抗裂性水泥稳定碎石基层施工质量控制浅析

李超

摘 要：水泥稳定碎石基层具有强度高、稳定性强、抗渗性好等特点，被广泛的应用于公路建设中，但随着水泥稳定碎石基层的广泛使用，其带来的早期裂缝问题显得尤为突出，不仅严重到公路的平整度，也带来了极大的安全隐患。因此，研究水泥稳定碎石基层的危害性，提出有针对性的预防措施显得尤为重要。文章对此进行了探讨。

关键词：水泥稳定碎石基层；裂缝；预防

中图分类号：U415.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0156-01

近年来，水泥稳定碎石基层作为公路路面结构的主要承重层，得到了广泛的应用。水泥稳定碎石基层的使用大大提高了公路路面的使用寿命，降低了公路路面发生坑槽和冻害的几率，而且水泥稳定碎石基层材料比较便宜，原料来源丰富，因而得到了大力的推广。但在工程实践中我们发现，随着时间的推移，水泥稳定碎石基层的物理性能开始发生变化，其强度、稳定性、抗渗性开始弱化，导致使用水泥稳定碎石基层的公路在早期阶段容易形成干缩裂缝和低温收缩裂缝，裂缝形成后，在沥青面层与半刚性基层层间会形成一个薄弱点，在温度变化和行车荷载的作用下，该薄弱点的压力逐渐集中，会引起沥青面层的开裂，在荷载的反复作用下，该裂缝会逐渐扩展到沥青表面，形成沥青面层反射裂缝。沥青面层反射裂缝的产生会迅速引起沥青面层出现龟裂等病害，不仅影响了道路的美观和舒适性，而且路面积水顺着裂缝渗入进来，破坏了路面结构，大大降低了公路的正常使用寿命，维修和养护起来也十分麻烦，需要大量的资金投入。因此，水泥稳定碎石基层裂缝是当前公路行业所面临的一大技术难题，也正是由于这一缺陷影响了水泥稳定碎石基层的进一步推广和应用。

1 提高抗裂稳定碎石基层施工质量的措施

1.1 增加沥青面层的厚度

通过增加沥青面层的厚度可以显著的提高基层反射裂缝产生的几率。从国际工程实践中可以看出，在施工中适当的增加15～25 cm厚度的沥青面层厚度，不仅可以降低沥青面层的温度变化，减少加铺层的拉应力，还可以增加路面结构的弯曲刚度，降低接缝处的弯沉差，减少加铺层的剪切应力。同时，可以延长其疲劳断裂寿命。但这种方法的弊端也是显而易见的：①通过增加沥青面层的厚度也增加了路面标高，受到路面标高的限制；②这种方法必然大幅度增加工程施工成本；③在高温天气下，沥青混合料会在高温作用下产生蠕变，引起车辙的产生；{4}增加沥青面层的厚度后，原来的利用水泥混凝土板做路面基层的优势被消弱了，可见，这种措施有一定的局限性。

1.2 在面层与基层之间增加级配碎石层

在工程实践中，施工人员发现，可以用具有一定厚度的优质级配碎石来作为公路路面的上基层，下基层用半刚性材料，这种上柔下刚的组合基层结构能够很好的防止半刚性基层反射裂缝的产生，而且这些级配碎石基层还能起到排水的作用。级配碎石层最好选用特粗式开级配沥青碎石混合料所组成，具有20%～35%的空隙率，可以提供一种散逸运动的方式，能够把交通荷载与环境温度作用下所引起的原水泥混凝土路面板产生的运动消散掉。这种施工手法在国内不大常见，在美国、澳大利亚等国家应用广泛，效果也不错。唯一的缺陷是增加了施工成本。

1.3 加强摊铺质量控制

摊铺环节的质量控制对于提高水泥稳定碎石基层的抗裂性具有重要作用。很多沥青路面裂缝的出现与摊铺环节控制不力有很大的关系。摊铺前，要将道路表面清理干净，不能留有杂物，并洒水将表面润湿。实践证明，在道路下基层施工时在基层洒一些水泥浆，有利于摊铺的顺利进行。同样，在上基层施工时，也要在下基层洒上一些水泥。摊铺时要注意速度的掌控，一般来说，抗裂水泥稳定碎石粗集料含量高、粒径大，如果摊铺机速度掌控不好，很容易发生离析现象。一般情况下，摊铺机速度控制在1.0～3.0 m/min之间，在摊铺前必须认真检查摊铺及碾压设备，以免由于机械故障造成中途停机，摊铺机的夯锤或夯板的振捣频率要均匀一致，避免施工停止问题的出现。每台摊铺机的后面都要有专人负责，主要将对局部出现的集料集中问题进行铲除，然后用合格的混合料进行替代。保证基层的高、厚、平整度达到设计的标准，尤其注意对超高段补强厚度的调整。一台摊铺机最好搭配5辆以上的运料车，运料车卸料时，掌握摊铺机收斗时机，摊铺机不要完全用完受料斗中的混合料，最好留少部分在里面，避免现场摊铺作业出现缺料现象。

1.4 加强抗裂稳定碎石的配合比设计

要提高水泥稳定碎石的抗裂性，就要加强抗裂稳定碎石的配合比设计，配合比设计的原则是既要达到一定的设计强度，又要保证温缩和干缩系数的要求。首先，水泥用量要保证合适的范围内，一般控制在5%～6%之间。如果水泥掺入量太少，会影响稳定碎石的强度系数。如果掺入过多，在强度提高的同时也会带来干缩裂缝的产生。另外，在水泥类型的选择上，不仅要考虑终凝时间长、水化热低等指标，还要考虑抗析强度等指标，抗析强度越大的水泥料越不容易形成裂缝。一般的矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都有不错的抗析强度，被广泛应用于抗裂性水泥稳定碎石基层施工中；其次，抗裂稳定碎石的集料要满足施工技术规范的要求，一般来说，集料平均粒径越大，水泥对干缩性的影响就越小，在相同条件下，水泥稳定中粗粒土的收缩性较细粒土的收缩性要小得多。因此，对碎石中直径小于0.6 mm的颗粒要进行必要的液限和塑性指数试验。

1.5 提高混合料的拌合质量

均匀性是影响水泥稳定碎石抗裂性的关键因素，为保证抗裂水泥稳定碎石混合料拌和均匀，基层水泥稳定碎石必须采用集中厂拌混和料，拌和厂对于不同规格的集料应该分别堆放，应有可靠的隔离措施。拌合时，拌和含水量应比最佳含水量略高，若气温较高或运输距离较长时应高一些，以弥补混和料运输、摊铺和碾压过程中水分的损失。拌和设备的性能决定了混和料的配料精度和均匀性，在选择设备时，要根据施工的具体情况做出判断，满足工程所需要的配料精度，一般选用生产能力大于400 t/h的高性能拌和机，保证物料的配合比，达到均匀搅拌的效果。同时，最好配有电子计算装置。拌合时要有专门人员负责对拌合时间、水泥剂量、加水量等的控制，对拌合料取样检测时，可以在皮带运输机骤停状态下进行，发现异常应及时调整。

1.6 养生及交通管制

抗裂性水泥稳定碎石基层经过最终碾压后，要进行压实度的检测，保证湿度和高程达到设计要求。合格后立即进行养生和交通管制，养生期间要严禁车辆通行，除了洒水车之外。合理的养生措施不仅可以大幅提高水泥稳定碎石强度，而且可以避免干缩裂缝的形成。对于新铺的水泥稳定碎石而言，随着时间的推移，混合料中的水分开始挥发，形成一定的干缩应力，水分流失的越快，干缩应力就越大。如果养生不及时或者措施不到位，水流流失形成的干缩应力很容易在道路上表面形成干缩裂缝，并越来越大。养生时需要借助洒水车对水泥稳定碎石基层洒水，保持表面湿润，防止水泥混合料中水分流失。遇到高温天气，还要在水泥稳定碎石基层上加铺草帘子和毛毡，再利用洒水车洒水，洒水的次数应根据工程的实际情况来调整。

2 结 语

抗裂型水泥稳定碎石基层优点很多，但其带来的早期裂缝问题也不容忽视。对于施工方而言，要严格做好水泥稳定碎石的配合比设计，加强施工过程的质量控制，严格执行施工技术规范，重视养生工作，确保工程质量。

参考文献：

[1] 张志强，于概宁.沥青混凝土路面反射裂缝产生机理及其常用防止对策[J].公路，2002，（11）.

[2] 郭忠印，苏向军.水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].公路，2004，（9）.

[3] 周诚喜.水泥稳定碎石基层抗裂机理的微观分析[J].上海公路，2005，（2）.

[4] 宋兴.水泥稳定碎石基层的施工控制[J].公路交通技术，2004，（4）.

[5] 李淑明，许志鸿.水泥稳定碎石基层的最低劈裂强度和抗压强度[J].建筑材料学报，2007，（4）.