淺議水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫防治

薛宏霞

摘 要：近幾年來水泥穩(wěn)定性碎石基層廣泛應(yīng)用，成為面路面最常用的基層類型，它較高的強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性為路面提供高穩(wěn)定性性能的同時(shí)也帶了了困擾：收縮裂縫，路基收縮裂縫導(dǎo)致路面裂縫，直接影響到了路面行車的質(zhì)量和舒適度我省內(nèi)的國(guó)道、省道、高速公路收縮裂縫問題極為常見，亟待解決。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫及其危害

目前高級(jí)路面大多采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層。水泥穩(wěn)定碎石是采用級(jí)配碎石作骨料，配之膠凝材料和灰漿進(jìn)行嵌縫，按嵌擠原理鋪攤壓實(shí)，它依靠碎石之間的嵌擠鎖結(jié)原理保持剛性強(qiáng)度，同時(shí)依靠足夠的灰漿體積填充骨料的空隙使其迅速結(jié)城板塊，因而具有較高的強(qiáng)度、抗?jié)B性和抗凍性。

由于水泥穩(wěn)定碎石基層的半剛性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，致使其易產(chǎn)生有規(guī)律性的裂縫，通常在基層頂面出現(xiàn)大量寬度為0.5～4mm左右，橫向的間隔為5～10m的裂縫。這種基層裂縫對(duì)道路產(chǎn)生嚴(yán)重的危害：迫害水泥穩(wěn)定碎石基層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低基層的強(qiáng)度；會(huì)繼續(xù)發(fā)展、擴(kuò)大，由基層反射到路面，使路面產(chǎn)生范圍更大的橫向裂縫，甚至導(dǎo)致路面起拱。

2 收縮裂縫產(chǎn)生的原因分析

通過分析水泥穩(wěn)定碎石基層的材料組成、工作環(huán)境以及裂縫的外在特點(diǎn)，我們判定水穩(wěn)碎石基層產(chǎn)生的裂縫主要為收縮裂縫，產(chǎn)生收縮裂縫的原因主要有兩個(gè)：溫度裂縫和干縮性裂縫。

2.1 干縮性裂縫。水泥穩(wěn)定碎石基層從開始鋪設(shè)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，到養(yǎng)護(hù)階段結(jié)束開始鋪設(shè)面層瀝青混凝土階段都會(huì)產(chǎn)生干縮現(xiàn)象。水泥穩(wěn)定碎石鋪設(shè)成型開始養(yǎng)護(hù)的七天時(shí)間內(nèi)，結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)部水分、拌合用水、以及外部養(yǎng)護(hù)灑水和內(nèi)部原料發(fā)生水化反應(yīng)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部混合料體積收縮，產(chǎn)生收縮拉力，造成收縮拉裂。這種程度的干縮對(duì)內(nèi)部產(chǎn)生拉裂裂縫相對(duì)有限。

一般從基層養(yǎng)護(hù)后到鋪設(shè)瀝青混凝土面層，時(shí)間間隔較長(zhǎng)，水泥穩(wěn)定性碎石階層直接曝露于空氣中，受外部干燥和降雨等自然條件的影響，基層內(nèi)的從水分飽和到蒸干，導(dǎo)致基層料長(zhǎng)期處于失水干燥和飽水兩種狀態(tài)的循環(huán)，基層多次重復(fù)干縮過程，拉裂現(xiàn)象必然會(huì)隨著每一次水化循環(huán)越來越嚴(yán)重。

第二階段實(shí)質(zhì)就是多個(gè)第一階段的循環(huán)，所以第二階段造成的裂縫從數(shù)量和嚴(yán)重程度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一階段。

2.2 溫度裂縫。水泥穩(wěn)定碎石基層整體內(nèi)部由級(jí)配骨料、水及空隙氣體組成，受大氣溫度的影響產(chǎn)生熱脹冷縮作用。原材料中砂石料不同粒徑收縮系數(shù)不同，粘土和其它膠體顆粒溫度系數(shù)也大不相同。各種原材料的收縮膨脹系數(shù)不同造成了基層內(nèi)部不可協(xié)調(diào)的收縮拉力和膨脹壓力?；鶎觾?nèi)部失去穩(wěn)定性，造成裂縫現(xiàn)象。

3 裂縫的預(yù)防措施和處理技術(shù)

3.1 裂縫的預(yù)防

原材料選取與配合比控制。（1）水泥。水泥宜選用強(qiáng)度等級(jí)較低的普通硅酸鹽水泥，由于水泥影響混合料的收縮系數(shù)，故水泥配合比含量必須精確，當(dāng)水泥含量高時(shí)，混合料收縮系數(shù)大，容易產(chǎn)生裂縫。而水泥含量低時(shí)混合料不能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。為了保證水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量必須保證水泥的初凝終凝時(shí)間，水泥初凝時(shí)間3h以上，終凝時(shí)間6h以上，當(dāng)外界溫度較高或較低時(shí)可以適量調(diào)整。（2）石料。作為水泥穩(wěn)定基層用的碎石要求相對(duì)不高，往往一個(gè)道路工程需要使用大量的礦巖作為水泥穩(wěn)定基層的碎石，只要保證進(jìn)場(chǎng)碎石的相對(duì)密度、壓碎值，確保碎石內(nèi)有機(jī)質(zhì)和硫酸鹽含量不超標(biāo)便可。

同時(shí)控制好碎石顆粒級(jí)配，細(xì)基料較多時(shí)不但增加了水泥用量導(dǎo)致基層表面返砂，同時(shí)集料溫縮性系數(shù)加大、受環(huán)境變化體積變化幅度大，嚴(yán)重影響了碎石基層的穩(wěn)定性。所以必須采取相應(yīng)措施嚴(yán)格控制混合料中小于0.075的顆粒（礦粉、粘土）含量，可以在碎石破碎現(xiàn)場(chǎng)加水洗裝置，也可在破碎機(jī)皮帶運(yùn)輸機(jī)最后一道環(huán)節(jié)上加裝旋轉(zhuǎn)的滾動(dòng)篩，經(jīng)過以上工序小于0.075的顆粒含量將會(huì)大大減小。

3.2 施工控制

3.2.1 施工季節(jié)或時(shí)間的選取。施工氣溫直接影響著水泥穩(wěn)定碎石基層的溫縮性，施工時(shí)氣溫當(dāng)選在年平均氣溫時(shí)，施工氣溫與年極冷極熱氣溫溫差越大，基層越容易產(chǎn)生溫縮性裂縫。極熱氣溫下施工應(yīng)避開太陽暴曬時(shí)段，同時(shí)加大養(yǎng)護(hù)力度，使水泥穩(wěn)定碎石基層長(zhǎng)期保持濕潤(rùn)。極冷氣溫下不能施工，當(dāng)氣溫低于5℃時(shí)停止水泥穩(wěn)定碎石基層的施工。

3.2.2 基層壓實(shí)度?；鶎訅簩?shí)度直接影響級(jí)配骨料、膠混合物和砂漿的嵌擠鎖結(jié)，決定著各級(jí)配骨料通過膠混合物和砂漿的粘結(jié)牢固程度，基層壓實(shí)度不高，造成各骨料粘結(jié)不牢、產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而直接影響著基層的穩(wěn)定性。施工時(shí)為保證壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，基層宜用專業(yè)機(jī)具分初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段進(jìn)行碾壓。

碾壓過程中的注意要點(diǎn)：及時(shí)碾壓，碾壓時(shí)應(yīng)慢起步緩剎車，由低處向高處重疊1/2輪寬，成階梯狀碾壓，不在未壓實(shí)的路面上轉(zhuǎn)向，而應(yīng)后退至起點(diǎn)，開始下一步碾壓。待碾壓結(jié)束后要對(duì)壓實(shí)對(duì)進(jìn)行檢測(cè)，按照檢測(cè)結(jié)果對(duì)壓實(shí)度不符合要求的路段立即進(jìn)行重新碾壓夯實(shí)。

3.2.3 設(shè)置伸縮縫。水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)要根據(jù)要求在基層設(shè)置伸縮縫和膨脹縫，伸縮縫用于夏季，設(shè)置時(shí)縫必須深入到基層厚度的1/4以下，用瀝青膠灌縫。膨脹縫用于冬季，設(shè)置時(shí)縫隙完全深入到基層底部，用瀝青膠灌縫夯實(shí)，并以膨脹縫為中心鋪設(shè)玻璃格柵，防止膨脹縫對(duì)瀝青混凝土自下而上的反射。

3.3 養(yǎng)護(hù)控制、管理維護(hù)及施工協(xié)調(diào)

因?yàn)樗喾€(wěn)定性碎石基層內(nèi)部含水率是裂縫形成的管件，所以我們對(duì)水的控制完成基層的養(yǎng)護(hù)。基層鋪設(shè)碾壓成型后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)夏季溫度較高時(shí)，基層失水較快容易產(chǎn)生裂縫，我們應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)后在表面覆蓋薄膜，以避免水分的過快流失。當(dāng)冬季施工時(shí)，為了防止基層內(nèi)水分受凍膨脹，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，應(yīng)在基層表面覆蓋草簾或采取防凍措施。

基層碾壓成型后到鋪攤瀝青混凝土之前，一定對(duì)基層路面進(jìn)行嚴(yán)密的管理維護(hù)，不允許基層表面堆放重物，嚴(yán)禁大型設(shè)備、超載車輛行駛。待第二層七天養(yǎng)護(hù)期滿后方可開放交通。道路施工應(yīng)與天然氣、熱力等管線配合施工，管線施工時(shí)控制溝槽開挖程度，嚴(yán)禁將周圍基層下部基礎(chǔ)掏空，待施工結(jié)束后，盡早繼續(xù)道路下封層施工，以減少基層失水

3.4 裂縫的治理

對(duì)于長(zhǎng)度大于10m，且間距小于5m的過大的裂縫直接進(jìn)行返工處理。對(duì)于較的裂縫直接在裂縫里灌注瀝青，然后粘上1到3層玻纖格柵，保持基層的剛性和整體性，這是處理基層裂縫反射裂縫常用的方法。玻纖格柵橫向搭接寬度為搭接10cm，縱向搭接為5cm。為了保證玻纖格柵粘結(jié)性，施工時(shí)應(yīng)先在基層涂抹粘層油，然后鋪設(shè)玻纖格柵，然后用機(jī)械在玻纖格柵表面順直碾壓，組后再涂抹一回粘油層確保玻纖格柵粘接牢固，最后鋪設(shè)瀝青混凝土面層。

收縮裂縫對(duì)于公路的危害是不言而喻的，降低了公路的使用壽命，同時(shí)大大增大了我國(guó)公路的維修投入，我們應(yīng)該從本質(zhì)上分析水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的原因，根據(jù)原因制定行之有效的預(yù)防措施和治理手段，并且從公路施工、養(yǎng)護(hù)及管理運(yùn)行上嚴(yán)格進(jìn)行要求，真正較少基層裂縫現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1] JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范.

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