水泥稳定碎石基层裂缝成因及防治措施

易小波

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳　550001)



水泥稳定碎石基层裂缝成因及防治措施

易小波

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳550001)

摘要：在道路工程中，路面基层常采用水泥稳定碎石混合料。但水泥稳定碎石基层在施工中很容易产生裂缝。文章从裂缝产生的原因进行分析，在实际施工中找到相关防治措施，从而提高施工质量。

关键词：道路工程；水泥稳定碎石基层；裂缝成因；防治措施

1道路工程产生裂缝的根本原因

1.1因为温缩影响导致道路工程出现裂缝

水泥稳定碎石层混合料当中通常水泥含量为4.5%～5.5%，如果经过一段时间的施工或者使用之后，混合料出现硬化等问题，则水泥在水化作用的影响之下，会产出大量热量，但是水泥内部的散热速度是比较缓慢的，所以水泥的实际内部温度比较高。如果温度超出最大限额温度，则水泥的内部体积就算不断的膨胀、变大，但是这个过程中混合料的外部位置是会受到低温影响的，所以外部环境会出现收缩的情况。内部温度高、体积膨胀，而外部的温度低，不断的收缩，内外环境会出现大应力，严重影响混凝土工程建造质量，情况严重时甚至会出现裂缝等问题。但是如果极限的抗弯拉强度比预应力要小，还有几率会出现横向温缩裂缝问题。

1.2干缩裂缝形成的原因

(1)水泥稳定碎石基层混合料在发生硬化时，需要耗用较多的水，使得混合料中的水分会减少，其体积会发生收缩变形。在混合料当中，混合料的水分和混合料的体积二者之间是呈现反比形式的。水泥的稳定碎石基层如果不能妥善的处理，会导致水泥稳定基层上每隔一段时间就会出现干缩裂缝，严重影响工程质量。(2)如果混凝土的含水量比较小，则基层的表层会很松散，整体上是难以压实的。但是如果含水量比率过大，在进行碾轮碾压时，还可能产生“弹簧”现象，不易压实，当情况比较严重时，含水量比率过大的混合料也会出现大规模干缩裂缝，这些问题都会严重影响工程施工质量。从水泥稳定碎石材料的角度来看，当含水量比率增加1%之后，相应的干缩应变也会改变，而且这一变化情况会随着比率的不断变化而产生质变。除此之外，如果含水量不均匀，或者是混合料一段时间干，一段时间湿，在交界的位置也有可能会出现裂缝的问题。总之，含水量越大，其干缩率也越大，也更容易产生裂缝。(3)水泥稳定碎石基层形成干缩裂缝的原因还与水泥的含量、砂石原材料等有着密切的关系。

1.3道路工程产生网状裂缝的原因

网状裂缝的产生是因为道路局部位置的弯沉程度过大，并且由于受到各种形式的外力作用影响，最终导致其结构出现了裂缝等形式的破坏，也是人们俗称的龟裂。这种裂缝的破坏性比较强，如果不能在短时间内解决该裂缝的影响，遭遇下雨天时会出现渗水等情况，严重影响道路的实际使用质量，而且一旦受到外界因素的影响，容易出现翻浆等问题，危害较大。前期横向裂缝是呈现网状的细纹分布的，并且裂纹的位置基层内部水分也会不断的蒸发、流失，水分的减少会增大裂缝扩散程度，如果在此过程受受到外力作用的影响，基层会出现塌陷。

1.4道路路基不均匀导致产生裂缝

如果道路水泥稳定碎石层出现纵向裂缝类问题，绝大部分原因都是因为其中部分土基或者是底基层的压实程度不能满足日常工作的需求，或者因为承载能力较差等原因，导致出现反射裂缝问题，表面也会有高差。

2根据实践经验防治裂缝

2.1原材料的选择

(1)砂石原材料

碎石应洁净、干燥、表面有棱角，细砂应洁净、干燥、无风化、无杂质，并具有适当的颗粒级配。砂石原材料应符合技术规范的相关要求，其重要的指标粗集料有：压碎值≤26%、软石含量≤5%、针片状含量≤22%；细集料有：满足级配要求、塑性指数≤17、液性指数≤28%。

(2)水泥

我们在实际施工中一般采用满足国家标准的P.O42.5级缓凝水泥。水泥初凝时间不应小于3 h,终凝时间宜在6 h以上，且不大于10 h。在实际施工中涉及拌合、运输、摊铺、碾压、养护等施工过程，故建议在实际施工中使用初凝时间在4 h左右，终凝时间在6 h左右的P.O42.5级缓凝水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。

2.2配合比设计

进行优化配合比设计，严格控制混合料中31.5 mm、9.5 mm、0.075 mm筛孔的通过率、水泥用量、含水量等技术指标。水泥稳定碎石基层当中存在的碎石合成级配，必须要满足规定的需求，保证其在规定范围内。细砂合成级配要尽可能控制在规范级配范围中值。这样不仅可以使混合料能获得良好的级配，而且更有利于拌合质量的控制，更能确保路面成型后的均匀性、稳定性和耐久性，降低水泥稳定碎石基层裂缝的发生。

2.3拌和与摊铺

目前在道路路面工程施工，绝大部分都在使用稳定粒料结合水泥稳定碎石的方式实现集中生产，并且在对道路进行正式施工之前，首先要对道路施工所用材料进行拌合与调试，之后根据混合材料原油继配情况来明确配料皮带的转速，通过试生产的方式来明确是否可以将生产投入到实际工作中。在混合料内部所有的指标都可以满足目标配合比以后，再适当的进行生产，保证工程施工质量。因为拌合质量不高、集料计量不准确、集料级配得不到保证、水泥和水的用量控制不严，每盘混合料差异太大，拌合程度也不够均匀，这种情况下会产生粗细集料集中或者各种集料离析等情况，严重影响材料铺筑施工质量，保证其在不同环境下都可以正常使用，不会出现裂缝等问题。

在混合料拌和后，运输料车需尽快将混合料运输至施工现场，在运输过程中，需用篷布将混合料覆盖好，减少水分散失。在使用摊铺机对混合料进行摊铺的时候，摊铺机的自身运行速度应当根据搅拌机的实际生产能力来拟定，避免出现材料摊铺速度与材料供应速度不搭配等问题，影响工程施工效率。运输车和卸料车都应当配备专业的工作人员，对车辆的运行情况进行指挥，保证卸料间距的科学性，减少摊铺难度。同时也要减少摊铺机收放料斗工作难度，在摊铺机的前后都应当安排专业工作人员，对集料是否存在离析问题进行分析，保证配比稳定。压路机的吨位或型号以及具体碾压遍数，应根据实际摊铺厚度、水泥稳定碎石混合料特性、压实度要求等进行试验段施工，从而确定指导施工的机具组合和碾压顺序及方式。

在此特别指出采用胶轮压路机碾压，会使同一位置的碾压时间延长，并产生揉搓效果，这样不仅能使水泥稳定碎石基层更密实，关键还能减少成型后的微裂缝，使得整个成型后的路面质量得到了提高，对裂缝的防治具有良好的作用。

2.4养生

碾压结束后，应及时用麻袋、土工布或保湿养生膜等进行覆盖，因为水分是需要参与到水泥日常水化反应当中的，所以如果出现水分的损失，会影响到水泥正常反应，进而影响水泥的硬化以后的强度，这一点在夏季尤为明显。夏季施工，气温较高，基层表面的水分蒸发更快，极易产生裂纹。养护的方法可以采用麻袋、土工布或保湿养生膜等进行覆盖，保证基层不直接暴露在外。冬季施工时，要及时采取防冻措施。因为强度未形成的混合料中的自由水在气温0 ℃以下时结冰，体积膨胀，使基层结构变得松散，达不到设计强度要求。我们采用保湿养生7 d，始终保持表面湿润。及时有效的养生也能减少温缩和干缩裂缝。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业推荐性标准.公路路面基层施工技术细则(JTG/T F20-2015)[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]李亚梅.水泥稳定碎石基层裂缝原因分析与防治[J].交通科技，2003.

收稿日期：2016-03-15

作者简介：易小波(1985-)，男，重庆璧山人，工程师，从事公路工程施工及管理工作。

中图分类号：U416.214

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)06-0058-02