水泥稳定砂砾土底基层裂缝的探讨和防治

郭明海

【摘 要】水泥稳定砂砾土底基层具有半刚性基层的特点，本文对其产生裂缝进行探讨，并重点在施工方面提出防治要点。

【关键词】底基层；裂缝；防治

Study and prevention of gravel soil bottom grass-roots crack of cement stability

Guo Ming-hai

(Linzhang county highway station transportation bureau Linzhang Hebei 056600)

【Abstract】Cement stability the gravel soil bottom basic level has the characteristics of half rigid basic level, The article as to it's produce crack to carry on a study, lay equal stress on a point to be in the aspects of starting construction put forward preventing and curing important point.

【Key words】Bottom basic level; Crack; Prevention and cure

水泥稳定砂砾土具有强度高、水稳性好、整体性强、较经济和料源广等优点，被广泛地运用在公路工程建设中，而工后产生裂缝是其最大的缺点，就开裂的原因大致可分为干缩裂缝、温缩裂缝、荷载型裂缝、路基沉降引起的裂缝和几者共同作用的裂缝等.我们在磁左公路固镇至晋冀段改建工程第四标段的水泥稳定砂砾土底基层的施工中,认真分析水泥稳定砂砾土裂缝产生的机理,在施工中针对性的进行防治,路面裂缝得到有效控制取得了良好的效果，下面就裂缝产生的原因逐一进行探讨和分析。

1. 裂缝产生机理和及其影响因素

1.1 干缩裂缝。水泥与天然砂砾土和水拌和压实后，由于水分蒸发和混合料内部发生水化作用等，引起水泥稳定砂砾土结构层产生体积收缩。当收缩产生的内应力大于水泥稳定砂砾土结构层的抗拉应力时，水泥稳定砂砾土结构层就会产生开裂。干缩裂缝的产生与砂砾土的砾石含量、细集料含量、塑性指数和混合料的水泥剂量、成型时的含水量、密实度以及养生时间的长短、暴露时间长短、失水量等有关。

1.1.1 砂砾土的类型。砂砾土中小于0.425mm的颗粒含量越大、塑性指数和线收缩越大的砂砾土用水泥稳定后的干缩越明显，且受龄期的影响也越大。

1.1.2 混合料的水泥剂量。

在一定的水泥剂量范围内，水泥稳定砂砾土的强度随水泥剂量的增加而增加，而水泥稳定砂砾土的干缩应变开始随水泥量的增加而减少，然后又逐渐增加,存在一个干缩应变最小的最佳水泥剂量。水泥剂量宜控制在4%~6%之间，水泥剂量对塑性较大的砂砾土影响较大。

1.1.3 成型时的含水量、密实度。

含水量较大、密实度较低干缩应变就大。含水量应控制在最佳含水量+1%范围内。

1.1.4 养生时间的长短。

一般养生期为7天，若养生时间加长，有利于结构层的抗拉应力的增长，起到减少裂缝和扩大裂缝间距的目的，但会增加裂缝的宽度。

1.1.5 暴露时间的长短和失水量。

当失水量一定范围内时，干缩系数相当小，当失水量超出这一范围时，干缩系数骤然增大，失水量达到一定程度后，干缩系数又变得相当小。养生结束后，暴露时间越长，失水量越大，干缩应变越大。

1.2 温缩裂缝。

温缩裂缝是由水泥稳定砂砾土层内固相物质自身的温缩和由于结构层内水的温缩而对结构层的收缩二者共同作用的结果。温缩裂缝有两种形成机理，一种是低温裂缝，另一种是温度疲劳裂缝，温缩裂缝的产生主要与砂砾土中土的含量、结构层的含水量和水泥剂量等内在因素有关外，还与环境温度变化、施工时的温度、密实度等外在因素有关。

1.2.1 砂砾土的中土的含量。

水泥稳定砂砾土结构层中，水的温缩性（在大于4℃时）＞土的温缩性＞胶凝体的温缩性＞砾石的温缩性，砂砾土中含土量增加，混合料的温缩系数变大，且温度越低，含土量对温缩系数的影响越大。

1.2.2 结构层的含水量。

含水量约在最佳含水量状态时，水的温缩影响对结构层的温缩影响最大，此时，结构层的温缩系数最大。

1.2.3 环境温度变化。

环境温度变化越大，对结构层温缩影响越大，温度变化影响有时甚至超过干缩变化影响。

1.2.4 施工成型时的温度、密实度。

施工时的温度越高，成型时的体积在温度变化时其温缩效应最大，结构层收缩时，极易在此处产生开裂。

1.3 荷载型裂缝。

荷载型裂缝分为：瞬时荷载型裂缝和疲劳荷载型裂缝。它与结构层厚度、结构层的弹性模数、行车荷载大小、速度和路基的弹性模数等有关。

1.3.1 结构层厚度。

厚度越大,荷载传递到结构层底部时受力面积越大,在底部产生压强越小,拉应力就越小。

1.3.2 结构层的弹性模数。

结构层的弹性模数越大,结构层弹性下降就小,底部产生的变形小,结构层底部产生的拉应力就越小。

1.3.3 行车的荷载和速度。

行车的荷载越大，对结构层产生的下沉越大，行车速度越大，对结构层产生的推力越大，结构层内产生的拉应力越大。因此，在养生期间，除养生洒水车外严禁其他车辆在结构层行驶，洒水车应控制行车速度。

1.3.4 路基的弹性模数。

当路基的弹性模数越大,路基受力下降少,这样结构层下降也小结构层产生的拉应力就越小。

1.4 路基沉降引起的裂缝。

由于路基不均匀沉降，产生裂缝。它与路基填筑有关。

2. 裂缝的施工防治

针对裂缝产生的原因在施工时要做好如下施工控制，就能起到减少裂缝的作用。

2.1 路基施工方面

严格按规范要求做好路基压实，对软基、填挖交界处、台背回填等特殊路段要特别控制。

2.2 路面施工方面

2.2.1 控制砂砾土中细集料的含量和塑性指数，以减少水泥稳定砂砾土中的粘土含量。建议通过0.075mm筛孔的颗粒含量应控制在5%~7%，细土的塑性指数宜不大于3，如果细土或塑性指数过大，用部分粉煤灰或0~5mm石屑代替，或先用石灰处治。

2.2.2 合理使用水泥用量，水泥剂量不大于6%，在达到强度标准的前提下，采用最小水泥剂量，但不小于4.0%。

2.2.3 铺前应洒水湿润路基，确保水泥稳定砂砾土底基层底部混合料不产生失水失效，保证有效结构层达到设计要求厚度。

2.2.4 清除路基上浮土、松散区，避免出现薄层贴补和路基反弹区。对松散、反弹区的处理采用“园洞方补法”，即对松散、反弹区全部挖除成矩形，且厚度不小于10cm，然后用同层材料或上层结构层材料回填，压实。

2.2.5 施工组织合理、工序衔接紧凑，要严格控制加水拌合到碾压成型的时间，确保结构层的密实度和强度。

2.2.6 严格控制施工拌和时的含水量和碾压时的含水量，把成型时的含水量控制在最佳含水量左右，一般根据天气情况分时间段来增减混合料加水量。

2.2.7 混合料拌和均匀，水泥要均匀分散在混合料中，否则，会出现强度和抗拉薄弱区，极易在此处出现开裂。

2.2.8 碾压完成后，要及时养生，保持结构层的含水量不受损失，更不能让其暴晒变干开裂。

2.2.9 严格控制交通。养生期间，除洒水车外，禁行一切车辆，特别是养生前期2天内，最好禁止一切车辆通行，洒水车采用侧喷方式进行养生。养生结束后，应根据强度标准来限制施工车辆载重和车速。

2.2.10 养生结束后，应尽快铺筑上层结构层，使水泥稳定砂砾土中水分不至于散失过快和过多，同时减弱温差对结构层的影响，避免产生干缩裂缝和温缩裂缝。未能及时铺筑上层结构层时，根据天气情况，进行洒水补水，补充暴晒的散失水分。

［文章编号］1006-7619（2008）09-17-532