贾丝童 支鹏飞

摘 要：随着交通荷载的不断加大，对路面承载能力提出了更高的要求。相比其他路面基层材料，水泥稳定类基层材料灵活性、适用性更强。但是，在长期实践中发现，此类基层材料在使用过程中很容易出现裂缝、水稳定性差等病害。裂缝的存在，不仅会影响车辆行驶质量，还会破坏路面结构整体性。为解决此类病害，提高行车舒适性和安全，延长路面使用寿命，必须重视路面基层抗裂问题，解决工程中存在的技术难题，提高水泥稳定碎石基层工程整体质量。

关键词：水泥稳定碎石基层;沥青路面;裂缝原因

0 引言

作为路面结构的主要承重层，路面基层质量的优劣直接影响路面结构的整体强度、使用寿命。据相关资料显示，路面病害与基层关系密切。若基层强度不足，在行车荷载和自然因素的长期作用下，很可能出现大量残余变形及剪切破坏，从而产生龟裂、纵横向裂缝等。此外，在沥青路面通行服务期间，水也会渗透到路面基层，从而产生水损坏等严重病害，最终破坏路面路基结构。因此，必须合理控制路面基层施工质量。水泥稳定碎石是路面基层的常用材料，其具有良好的耐久性和整体稳定性，且承载力和强度较高。将其用于路面基层施工，可大幅提升路面基层施工质量。

1 水泥稳定碎石基层裂缝形成原因

水泥稳定碎石基层是沥青路面常见的一种基层形式，水泥稳定碎石基层初期具有较高强度，随着龄期的增长，基层强度也迅速增加，并形成一个板体，其具有强度高、抗渗及抗冻能力良好等特点。但在长期使用过程中，水泥稳定碎石基层极易发生裂缝病害，甚至出现反射裂缝，进而影响路面行车舒适性和安全。为了更好地达到防裂抗裂效果，必须全面了解水泥稳定碎石基层裂缝形成原因，具体如下：

（1）干缩裂缝形成原因。在水泥稳定碎石基层当中，在和外界环境接触的空隙部位最易发生材料干缩情况，随着水分蒸发量越来越多，材料毛细管水面逐步下降，进一步加大毛细管张力，导致半刚性材料初期产生体积收缩情况。在失水速率不断加快的同时，毛细管孔径将逐步减小，张力却随之增加，这种情况下，材料干燥收缩情况愈发严重，进而产生裂缝。同时，水泥稳定碎石基层存在大量水泥材料，在水泥水化作用下，同样会产生裂缝，因此，水泥掺量的多少将会对失水率造成一定影响，这也是产生干缩的主要原因。

（2）温缩裂缝形成原因。温缩裂缝主要是因为温度变化而产生，主要分为2大因素，即昼夜温差、季节性温差。首先，昼夜温差作用。一般情况下，基层材料铺筑，多在高温季节施工，主要原因在于日照强、气温高，但是由于夜间温度下降，且昼夜温差较大，将会大大增加基层温缩应力，这种情况下，很容易产生基层裂缝。其次，季节温差作用。于水泥稳定碎石基层而言，季节温度变化对其影响很大，特别是四季分明的北方地区。冬季严寒、气温零度以下，基层极易出现冻害情况，进而加重基层收缩现象。基于面层与底基层的上下约束，基层在面临气温变化时，往往会出现拉应力大幅增长的问题，从而出现基层裂缝。

2 工程概况

某公路工程全长23.3 km，起讫桩号为00+000～23+300。路面基层结构当中上基层、底基层分别采用15 cm、20 cm厚的水泥稳定碎石。在施工过程中，发现局部存在裂缝问题，虽不严重，但为了保障后期施工质量，经商议决定，采用抗裂型水泥稳定碎石基层施工方案，即玄武岩纤维抗裂性水泥稳定碎石。

3 原材料选择

（1）水泥。根据相关规定要求，在水泥稳定碎石基层施工中，不得使用早强水泥、变质水泥，应采用42.5普通硅酸盐水泥。水泥安定性和各龄期强度均应符合公路路面基层施工技术细则相关规定。一般情况下，初凝时间需大于4 h，终凝时间大于6 h。若采用散装水泥，应在进入施工现场前，提前放置7天，当其安定性达到规定要求后，才能用于施工。若施工当天气温较高，需严控水泥温度，不得高于50℃，若超过该温度，需及时采取降温措施。

（2）集料。基于经济性原则，在集料选择时，需采取当地生产材料，即粗集料采用石灰岩，细集料采用石料生产中的石屑。并按照现行集料试验规程相关规定，对集料的物理力学性能进行测定与分析，保证满足施工规定要求。通过筛分结果，可获取混合料合成级配情况。

（3）玄武岩纤维。为解决本工程微裂缝问题，特提出了采用玄武岩纤维抗裂性水泥稳定碎石基层施工方案，在本抗裂材料当中，玄武岩纤维是关键。相比其他材料，玄武岩纤维基本与玻璃纤维相同，其为褐色，具有较高强度。在加工制作时，需在高温下（1 500℃），先熔化玄武岩碎石，随后进行高速拉丝。在水泥当中，玄武岩纤维的稳定性良好，同时，可均匀分散于混合料内，具有极强的联结力。该项目采用25 mm束状单丝纤维作为玄武岩纤维材料，其技术指标如下：①纤维Φ7.5 μm;②密度2.63 g/cm³;③拉伸強度4 267 MPa;④弹性模量115 GPa。

4 水泥稳定碎石基层施工技术要点

（1）拌和。拌和施工中，混合料需采用振动搅拌机拌和，根据工程实际情况，生产能力不得小于400 t/h。分种类、分标号进行存储、堆放，不允许混杂，且避免受潮。为避免混合料离析，成品储料仓不能太大，需结合拌和实际合理控制仓储大小。投入玄武岩纤维时，要以人工方式投料，由于纤维自重较小，很容易被吹散，因此，应撒布到集料传输带上，且按照传输带供料速度进行纤维撒布量的准确计算，保证每分钟撒布无误。同时，根据试验确定拌和时间，待拌和料均匀、无花白时，即可完成拌和。在整个拌和过程中，要随时对其均匀性进行检查，避免出现异常问题。

（2）运输。待混合料拌和后，便可向运输车辆装料，为保证装料质量，可多次移动车辆分次完成装料施工。应按照“及时、快速、均匀”原则运输，尽可能减少运输时间，避免混合料出现离析问题。同时，将双篷布覆盖到车顶，起到保温、防雨、防污染等作用。

（3）摊铺施工。摊铺施工前期，首先清理干净下基层表面，比如垃圾、杂物、积水等，保持作业面干净无污染。当运输车辆达到摊铺现场之后，指派专人指挥车辆，距离摊铺机30 cm左右停车，通过摊铺机推动运输车缓慢前行，并源源不断将混合料卸入摊铺机料斗内。一般来讲，为保证摊铺施工的连续性，必须保证摊铺能力和运输能力相匹配，能够持续、匀速前行。根据本工程实际情况，可在2 m/min控制摊铺速度，并由专人详细观察摊铺质量，若局部出现虚铺问题，需及时采取措施进行处理。

（4）碾压施工。在水泥初凝前，必须完成所有纤维稳定碎石基层碾压作业，并确保整个碾压施工中基层始终保持湿润。一般情况下，碾压施工可分为三个阶段，第一阶段为初压，本工程采用了大吨位双钢轮压路机进行碾压施工，碾压形式为静压，碾压遍数为1～2遍，并在1.5 km/h～2.0 km/h之间控制碾压速度;第二阶段为复压，采用了大吨位振动压路机，通过振动压实进行了3～4遍碾压，并在2.0 km/h～2.5 km/h之间控制碾压速度。第三阶段为终压，选取了胶轮压路机，碾压遍数为2遍，直至明显轮迹消除。

（5）养护。完成上述施工，待基层压实度检测满足设计要求后，即可进入养护阶段，主要采用洒水养生方式。养护施工中，需先浸润透水土工布，随后在基层顶面覆盖。待达到7d龄期后，可通过人工方式洒水，洒水量不宜过多，当基层强度达到一定要求后，便可采取洒水车进行洒水。养护结束后，便可进行下一阶段施工。

5 结束语

综上所述，随着通车运营时间的增长，道路使用过程中，极易发生裂缝、水稳定性不足等情况，尤其是水泥稳定碎石基层开裂病害最为常见。为了解决这一技术难题，提高水泥稳定碎石基层施工质量，必须找出病害原因，采取科学、有效的防治措施，从而促进我国公路建设水平不断进步。

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