黄文强

【摘 要】本文结合笔者多年的工作经验，通过对水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因进行分析，对如何预防处治裂缝进行探讨。

【关键词】水泥稳定碎石基层；裂缝；产生原因；预防处治

0.前言

半刚性基层具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点，近十几年来以水泥稳定碎石为材料的半刚性基层越来越多被应用于公路建设，然而水泥稳定碎石材料由于脆性，对温度、湿度敏感性强，在强度形成及使用过程中，因温度变化产生温度收缩裂缝和因含水量变化而产生干缩裂缝。当沥青砼面层较薄时这种裂缝往往很快扩展到面层形成反射裂缝。裂缝的存在不仅使车辆行驶质量下降，而且也破坏了路面结构整体性和连续性，并在一定程度上导致结构强度的削减。而且随着雨水的侵入，使基层变软，在大量行车荷载反复作用下，很快发生破坏，影响公路的使用。本文结合海榆西线225国道老城至芙蓉田段的施工，谈谈水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及如何预防处治。

1.水泥稳定碎石基层裂缝产生的特点

水泥稳定集料基层是将级配碎石集料、水泥和水按一定的比例一起拌和后，在最佳含水量状态下碾压成型，经过养生达到一定强度的路面基层结构，此基层是一种半刚性结构。较早出现裂缝是在水泥稳定基层养生过程中，一般在基层顶面出现基本等间距的横向开裂，一般缝宽为1～3mm 左右，成直线型，缝长不等，垂直方向的深度一般为水泥水稳基层厚度的0.3～0.5倍；水泥稳定基层完成后一年时间内裂缝间距一般在50～200m之间，裂缝宽度为1～5mm之间，裂缝横向和垂直向基本贯通，通车后在车辆荷载的作用下，沥青砼面层很快产生反射裂缝。

2.裂缝的危害

基层裂缝的危害有二个方面：一是降低基层的整体强度，二是发展后会形成反射裂缝，使沥青混泥土路面相应出现有规则的横向裂缝。出现第二种情况，若不及时处理，雨水从裂缝内向下渗透，沥青混凝土和基层裂缝缝隙处充满自由水，在车辆荷载反复冲击下，就会使沥青混泥土中粘附在碎石表面的沥青剥离，基层的细集料形成泥浆被挤压出路面，沥青混泥土路面出现坑洞、碎裂、松散，造成沥青混泥土路面早期破损，影响其使用寿命。基层裂缝的危害较为常见，直接影响到了路面行车的速度和安全。

3.裂缝类型及形成原因

对于水泥稳定集料的半刚性基层，要求其具有较小的收缩性。收缩包括两个方面，一是由于水分子减少而产生的干缩；二是由于温度降低而产生的温度收缩。

基层材料的干缩和温度收缩是引起基层结构产生横向裂缝的主要原因。另外一个原因是在车辆荷载作用下产生裂缝。

3.1干缩性裂缝

干缩性裂缝的情况有两种，一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期的干缩；二是养护期满后到施工沥青封层或透层、摊铺沥青混泥土面层这段时间的干缩。水泥稳定碎石压实成型到正常养护期期间，由于混合材料本身的水分和养护洒水的水分蒸发以及混合料内部水化作用发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等，引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，出现拉裂的现象。如果这段时间天气正常，气温没有太大变化，混合料从最佳含水量到较干燥的干缩过程可称之为一次性的干缩，其产生的裂缝是有限的。从基层养护期满后到施工沥青封层或透油层、摊铺沥青混凝土面层之间，如果这段时间间隔较长，自然天气从晴到雨，从雨到晴，风吹日晒雨淋，基层料从“较干燥——饱水状态——较干燥——饱水状态——”反复循环作用，水分反复的“蒸发、饱和、蒸发、饱和”，多次重复干缩过程，必然会使基层出现较严重的拉裂现象，在薄弱的地方就出现为裂缝，这种破坏在多雨的季节特别明显。养生结束后，如果是沥青砼面层，应清扫基层干净，立即喷洒透层、粘层沥青或先做下封层，以防止基层干缩干裂。

3.2温缩性裂缝

温缩性裂缝也就是热胀冷缩产生的裂缝。万物都具有热胀冷缩的性质，水泥稳定碎石基层属半刚性体，也不例外。水泥无机结合内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中会使其产生热胀冷缩的体积变化，从而引起温缩性裂缝。

3.3荷载性裂缝

荷载性裂缝一般发生在基层的底部，由于车辆荷载的反复作用，裂缝逐渐向上扩展至表面，车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。

除了上述产生的原因外，导致裂缝出现的原因还有很多，如材料特性、自然环境、路面的设计、路基强度等。水泥稳定碎石基层所选用矿料的级配、调粉料的含量、路面结构组成、车辆荷载大小、地质水文等各方面的因素都与水泥稳定碎石基层横向裂缝的产生有直接联系。

4.裂缝的控制及防治

4.1原材料控制

要控制水泥稳定碎石基层路面横向裂缝的出现，最基本的就是要保证施工混合料的生产配合比能够准确、稳定，这就要求施工必须要有相对稳定、合格的原材料基础。

4.2水泥要求

水泥要选用早期强度较低，同时初凝、终凝时间较长的水泥，在施工之前必须要通过实验进行检测，保证各项指标都能够符合施工规范的要求。

4.3水泥用量的控制

一般的水泥稳定碎石基层，其设计强度通常为3～5Mpa，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，所以配合比的水泥剂量应控制在5%之内。

4.4含水量控制

水泥稳定碎石配合比过程中，如果含水量过大，水泥稳定碎石基层就会很容易出现收缩裂缝，因此在正常天气情况下，应该将混合物的含水量控制在最佳范围内，中午气温较高时，应适当增加1—2%，总之应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。

4.5碾压

碾压是使半刚性基层获得强度及稳定性的关键工序。然而以往的施工中经常有这样的情况发生；施工完的基层经检测其压实度不够，然后又继续碾压，此举对基层并没有太多的好处，因为从施工完毕到检测结束往往需要一段时间，此时的基层因为水泥凝固已形成板块，有一定的整体结构。如果此时在碾压，也许只会破坏基层的整体结构，反而影响了工程质量。对此，施工中应尽可能一次达标。根据本人多年的施工经验，只要按照下面的施工程序来进行，是完全可以达到这个要求的。如果是两部压路机同时碾压，可分别从两边开始，以静压稍快速度碾压一遍，并注意轮辙至少有1/3复压，然后用中档振动碾压两遍，接着用强振碾压，当机手感觉到振轮有反弹时，再用中档碾压两遍，这时的压实度是可以达到要求的，如果是一部压路机碾压，也必须从两侧开始。

4.6养护

在水泥稳定碎石基层的碾压完成后，应该立即用渗水土工布进行覆盖，并在土工布表面进行洒水养护，连续不少于7天，养生期间要经常用水车洒水，保证基层的湿润，在此期间内应该要实行交通管制，严禁重车通行，避免对基层造成损伤。 （下转第146页）

（上接第52页）4.7选择有利的时间进行水稳基层的施工

水稳基层施工最好选择气温变化不大的时段施工，结构内温度应力较小，水稳层不易产生热胀冷缩的现象。减少温缩性裂缝。如果在夏天酷暑条件下施工，最好能选择在早晚的时间，尽可能避开中午时间进行摊铺，并要加强覆盖洒水养护，保证水稳层处于湿润状态。

5.结束语

路面裂缝影响路面美观、消弱整体稳定性和平整度，并且由于水分的渗透，降低基层与土基的承载力，从而加剧路面破坏，缩短使用寿命。要彻底消除半刚性基层裂缝可能相当困难，要根据具体情况，采用不同的措施防治半刚性基层裂缝，就能将病害降到最低程度。

【参考文献】

[1]公路水泥混凝土路面施工技术规范.JTGF30-2003.人民交通出版社.