂物的覆盖,使得水泥稳定碎石材料内部的温度增加,从而产生膨胀的现象。
而水泥稳定碎石材料外部的温度降低就会产生冷缩的效应。
热胀冷缩的不断交替,形成巨大的拉应力,导致水泥稳定碎石表层的开裂。
3、材料水分干缩引发裂缝。
浅谈水稳碎石基层裂缝问题成因及防范措施

浅谈水稳碎石基层裂缝问题成因及防范措施摘要:水泥稳定碎石基层由于具有良好的强度、刚度和稳定性,属于半刚性结构层,作为道路的主要承重层,在公路建设中广泛使用。
在路面基层施工中,由于施工操作不规范、质量管控不到位等因素,会出现各种常见的质量问题,降低了路面使用寿命,本文重点讨论了水泥稳定碎石路面出现裂缝的原因和预防方法。
关键词:水泥稳定碎石基层;裂缝;成因;防范措施一、水稳基层裂缝质量问题原因分析水泥稳定碎石基层整体性好,承载力高,但由于其相对易受到内外环境的干扰,导致其在水稳基层中出现了微细裂缝,经过长期的发展,这些微细裂缝会逐步发展成为裂缝,并逐步向路面发展,最终导致了路面的早期损坏,从而缩短了公路的使用寿命。
1.1、水泥稳定碎石基层裂缝的主要成因1.1.1、收缩性裂缝:水稳基层压实后,由于结构内部水分的不断蒸发及水泥水化作用,使水稳基层中的水分不断减少,从而引起压实体的体积收缩而形成收缩裂缝。
裂缝宽度为1-3毫米,横向贯穿或半贯穿,垂直深度约为0.3-0.5倍水泥稳定基层厚度。
1.1.2、内应力裂缝:水泥稳定碎石路面因其本身的干燥收缩及温度变化而引起的张应力大于其本身的抗拉承载力,从而在其强度较弱的部位发生破坏。
其特征为:横向裂隙较多,纵向裂隙较少,裂隙较规整,上、下贯穿而下不发生垂向错位。
1.1.3、荷载性裂缝:水稳基层在道路建成通车后,受车辆荷载的影响,在基层内部产生裂缝,随之迅速发展,反射到沥青面层,造成路面产生沉陷、坑槽、松散等破坏。
特别是要加强对超载超限车辆的管控,此类车辆荷载对基层结构破坏是致命性的。
二、水泥稳定碎石基层裂缝防治措施2.1 做好原材料的选取及严格控制级配2.1.1、水泥:水泥作为胶凝型材料,在水稳基层骨架结构中起到充分把砂石材料紧紧的结合作用。
水泥的用量对混合料的品质有很大的影响,用量太小,会对混合料的强度造成影响,用量太大,水泥的水化热会导致基层内外出现温差,从而导致路面出现开裂现象。
水稳基层裂缝成因及处置方案

水稳基层裂缝的成因可能有多种,包括以下几个常见原因:
1. 土质收缩和膨胀:土壤中的含水量变化引起膨胀或收缩,导致基层出现裂缝。
2. 不均匀沉降:基础承载能力不均导致基层沉降不均匀,进而引发裂缝。
3. 施工工艺不当:施工过程中的振动、温度变化、材料性质不符等问题,导致基层产生应力集中从而形成裂缝。
4. 外力作用:地震、地下水涌入、冲刷等外力作用也可能导致基层发生裂缝。
针对水稳基层裂缝的处置方案可以根据具体情况采取以下措施:
1. 加强水分控制:通过合理的排水系统和土壤改良手段,控制基层土壤水分含量,减少土壤膨胀和收缩。
2. 增加基础支撑:通过加固基础、增加基础支撑面积或改善基础结构以提高基层的承载能力。
3. 补强基层:使用适当的材料进行基层补强,如土壤固化剂、加筋材料等,以增加基层的强度和稳定性。
4. 修复裂缝:对已经形成的裂缝进行修复,可以采用填充材料、胶凝材料或其他合适的方法来恢复基层的完整性和稳定性。
5. 定期检测和维护:对于水稳基层,定期进行检测和维护是非常重要的,以及时发现并处理裂缝问题,防止进一步扩大和破坏。
需要根据具体的工程情况和场地条件来确定最适合的处置方案。
因此,在实际操作中,建议咨询专业的工程师或相关领域的专家,以获取准确的评估和建议。
水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因分析及处治措施

水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因分析及处治措施水泥稳定碎石基层是一种常见的路面基层材料,它由水泥、石子和水等成分混合而成。
然而,在使用过程中,往往会出现纵向裂缝的问题,给路面使用带来不便和安全隐患。
下面将针对水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因进行分析,并提出相应的处治措施。
一、产生纵向裂缝的原因分析1.基层结构问题:水泥稳定碎石基层的施工工艺和材料选择对纵向裂缝的形成有重要影响。
若基层的密实程度不够,会导致基层变形,同时也会增加裂缝的产生。
2.作用环境的变化:路面基层会受到来自车辆和气候变化等因素的影响,在重载下会造成基层变形,形成裂缝,也可能是因为干湿循环而引起基层收缩膨胀变化,导致纵向裂缝的产生。
3.混凝土固化过程中的收缩变化:在水泥浆混凝土固化过程中,随着水泥的固化,会产生一定的晶体收缩,这种收缩变化有可能导致纵向裂缝的形成。
4.不当的施工方式:基层施工时,如果没有控制好水泥浆混凝土的密实度,或者施工速度过快,也容易造成纵向裂缝的产生。
二、处治措施1.提高材料的质量:在材料选择方面,可以采用合适的石子和水泥混合比例,并选择高质量的材料来制作水泥稳定碎石基层,以提高基层的抗裂性能。
2.加强基层的施工工艺:在施工过程中,可以加强基层的压实与振动,提高基层的密实度,以减少基层的变形,从而降低纵向裂缝的发生概率。
3.采用控制浇筑方式:在混凝土固化过程中采用适当的浇筑方式,控制浇筑的速度,以减少水泥固化过程中的收缩变化,减少纵向裂缝的产生。
4.加强养护措施:在水泥稳定碎石基层施工完成后,应及时进行养护。
在夏季高温天气下,可以采用浇水降温的方式,降低温度对基层的影响,减少纵向裂缝的产生。
5.对已产生的纵向裂缝进行及时修复:若基层已经产生纵向裂缝,应及时进行修复,可以采用填充材料或加强固结的方式进行修复,以降低裂缝的扩大程度。
综上所述,水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因有很多,可以从材料、施工工艺和作用环境等方面进行分析。
浅谈水稳碎石基层裂缝成因及防治措施

浅谈水稳碎石基层裂缝成因及防治措施近年来,水泥稳定碎石(SMA)作为一种新型路面材料被广泛使用。
但是,在使用的过程中,不可避免地会出现裂缝现象。
本文将从水稳碎石基层裂缝成因、防治措施等方面进行浅谈。
一、水稳碎石基层裂缝成因水稳碎石基层裂缝形成的原因主要有以下几点:1.材料的质量问题。
如果在选材或施工中存在某些不合格的因素,则水稳碎石基层最终会出现开裂现象。
2.不良施工质量。
例如,在太热的天气下,水稳碎石基层的施工质量很可能不会达到理想效果。
3.环境条件。
高温、高湿度等恶劣的气候条件也会影响水稳碎石基层的质量和稳定性。
4.外力因素。
例如,在交通流量较大的路段上,水稳碎石基层受到的外力也会增加,从而导致开裂。
二、水稳碎石基层裂缝防治措施1.科学选材。
在施工之前,必须科学选择符合标准的水稳碎石材料,并进行实验性施工。
2.严格施工。
为了保证水稳碎石基层的质量和稳定性,必须在施工前仔细制定方案,确保施工过程中每一环节的合理性。
3.注意环境。
需要在水稳碎石基层施工前预留充足的时间,了解当地的气候和环境条件,并在选择施工时间时需要考虑到环境因素。
4.聘请专业施工人员。
水稳碎石基层的施工需要严格按照合理的规范进行。
因此,需要有经验丰富的专业施工人员参与进来,以确保施工质量。
5.定期检查、养护。
对水稳碎石基层进行定期的检查和养护非常重要。
如果发现开裂或裂纹出现,需要及时采取措施进行维修和处理。
三、总结水稳碎石基层裂缝防治需采取措施,从选材到养护都要注意及时查看,防止质量过差,以及外力因素造成的影响,避免水稳碎石基层出现开裂的现象,从而保障交通安全和减少维护成本。
水泥稳定碎石基层产生裂缝的原因及防治措施

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水泥稳定级配碎石基层裂缝成因分析及防治措施

水泥稳定级配碎石基层裂缝成因分析及防治措施水泥稳定级配碎石基层是道路工程中最为常见的路面结构之一,它具有承载能力和稳定性较好的特点,大大提高了道路使用寿命和安全性能。
然而,在实际使用过程中,水泥稳定级配碎石基层还是会产生各种各样的问题,其中最为严重的就是裂缝问题。
一、裂缝成因分析水泥稳定级配碎石基层裂缝产生的根本原因是由于它所处的环境和承载能力不断变化,从而导致了内部应力的变异,最终导致了裂缝的发生。
更具体地说,以下是裂缝产生的一些重要原因:1. 基层质量不合格水泥稳定级配碎石基层的施工质量对其使用寿命有着非常重要的影响。
如果基层施工质量不合格,就会导致基层内部出现各种问题,例如坍塌、起翘、空洞等,这些问题会加重基层的变形和应力,最终导致裂缝的产生。
2. 大温差及其他气候因素水泥稳定级配碎石基层的使用环境是非常恶劣的,尤其是在一些气候条件不好的地区,例如高寒地区和多雨地区,它很容易受到大温差、高温、低温和雨雪的影响而产生裂缝。
3. 车辆荷载和频次水泥稳定级配碎石基层一般都是用来承受车辆荷载的,因此,高频率和过重的车辆荷载都会对基层的稳定性造成很大的影响。
在长期的车辆荷载下,基层会逐渐出现变形,并且会加重基层内部的应力,最终导致裂缝的产生。
二、裂缝防治措施了解了水泥稳定级配碎石基层裂缝的成因,我们就需要采取相应的措施进行防治了。
以下是一些常见的防治措施:1. 采取合理的施工质量为了避免水泥稳定级配碎石基层在施工过程中出现问题,我们必须要采取合理的施工质量标准,例如要确保基层的材料质量合格、压实度符合标准等。
2. 采取适当的调整及防御策略在高寒地区和多雨地区的道路上,我们应采取相应的防御措施来避免大温差和雨雪对水泥稳定级配碎石基层的影响,例如可以在基层表面进行涂层加固,以防止雨水渗透导致基层内部结构的破坏。
3. 加强养护工作对于水泥稳定级配碎石基层,加强养护工作也是非常关键的。
例如及时清理道路,修补裂缝,进行灰尘控制等措施,可以有效地延长水泥稳定级配碎石基层的使用寿命及防止裂缝的产生。
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水稳碎石基层裂缝成因及防治探讨
水泥稳定碎石基层是根据水泥、碎石、砂和水按一定比例进行配制的路面结构层承重结构,也是底基层与路面两层的中间结构,它具有强度高、水稳定性好的优点。
但它和水泥砼路面一样施工工艺要由于水泥稳定碎石具有强度高且水稳定性好的特点,水泥稳定碎石结构作为高等级路面的基层,得到了越来越广泛的应用,且取得了较为丰富的经验。
但由于其结合料为水泥,施工工艺要求较高,而且需要较好的施工管理环境,否则就极易产生早期裂缝。
从原材料、施工及养护管理等方面的提出了综合的防治措施,以保证公路路面的正常使用。
标签:高速公路;水稳碎石;基层裂缝;防治
1 裂缝产生原因分析
1.1 干缩裂缝
水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时,随着水分的减少,体积将收缩变形,每隔一段距离产生均匀的干缩裂缝。
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,水泥与水起水化反应,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,集料中的细料成分越多,表面吸附的水分就越多。
再者,基层施工过程中,含水量越大,蒸发散失的水分就越多。
因此就越易产生干缩裂缝。
1.2 温缩裂缝
水泥稳定碎石由于混合料中有5%左右的水泥,所以具有热胀冷缩的性质,在混合料硬化初期,水泥水化放出较多的热量,但散热较慢,因此其内部温度较高,使内部体积膨胀。
而外部如遇气温急剧降低则冷却收缩,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,将产生温缩裂缝。
温缩裂缝多数是横向分布。
1.3 网状裂缝
网状裂缝也叫“龟裂”,它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,如遇下雨,则渗水,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,裂纹处基层内部的水分继续蒸发,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。
1.4 纵缝
如果水泥稳定碎石基层在施工早期产生纵缝,一定是施工控制方面引起的。
其原因应归结为局部土基压实度或基层压实度没有达到规范要求。
但城市道路基
层7d养护期满后,如果管理维护不到位,也会产生纵缝。
由于基层较厚,采用分层碾压作业。
第一层摊铺碾压成型时,其厚度较薄,一般在15cm左右,尽管养护期满,但其承载能力较低。
1.5 路基不均匀沉降产生裂缝
如果水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝,多是由于局部土基及底基层压实度达不到规范要求引起,在重车的作用下产生的反射裂缝,有时显弧状分布,且表面形成一定的高度差。
2 裂缝防治
2.1 原材料控制
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,应对水泥的终凝时间有限制,一般需要6~10h。
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,最好不要超过32.5R,采用普通硅酸盐水泥。
剂量控制范围为5% 左右。
因为水泥剂量太低,强度难以满足要求;而剂量过高时,混合料的收缩系数增大,裂缝增加。
故水泥剂量一定要经过试配并结合现场调试合适之后确定;石料:石料的粗细直接影响水泥稳定碎石基层的强度、平整度和裂缝的产生。
水泥稳定碎石的粒料越粗,强度越高,稳定性越好,预防温缩、干缩裂缝的能力越强。
但粒料过于粗糙,则粒料间的粘接力不足,一旦车辆上路,表面层极易跑散,使得基层的平整度难以达到验收标准要求。
如果粒料偏细,基层强度难以合格。
而且石粉含量偏多时,水泥稳定碎石的收缩性增大,裂缝也就增多。
2.2 施工控制
压实度:水泥稳定碎石混合料压实度的控制是保证强度达到标准要求的重要手段之一。
尽管面层将采取钢筋加固补强措施,但基层的压实度保证仍不能松懈。
为保证压实度达到标准,检查井周围混合料的摊铺厚度可比正常路段薄一些,水泥的含量增加1% 左右,使用小型机具夯实多遍。
再配合路面的井圈加固,以保证井圈周围的路面的工作寿命。
由于基层材料来源的生产企业规模相对较小,机械化程度不高,石料加工质量普遍不够稳定,存在粒径不均匀现象,骨料时而偏粗,时而偏细。
因此水泥稳定碎石混合料的最大干密度呈变化状态。
在压实度的检验中,如果采用同一干密度指标作为标准,很容易出现压实度不合格或超过100%的现象。
因此施工中采用灌砂法进行压实度检验时,应对集料筛分,以确定粗骨料的含量,分别选用不同的密度标准;水量:水泥稳定碎石是水泥与集料的水化凝结硬化的产物。
含水量的控制影响到压实度的保证和裂缝的产生。
考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失,尤其夏季施工时水分蒸发快,施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1% 左右。
含水量过小时,基层表层松散,碾压容易起皮,难以压实;含水量过大碾压时粘轮,表面起拱,而且基层成型后水分散失愈多,形成的裂缝愈多。
所以施工过程中含水量要控制适宜;施
工接头:基层在施工过程中留有接头是难以避免的。
但接头处往往是应力的集中区,在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下,容易诱发为裂缝,从而导致沥青面层产生反射裂缝。
2.3 养护控制
水泥稳定碎石基层碾压成型后应及时覆盖洒水养护。
由于水分参与了水泥的水化反应,水分的散失将影响其正常的反应,从而影响凝结硬化后形成的强度,特别是夏季施工,气温较高,基层表面的水分蒸发更快,极易产生均匀的裂纹。
养护的方法可以采用草袋、麻袋或塑料薄膜覆盖,保证基层不直接暴露在外。
冬季施工时,要及时采取防冻措施。
因为强度未形成的混合料中的自由水在气温0℃以下时结冰,体积膨胀,使基层结构变得松散,达不到设计强度要求。
2.4 外力影响
水泥稳定基层是半刚性路面结构,只有2.5~3Mpa 的强度,在不铺面层时,严禁超重车辆通行,过早通过超重车辆会使水稳基层的结构强度受到破坏,产生不规则的细小裂缝。
车辆超载是造成沥青路面损坏的主要原因,路政管理部门要加重、加大对超载、超重车辆的处罚和监管力度。
而设计人员在进行路面结构设计时,要亲自对路线的交通量及车辆组成进行调查,充分考虑到超载车辆的影响,避免出现反射裂缝。
2.5 管理维护及施工协调控制
基层摊铺碾压成型到喷洒透层油铺筑沥青面层的这段时间的管理维护工作非常重要。
由于各种工程管线相继进场施工,道路的施工作业面将被占用。
特别是第一层成型后,一旦现场管理维护不及时,各种工程管线和构件集中堆放在基层上,基层将受到极大的破坏。
这时应严禁堆放重物,不允许车辆上行。
第二层7d 养护期满后方可开放交通,但仅允许部分施工车辆放行。
各种工程管线施工时,应与道路施工协调配合。
尤其开挖管线沟槽时,严禁将周围水泥稳定碎石基层下部基础掏空。
基层施工完毕后,为保证水泥稳定碎石结构不继续失水,减少干缩裂缝产生,最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工,尽早铺筑沥青面层。
参考文献
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[3]李宇.超载车辆对公路路面的损害及其防治措施[D].吉林大学,2007.。