水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及其防治措施

刘宽江

（白银新世纪路业公司，甘肃 白银 730900）

1 裂缝产生的现象及危害

水泥稳定碎石基层是半刚性结构，处理不好易产生裂缝。一般在基层顶面沿横向开裂形成裂缝，比较常见的裂缝大部分与路线横向垂直，裂缝之间的距离大致相等，裂缝宽度大约在在1～3mm之间，裂缝的长度不规则。早期出现的裂缝主要在水泥稳定碎石基层铺筑结束后的养护期内出现，一部分是在路面通车后在车辆荷载的反复作用下出现裂缝。第一种危害是在基层早期养生过程中出现的裂缝，在行车荷载、温度荷载及天气降水的综合作用下，在铺筑沥青面层前，基层养生水分及天气降雨水流由裂缝缝隙处向下渗透，破坏基层的整体结构，基层承载能力降低。第二种危害是路面通车后在车辆荷载反复作用下基层原有细微裂缝逐渐发展扩大，基层裂缝逐步扩大后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。沥青混凝土中粘附在碎石表面的沥青及细集料剥离，路面出现坑洞、碎裂、松散。路面结构强度、承载能力降低，更严重着路面水沿着裂缝下渗到路基内部，造成路基大面积沉陷，严重影响公路使用寿命及行车安全。

2 裂缝产生的原因分析

从原材料的技术要求及施工工艺的操作细节分析，主要有以下几方面的影响因素：

（1）水泥稳定碎石基层的配合比设计不合理，致使混合料的级配曲线在标准曲线上方，造成混合料级配偏细。（2）在生产过程中，拌和站水泥计量不准确，造成混合料中水泥计量偏大，基层在强度形成过程中因收缩而开裂。（3）在混合料拌和过程中，因早中晚天气变化影响，含水量控制不好，在混合料运至摊铺现场后由于含水量过高，碾压完成后，混合料内部水分迅速蒸发而使基层表面出现干缩裂缝。（4）混合料拌和不均匀或摊铺时发生离析，也会产生裂缝。（5）在夏季高温季节施工时，基层成型温度较高，强度形成较快，如果洒水养生不及时，表面极易出现干缩开裂现象。（6）采石场没有将山皮土石清除彻底，导致4.75mm以下规格材料中，小于0.075颗粒含量超过5%。（7）在进行基层施工碾压时，压实遍数不合理或压路机质量偏小，造成碾压不密实，压实度达不到规范要求，在行车荷载作用下，变型过大，产生裂缝。（8）在基层施工结束后，由于施工沿线社会车辆较多，无法完全封闭交通，尤其是重型车辆较多，在基层强度没有达到要求且养生期结束前过早开放交通，就容易产生裂缝。（9）在昼夜温差大的地区进行水泥稳定基层施工时，基层因温度差异过大产生温缩裂缝。

3 裂缝的预防措施

（1）严把原材料质量关，不合格材料严禁进入拌和场。要求碎石生产加工场完全彻底的清除采石场表层的土石混合物。在片石投入破碎机之前，使用振动传输带上料机，把残土筛除，禁止采用装载机将土石混合物一起投入破碎机，同时控制碎石的规格，及时更换锤头，防止生产的碎石粒径或针片状颗粒含量不符合规范要求。（2）进场水泥严格检测，其各项指标必须满足规范要求。检测水泥强度及安定性是否合格，不合格水泥严禁使用。高速公路的水泥稳定碎石基层7天的无侧限抗压强度一般设计强度为3～4MPa。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，所以泥用量不得超过规范规定水泥用量≤6%，采用集中厂拌法施工时，应在试验时配合比基础上增加0.5%的水泥计量。（3）拌合料中含水量的控制应根据天气变化，使其在到达摊铺现场时含水量略高于最佳含水量0.5%～1%左右。在潮湿多雨地区或者其他地区雨期施工时，应采取措施，保护集料，特别是细集料应有覆盖，防止雨淋。应根据集料及混合料的含水量及时调整加水量，在混合料运输时应备有帆布覆盖防止混合料因阳光照射失水或雨淋。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。（4）试验室及时跟踪检测生产配合比，使其级配满足设计要求。拌和站操作人员应安排责任心强和质量意识强的人员，各料仓上料及时，并派专人负责，防止料仓出料口堵塞现象。严禁料仓缺料或堵塞时，继续上料或采用其他料仓补充。（5）水泥稳定碎石基层施工最好选择在春末和气温较高的季节组织施工，施工期的日最低气温应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完成，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。（6）选择合适的机械设备组合，严格控制混合料的压实度，结构层压实度越高，强度与刚度越高，干缩性就会降低。所以，控制好压实度可预防裂缝产生。碾压应紧跟摊铺机及时碾压，确保在水泥初凝前压实成型，最好从加水拌合到碾压完成的时间控制在2～3小时内。碾压完毕及时检测压实度。（7）碾压完成检验合格之后及时覆盖养生，采用透水土工布及时覆盖洒水养护，确保养护期内基层表面始终处于湿润状态。对于高速公路和一级公路，基层的养护期不宜少于7天。（8）养护期间尽可能的封闭交通，如遇特殊情况不能封闭交通时，应将车速控制在20KM/h以内，严禁重型车辆通行。（9）混合料拌和前应反复调试拌和设备，以使拌和机运转正常。拌制的混合料应均匀，没有灰条、灰团和花面。

4 裂缝的治理措施

（1）在沥青面层铺筑前，应对基层表面进行详细的检查，如果表面出现轻微裂缝（缝宽小于3mm），可以加铺玻璃纤维格栅（网格尺寸为1.5×1.5cm），可以有效的过滤基层裂缝反射至沥青路面面层。

（2）对与沥青路面铺筑后，在行车荷载作用下已经产生的裂缝，为防止其继续扩大，避免雨水侵蚀，防止病害的进一步蔓延，必须对裂缝进行处理。可用改性乳化沥青来灌缝。改性乳化沥青在常温和低温时均有着较高的弹性，可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形，始终保持其密封作用，可长期、有效地封闭水稳层及沥青面层的裂缝。在灌缝之前，首先要用切缝机对裂缝进行切缝处理，清除缝内杂物，然后用吹风机将裂缝内尘土吹干净，再用喷洒车的喷枪来灌缝。

5 结束语

基层在路面结构层中起主要承重作用，因此，我们在水泥稳定碎石基层施工过程中首先要加强原材料（水泥、碎石等）的质量控制，不合格材料严禁进入施工现场，同时，加强混合料配合比的设计，在施工过程中，严格控制水泥计量和混合料的最佳含水量，做好压实度质量控制；养护期间做好基层表面的洒水覆盖，只有我们掌握了基层了裂缝产生的原因，并采取一定的预防措施，才能尽量减少、防止基层裂缝的发生，才能有效控制工程质量。

［1］JTG E51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

［2］JTJ034-2000公路路面基层施工技术规范[S].

［3］JTGH10-2009公路养护技术规范[S].