水泥稳定碎石基层抗裂措施研究

侯佳泰，崔崇英

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

1 水泥稳定碎石基层开裂原因分析

水泥稳定碎石基层的收缩裂缝可以形成缝宽达2～5 mm的横向裂缝或纵横交错的网状裂缝。基层的开裂不仅破坏了基层结构的整体性而降低其强度，还可能在沥青路面面层顶部形成缝宽12～16 mm的反射裂缝。水泥稳定碎石配合比设计的关键就在于采取各种措施来消除稳定类基层的裂缝，将沥青面层反射裂缝出现的概率尽可能地降低。

导致水泥稳定碎石基层产生收缩裂缝的因素很多，主要有环境温度、相对湿度等外部因素，以及材料级配组成、材料与外掺剂相互作用等内在因素。这些因素归纳起来分为温度收缩、干燥收缩和硬化收缩三大类。

随着摊铺后水泥稳定碎石基层水分的丧失，水泥水化作用的进行，若养生不及时，容易造成水稳碎石基层失水，从而产生于缩裂缝;随着气温的降低，水泥稳定碎石基层受冷收缩，易发生温缩裂缝。干缩开裂和温缩开裂是导致水泥稳定碎石基层开裂的重要原因。

应针对水泥稳定碎石基层开裂原因，采取相应措施，尽可能地减少水泥稳定碎石基层的开裂。

2 水泥稳定基层干燥收缩减缓措施

水泥稳定碎石强度形成过程中需要大量水分，若养生不充分、洒水不及时，很容易发生干缩裂缝。公路采用表面覆盖养生方法，在水稳基层表面覆盖土工布或麻袋片。在初期洒水养生非常重要，在施工后的7 d内，必须不停地洒水，保持基层表面始终潮湿，这段时间干缩裂缝最容易出现，在养生7 d后，可以将表面覆盖物清除，此时早期强度已基本形成，但应该继续洒水，直到28 d。

存在一种观点，认为水泥稳定碎石基层产生干缩裂缝的主要起因是施工含水量偏高，必须严格控制施工含水量不能过高于最佳含水量，否则容易发生干缩裂缝。但是，在下基层施工中发现这一现象，在K4+100～K54+300右幅施工过程中，由于之前雨水较多，材料普遍含水量偏高，因此该段施工含水量偏大，碾压过程产生严重车辙，轮迹明显。由于其它各项指标均较好，对其进行返工，加强了养生。2011年初基层开裂调查中发现，该段前后1 km未发现一条裂缝，甚至微细开裂也未出现。由此可知，施工含水量对施工中平整度、轮辙影响较为显著，含水量偏大将严重影响路面平整度，而与路面开裂并没有直接关系，要防止水泥稳定碎石基层产生干缩开裂，应加强早期养护，加强洒水保湿，并应持续到强度完全形成。

3 水泥稳定碎石基层温度收缩减缓措施

《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)中要求水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工，施工期的日最低温度应在5℃ 以上，在有冰冻的地区，应在第一次重冰冻到来之前半个月到一个月前完成。

然而，在工程实践中发现，水泥稳定碎石的强度形成和二灰碎石有着显著区别。在低温下施工水泥稳定碎石基层不但没有损害质量，反而可以减少裂缝的产生，降低基层的开裂率。

二灰碎石强度形成很慢，火山灰反应过程缓慢，需要水分量较少，二灰碎石细集料多，表面很容易饱水，在夜晚冰冻时发生冻涨，而在白天气温升高时又发生消融。连续的冰冻一消融一冰冻一消融导致二灰碎石表面强度的丧失，表面的松散。在随后的寒流袭击中将继续这一过程，则更容易饱水，容易发生冻融破坏，加深破坏的范围。

水泥稳定碎石情况则不相同，在水泥水化过程中，需要大量水分且产生热量。因此，水泥稳定碎石施工后在养生期间，表面迅速干燥，即使遭受到寒流突袭、冰雪袭击，也会迅速吸收表面水份，使表面迅速干燥，此时温度下降到0℃以下，也不会发生冰冻，破坏水泥稳定碎石基层的结构，只需加强表面覆盖，加强洒水养生即可。

因此，水泥稳定碎石基层即使在较低温度下施工，也不会发生冰冻损坏结构，而在较低温度下施工，有利于避免温度收缩裂缝的发生。温度开裂主要是由于温度梯度过大引起的，发生冰冻时或温度骤降时的温度与施工温度之间温差过大，产生较大的温度梯度，最终导致开裂。因此，尽可能地降低施工温度，降低最不利情况下的温度梯度，减缓开裂。

4结论

根据该条公路近52万m2水泥稳定碎石的施工、管理经验，水泥稳定碎石作为路面基层，确实是一种很好的路面结构，路用性能表现优异，而且可以采取一些措施降低基层本身开裂并防止其产生反射裂缝。通过工程实践，有如下结论，尚待今后工程验证。

(1)《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)中对石料要求过低，而对水泥稳定混合料强度要求偏高，这就导致必须采用高水泥剂量以满足强度需要，从而易导致基层开裂。如果不降低强度标准，应提高石料品质，粗集料要降低针片状和压碎值，细集料要减少含泥量，提高砂当量。

(2)水泥剂量对硬化开裂和干缩开裂影响是非常显著的，水泥剂量的增加将导致水泥稳定碎石基层裂缝数量大大增加，而对基层强度的增加并不显著。因此，在满足足够的设计强度的情况下，尽可能地降低水泥剂量是防止水稳基层抗裂的重要措施。

(3)水泥稳定碎石7 d抗压强度选取应谨慎，建议采用3.0～4.0 MPa为宜。强度标准过高，容易造成相应的水泥剂量偏高，易造成基层开裂。

(4)水泥稳定碎石产生干缩裂缝的主要原因是养生不当，应在早期强度形成过程中保湿养生，建议7 d内保持覆盖养生，持续洒水直到28 d。

(5)较低温施工可以降低裂缝的发生几率，只要覆盖措施得当，对于提高路面施工质量是有益的。

［1］ 姜永昌.水泥稳定碎石抗压强度试验变异分析与预控［J］.公路，2004，(6):113.

［2］ 郑南翔，吴传海.高性能二灰稳定碎石混合料设计方法研究［J］.公路，2004，(7):73.

［3］ 沙爱民.半刚性路面材料结构与性能［M］.北京:人民交通出版社，1998.