水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及其防治措施

水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及其防治措施
摘要：通过对水泥稳定碎石基层裂缝的原因的分析，根据在工地多年的施工经验提出一些自己对裂缝产生的防治措施
关键字：水泥稳定碎石基层裂缝原因防治措施
中图分类号：tq172文献标识码： a 文章编号：
目前我国大部分地区的高等级公路、高级路面，较多采用半刚性的水泥稳定碎石做基层。

水泥稳定碎石是较为常见的半刚性路面的基层材料，相对于石灰稳定类，水泥稳定碎石基层有良好的力学性能和结构整体性能。

但是随着水泥稳定碎石的广泛应用其缺陷也逐步体现出来，尤其是裂缝现象尤为严重。

根据多年的施工经验总结了一些自己的看法。

一、水泥稳定碎石裂缝的主要危害
（1）养生过程中出现的反射裂缝，在行车荷载、温度荷载及降水的综合作用下，裂缝缝隙处向下渗透自由水，降低水稳基层承载能力。

（2）路面通车后在车辆荷载反复作用下使基层原有细微裂缝逐渐发展扩大，使面层出现与基层相同的、有规则的反射裂缝。

这两种病害均导致路表水通过裂缝进入路面结构，基层的细集料形成泥浆被行车荷载挤出路面。

造成路面结构强度、承载能力降低，最终造成影响道路使用寿命。

二、水泥稳定碎石基层裂缝的产生原因
水泥稳定碎石基层属于半刚性基层。

对于道路上的半刚性基层，
要求其具有较小的收缩性。

（一）收缩裂缝
半刚性材料基层的收缩裂缝一般为干缩裂缝和温缩裂缝，两者是引起基层结构裂缝的主要原因。

1、干缩性裂缝：
干缩性裂缝是由于混合料本身的水份和养护洒水的水分蒸发以及混合料内部水化作用发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等，引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，出现拉裂的现象。

（1）配合比设计不合理，或生产配比控制不严，造成混合料偏细。

（2）施工中使用水泥的标号不同、批号不同、品种不同，掺合在一起使用，因不同的收缩应力易形成收缩裂缝；施工中水泥剂量偏大和水灰比的加大易造成收缩，当收缩受到约束时，容易形成裂缝。

（3）拌合过程中，含水量控制不好。

混合料含水量相对于最佳含水量过低，保证不了水泥稳定层水化作用所需的足够水份，强度无法形成，也不易压实；过高，水稳层成型之后有多余的游离水分填充空隙，当其发挥后，就有可能造成干缩裂缝。

（4）拌合不均或摊铺时离析严重，会产生裂缝。

（5）高温期施工，养生不及时，出现干缩开裂现象。

2、温缩性裂缝：也就是热胀冷缩产生的裂缝。

水泥无机结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中必然会使其产生热胀冷缩的体积变化，从而引起温缩性裂缝。

水泥稳定碎石作为半刚性基层，也有热胀冷缩的特性。

水泥的受温度的影响比较大，水泥剂量高受热膨胀遇冷收缩的系数也大。

（二）荷载性裂缝
荷载性裂缝一般发生在基层的底部，由于车辆荷载的反复作用，裂缝逐渐向上扩展至表面，车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。

（1）碾压不密实。

在进行基层碾压时，有的施工位置未达到要求的遍数，或含水量未控制好，造成不密实。

当承受荷载后，变型过大，产生裂缝。

（2）过早开放交通。

由于沿线有施工运输车辆不能完全断绝交通，而运料车又是重车，当水温层强度未达到要求就开放交通，就容易产生裂缝。

（三）施工裂缝
施工裂缝主要是由于施工中控制不严造成的。

第一拌合不均或摊铺时离析严重，会产生裂缝。

第二基层摊铺造成的施工缝未处理好等。

这些在施工中加强管理是可以避免的。

三、水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施
（一）、严格控制级配和压实度：
1、严把质量关，控制好各种原材料的质量。

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，
但应选用初凝时间大于3h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上)的水泥。

快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。

宜采用标号325或425的水泥。

水泥品质必须满足国家标准规定。

混合材料分活性和非活性两大类。

活性材料是指粉煤灰等物质，可与水泥中析出的氧化钙作用。

非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物材料，对这类材料的要求控制材料的细度和有害成分含量。

特别是细度，混合材料的多少关系到整个成品的裂缝质量。

集料应用集配碎石，城市主干道用做底基层时集料的最大粒径不应超过37.5 mm，颗粒组成应符合规范规定的级配。

用做基层时，集料的最大粒径不应超过31.5mm。

2、加强检测生产配合比，使水泥稳定碎石满足设计级配要求。

强化拌合站操作人员的质量意识，各料仓上料及时，并派专人负责，防止有料仓出料口堵塞现象。

严禁料仓缺料或堵塞时，继续上料。

3、加强管理控制好压实度。

压实度在规范质量检测中属于主控项目，所以在进行基层碾压时，控制好压实度是关键。

结构层压实度越高，强度与刚度越高，干缩性就会降低。

所以，控制好级配和压实度可预防裂缝产生。

碾压及时，确保在水泥初凝前压实成型，最好从拌合到碾压完毕，控制在2h内。

碾压完毕检测压实度必须达到98%以上。

事实证明，水泥稳定碎石基层级配和压实度的好坏，不但影响水泥稳定基层的干缩性，而且还影响到水泥稳定基层的耐冻性。

所以，
控制好级配和压实度可预防裂缝的产生。

（二）严格控制混合料中小于0.075以下的颗粒含量。

小于0.075以下的颗粒含量增加时，混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。

温度越低，细粒料对温缩的影响也越大。

所以施工时，如果能将塑性指数控制在小于4%，不但可以减小水泥稳定粒料的收缩性，而且还可以提高压力水对基层的抗冲刷能力。

（三）严格控制水泥用量和碾压时的最佳含水量：一般的水泥稳定碎石基层，其设计强度通常为3～5mpa.设计强度越高，所需水泥用量越大。

基层刚性越大，越易产生干缩性裂缝，缝宽也越大，所以规范规定水泥剂量≦6%。

拌合料中含水量的控制，应使其在到达现场摊铺时略高于最佳含水量1%-2%左右。

水泥稳定碎石基层需要足够的水分才能满足水泥水化的需要，但在施工中如果含水量过大，在碾压时就容易出现车辙，并且细料及水泥浆会随水分一起上浮至表面，使之产生干缩性裂缝。

因此施工时，应根据天气情况适当增加或减少拌合用水量，确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。

（四）选择有利的季节或时间进行水稳层施工
水稳碎石基层施工最好选择在气温变化不大时期施工，使结构内部温度应力较小，水稳层不易产生热胀冷缩现象，防止施工时因气温相差大产生温缩性裂缝。

酷暑条件下施工，应选择在早晚时间，尽可能避开中午时间进行摊铺。

（五）施工完成后进行覆盖养生，并加强成品保护。

摊铺完成、成型之后及时覆盖养生，及时用草袋、麻袋覆盖进行洒水养护，防止基层因混合料内部发生水化作用和水分过度蒸发引起表面的干缩性裂缝。

如果在冬天施工温度较低，则可用一层塑料薄膜再加上二层土工布覆盖保温，不一定需要洒水养护。

可能的情况下，养护期结束，立即进行沥青封层或透层油的施工，及时摊铺沥青混凝土面层，这样水稳层裸露在外面风吹日晒雨淋的时间短，能有效地减少“重复干缩”产生的裂缝。

（六）预切缝施工，铺设土工布
在水稳施工完成后沥青混凝土铺筑前可以对水稳进行预切缝，施工完成后每隔50米切缝，切缝清扫干净，然后用沥青进行灌缝，然后在切缝上铺一层土工布，2011年我们在安阳市中华路施工时就采取了这种处理方法，效果不错，到目前为止中华路快车道还没有发现有裂缝。

为了保证高等级路面使用功能、减少破损、延长使用寿命。

水泥稳定碎石基层施工过程中要控制好施工配合比、水泥剂量、施工最佳含水量、碾压时间、结构层压实度；做好草、麻袋保湿覆盖、洒水养护工作，尽量减少、防止裂缝的发生。

同时，基层裂缝出现后要采取有效措施及时处治，防止发生反射裂缝。