水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因及防治措施

易小波

(貴州橋梁建設(shè)集團有限責任公司，貴州 貴陽　550001)

?

水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因及防治措施

易小波

(貴州橋梁建設(shè)集團有限責任公司，貴州 貴陽550001)

摘要：在道路工程中，路面基層常采用水泥穩(wěn)定碎石混合料。但水泥穩(wěn)定碎石基層在施工中很容易產(chǎn)生裂縫。文章從裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，在實際施工中找到相關(guān)防治措施，從而提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：道路工程；水泥穩(wěn)定碎石基層；裂縫成因；防治措施

1道路工程產(chǎn)生裂縫的根本原因

1.1因為溫縮影響導致道路工程出現(xiàn)裂縫

水泥穩(wěn)定碎石層混合料當中通常水泥含量為4.5%～5.5%，如果經(jīng)過一段時間的施工或者使用之后，混合料出現(xiàn)硬化等問題，則水泥在水化作用的影響之下，會產(chǎn)出大量熱量，但是水泥內(nèi)部的散熱速度是比較緩慢的，所以水泥的實際內(nèi)部溫度比較高。如果溫度超出最大限額溫度，則水泥的內(nèi)部體積就算不斷的膨脹、變大，但是這個過程中混合料的外部位置是會受到低溫影響的，所以外部環(huán)境會出現(xiàn)收縮的情況。內(nèi)部溫度高、體積膨脹，而外部的溫度低，不斷的收縮，內(nèi)外環(huán)境會出現(xiàn)大應(yīng)力，嚴重影響混凝土工程建造質(zhì)量，情況嚴重時甚至會出現(xiàn)裂縫等問題。但是如果極限的抗彎拉強度比預應(yīng)力要小，還有幾率會出現(xiàn)橫向溫縮裂縫問題。

1.2干縮裂縫形成的原因

(1)水泥穩(wěn)定碎石基層混合料在發(fā)生硬化時，需要耗用較多的水，使得混合料中的水分會減少，其體積會發(fā)生收縮變形。在混合料當中，混合料的水分和混合料的體積二者之間是呈現(xiàn)反比形式的。水泥的穩(wěn)定碎石基層如果不能妥善的處理，會導致水泥穩(wěn)定基層上每隔一段時間就會出現(xiàn)干縮裂縫，嚴重影響工程質(zhì)量。(2)如果混凝土的含水量比較小，則基層的表層會很松散，整體上是難以壓實的。但是如果含水量比率過大，在進行碾輪碾壓時，還可能產(chǎn)生“彈簧”現(xiàn)象，不易壓實，當情況比較嚴重時，含水量比率過大的混合料也會出現(xiàn)大規(guī)模干縮裂縫，這些問題都會嚴重影響工程施工質(zhì)量。從水泥穩(wěn)定碎石材料的角度來看，當含水量比率增加1%之后，相應(yīng)的干縮應(yīng)變也會改變，而且這一變化情況會隨著比率的不斷變化而產(chǎn)生質(zhì)變。除此之外，如果含水量不均勻，或者是混合料一段時間干，一段時間濕，在交界的位置也有可能會出現(xiàn)裂縫的問題?？傊?，含水量越大，其干縮率也越大，也更容易產(chǎn)生裂縫。(3)水泥穩(wěn)定碎石基層形成干縮裂縫的原因還與水泥的含量、砂石原材料等有著密切的關(guān)系。

1.3道路工程產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫的原因

網(wǎng)狀裂縫的產(chǎn)生是因為道路局部位置的彎沉程度過大，并且由于受到各種形式的外力作用影響，最終導致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂縫等形式的破壞，也是人們俗稱的龜裂。這種裂縫的破壞性比較強，如果不能在短時間內(nèi)解決該裂縫的影響，遭遇下雨天時會出現(xiàn)滲水等情況，嚴重影響道路的實際使用質(zhì)量，而且一旦受到外界因素的影響，容易出現(xiàn)翻漿等問題，危害較大。前期橫向裂縫是呈現(xiàn)網(wǎng)狀的細紋分布的，并且裂紋的位置基層內(nèi)部水分也會不斷的蒸發(fā)、流失，水分的減少會增大裂縫擴散程度，如果在此過程受受到外力作用的影響，基層會出現(xiàn)塌陷。

1.4道路路基不均勻?qū)е庐a(chǎn)生裂縫

如果道路水泥穩(wěn)定碎石層出現(xiàn)縱向裂縫類問題，絕大部分原因都是因為其中部分土基或者是底基層的壓實程度不能滿足日常工作的需求，或者因為承載能力較差等原因，導致出現(xiàn)反射裂縫問題，表面也會有高差。

2根據(jù)實踐經(jīng)驗防治裂縫

2.1原材料的選擇

(1)砂石原材料

碎石應(yīng)潔凈、干燥、表面有棱角，細砂應(yīng)潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì)，并具有適當?shù)念w粒級配。砂石原材料應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，其重要的指標粗集料有：壓碎值≤26%、軟石含量≤5%、針片狀含量≤22%；細集料有：滿足級配要求、塑性指數(shù)≤17、液性指數(shù)≤28%。

(2)水泥

我們在實際施工中一般采用滿足國家標準的P.O42.5級緩凝水泥。水泥初凝時間不應(yīng)小于3 h,終凝時間宜在6 h以上，且不大于10 h。在實際施工中涉及拌合、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護等施工過程，故建議在實際施工中使用初凝時間在4 h左右，終凝時間在6 h左右的P.O42.5級緩凝水泥。不應(yīng)使用快硬水泥、早強水泥以及受潮變質(zhì)的水泥。

2.2配合比設(shè)計

進行優(yōu)化配合比設(shè)計，嚴格控制混合料中31.5 mm、9.5 mm、0.075 mm篩孔的通過率、水泥用量、含水量等技術(shù)指標。水泥穩(wěn)定碎石基層當中存在的碎石合成級配，必須要滿足規(guī)定的需求，保證其在規(guī)定范圍內(nèi)。細砂合成級配要盡可能控制在規(guī)范級配范圍中值。這樣不僅可以使混合料能獲得良好的級配，而且更有利于拌合質(zhì)量的控制，更能確保路面成型后的均勻性、穩(wěn)定性和耐久性，降低水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的發(fā)生。

2.3拌和與攤鋪

目前在道路路面工程施工，絕大部分都在使用穩(wěn)定粒料結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石的方式實現(xiàn)集中生產(chǎn)，并且在對道路進行正式施工之前，首先要對道路施工所用材料進行拌合與調(diào)試，之后根據(jù)混合材料原油繼配情況來明確配料皮帶的轉(zhuǎn)速，通過試生產(chǎn)的方式來明確是否可以將生產(chǎn)投入到實際工作中。在混合料內(nèi)部所有的指標都可以滿足目標配合比以后，再適當?shù)倪M行生產(chǎn)，保證工程施工質(zhì)量。因為拌合質(zhì)量不高、集料計量不準確、集料級配得不到保證、水泥和水的用量控制不嚴，每盤混合料差異太大，拌合程度也不夠均勻，這種情況下會產(chǎn)生粗細集料集中或者各種集料離析等情況，嚴重影響材料鋪筑施工質(zhì)量，保證其在不同環(huán)境下都可以正常使用，不會出現(xiàn)裂縫等問題。

在混合料拌和后，運輸料車需盡快將混合料運輸至施工現(xiàn)場，在運輸過程中，需用篷布將混合料覆蓋好，減少水分散失。在使用攤鋪機對混合料進行攤鋪的時候，攤鋪機的自身運行速度應(yīng)當根據(jù)攪拌機的實際生產(chǎn)能力來擬定，避免出現(xiàn)材料攤鋪速度與材料供應(yīng)速度不搭配等問題，影響工程施工效率。運輸車和卸料車都應(yīng)當配備專業(yè)的工作人員，對車輛的運行情況進行指揮，保證卸料間距的科學性，減少攤鋪難度。同時也要減少攤鋪機收放料斗工作難度，在攤鋪機的前后都應(yīng)當安排專業(yè)工作人員，對集料是否存在離析問題進行分析，保證配比穩(wěn)定。壓路機的噸位或型號以及具體碾壓遍數(shù)，應(yīng)根據(jù)實際攤鋪厚度、水泥穩(wěn)定碎石混合料特性、壓實度要求等進行試驗段施工，從而確定指導施工的機具組合和碾壓順序及方式。

在此特別指出采用膠輪壓路機碾壓，會使同一位置的碾壓時間延長，并產(chǎn)生揉搓效果，這樣不僅能使水泥穩(wěn)定碎石基層更密實，關(guān)鍵還能減少成型后的微裂縫，使得整個成型后的路面質(zhì)量得到了提高，對裂縫的防治具有良好的作用。

2.4養(yǎng)生

碾壓結(jié)束后，應(yīng)及時用麻袋、土工布或保濕養(yǎng)生膜等進行覆蓋，因為水分是需要參與到水泥日常水化反應(yīng)當中的，所以如果出現(xiàn)水分的損失，會影響到水泥正常反應(yīng)，進而影響水泥的硬化以后的強度，這一點在夏季尤為明顯。夏季施工，氣溫較高，基層表面的水分蒸發(fā)更快，極易產(chǎn)生裂紋。養(yǎng)護的方法可以采用麻袋、土工布或保濕養(yǎng)生膜等進行覆蓋，保證基層不直接暴露在外。冬季施工時，要及時采取防凍措施。因為強度未形成的混合料中的自由水在氣溫0 ℃以下時結(jié)冰，體積膨脹，使基層結(jié)構(gòu)變得松散，達不到設(shè)計強度要求。我們采用保濕養(yǎng)生7 d，始終保持表面濕潤。及時有效的養(yǎng)生也能減少溫縮和干縮裂縫。

參考文獻：

[1]中華人民共和國行業(yè)推薦性標準.公路路面基層施工技術(shù)細則(JTG/T F20-2015)[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]李亞梅.水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫原因分析與防治[J].交通科技，2003.

收稿日期：2016-03-15

作者簡介：易小波(1985-)，男，重慶璧山人，工程師，從事公路工程施工及管理工作。

中圖分類號：U416.214

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0058-02