市政道路水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及控制方法
摘要：水泥稳定碎石是较为常见的一种半刚性路面的基层材料，具有强度高、稳定性好、刚度大等特点，能提高路面的承载力，因而广泛用于修建高等级公路，目前市政道路设计也普遍采用沥青面层+水泥稳定碎石的路面结构组合。但半刚性材料最大的缺陷之一是随温度和湿度的变化容易产生收缩裂缝，同时因市政工程招投标的特性，水泥稳定碎石摊铺时间普遍集中在夏秋高温季节，一旦其级配控制不好、保养时间不足，无法自然形成裂缝便进行沥青面层的摊铺，在道路使用过程中会产生横向裂缝，导致沥青面层出现裂缝，降低了道路的使用质量和耐久性，本文对此展开了分析及控制。
关键词：水泥稳定碎石；裂缝；质量和耐久性
1.裂缝形成原因
纵缝：一般归结于局部土路基或底基层、基层压实度没有达到规范要求，产生不均匀沉降，同时在道路基层7d养护期满后维护保养不到位，都会产生纵缝。再者，由于部分市政道路改造无法中断交通，必须采用分幅分段施工，施工期间纵向搭接长度不足、处理不到位、预防纵缝措施不合理，会导致道路面层出现较长的施工纵缝。
干缩裂缝：水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时，随着水分减少体积收缩变形，每隔一段距离便会产生均匀的干缩裂缝。水泥稳定碎石产生干缩裂缝的原因与其水泥、水和碎石集料都有很大关系。
温缩裂缝：水泥稳定碎石由于混合料中有3%~5%左右的水泥，所以具有热胀冷缩的性质，在混合料硬化初期，水泥水化放出较多的热量，但散热较慢，因此其内部温度较高，
使内部体积膨胀。而外部如遇气温急剧降低则冷却收缩，内胀外缩相互制约，产生较大的应力。一旦应力超过其极限抗弯拉强度，会产生横向分布的温缩裂缝。
网状裂缝：网状裂缝也叫“龟裂”，由于局部弯沉过大，在外力荷载作用下道路内部结构被破坏形成的裂缝，同时在形成裂缝后因下雨后雨水渗入内部，在外力的作用下引起翻浆。
2.裂缝预防控制措施
2.1原材料控制
⑴水泥
水泥一般采用通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，且初凝时间需达到3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）。因水稳基层使用部位的区别，水稳中水泥剂量一般控制在3%~5%以内，当水泥剂量太低时，强度可能无法达到要求；当水泥剂量过高时，水稳混合料中水泥干缩系数增大，导致裂缝增加，所以在进行大面积水稳施工前需进行配合比设计及强度验证。
⑵碎石集料
石料的粗细直接影响水泥稳定碎石基层的平整度、强度和裂缝的产生。水泥稳定碎石的粒料越粗，强度越高，稳定性越好，预防温缩、干缩裂缝的能力越强。但粒料过于粗糙，则粒料间的粘接力不足，一旦车辆上路，表面层极易跑散，使得基层的平整度难以达到验收标准要求。若粒料偏细，基层强度难以合格。石粉含量偏多时，水泥稳定碎石的收缩性
增大，裂缝也增多。
2.2配合比控制
水泥稳定碎石基层配合比设计时，一方面要考虑基层的7d无侧限抗压强度满足设计规范的要求，对于基层要求的强度为3～5Mpa，另一方面要考虑到基层的干缩温缩裂缝。在设计中必须按照以下要求进行：⑴在满足设计强度的基础上水泥用量，一般水泥剂量应控制在4%～5%之间，绝对不能超过5.5%，如强度偏差大或达不到，应通过调整级配和水泥标号品种及严密控制施工过程碾压成型时间来达到要求。 ⑵配合比时细集料、粉料用量，集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于5%，大骨料宜多点。
2.3施工控制
⑴含水量的控制
每天开始搅拌前，应检查场内各处集料的含水量，计算当天的施工配合比，外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高。
尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖，减少水分损失。如运输车辆中途出现故障，必须立即以最短时间排除；当车内混合料不能在水泥初凝时间内运到工地摊铺压实，必须予以废弃。
⑵混合料的拌和
拌和时间不拌和必须要充分、均匀、稳定。拌和时间不足、拌和不均匀，易出现粗细料集中、离析等现象。混合料铺筑成形后由于不同地段、上下层之间的干缩温缩性不同，
易产生裂缝。
⑶压实度
水泥稳定碎石混合料压实度的控制是保证强度达到标准要求的重要手段之一，水稳大面积施工碾压应遵循前期试铺路段确定的程序与工艺。
⑷施工接头
基层在施工过程中留有接头是难以避免的。但接头处往往是应力的集中区，在温度应力、基层收缩应力和交通荷载的反复作用下，容易诱发为裂缝，从而导致沥青面层产生反射裂缝。水泥稳定碎石混合料摊铺时，应连续作业，如因故中断时间超过2h，则应设横缝；每天收工之后，第二天开工的接头断面也要设置横缝；要特别注意桥头搭板前水泥碎石的碾压。
2.4养护控制
水泥稳定碎石基层碾压成型后应及时覆盖洒水养护并封闭交通，基层养生期不应少于7d。用洒水车洒水养生时，洒水车的喷头要用喷雾式，不得用高压式喷管，以免破坏基层结构，每天洒水次数应视气候而定，整个养生期间应始终保持水泥稳定碎石层表面湿润。
2.5外力影响
水泥稳定基层是半刚性路面结构，在不进行面层施工期间，严禁超重车辆通行，过早通过超重车辆会使水稳基层的结构强度受到破坏，产生不规则的细小裂缝。
2.6早期裂缝的处理及人为控制后期裂缝的产生
⑴针对已产生的裂缝，为防治其继续扩散和反射到面层上，避免雨水侵蚀，阻止水分渗入，防止病害的进一步扩展和蔓延，可用改性乳化沥青来灌缝处理。
⑵在进行沥青面层施工前，对水稳进行人工切缝，切缝的间距控制在30~50m一道，切完缝后采用抗裂贴进行满铺，防止水稳后期产生裂缝反射至面层。
3.对预防水稳施工裂缝的建议
⑴水稳碎石对现场施工压实功要求较高，为减少基层裂缝，一方面加强对级配的控制，减少细集料用量，严格控制石料的粉尘含量，另一方面加强现场碾压，提高压实度，确保施工效果。
⑵加强对现场碾压过程中含水量的控制，这影响到压实度的保证和裂缝的产生。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失，尤其夏季施工时水分蒸发较快，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1.0%左右。含水量过小时基层表层松散，碾压容易起皮，难以压实；含水量过大时碾压粘轮，表面起拱，而且基层成型后水分散失越多，形成裂缝越多。
⑶施工过程中的接头处置，基层施工中接头是难以避免的。接头处容易诱发为裂缝，因此，基层施工过程应尽量减少接头。无论是土路基还是基层，都应保证完整的半幅断面施工。两幅基层之间衔接处的松散部位应切掉。两次施工处接头以竖直形式搭接，上下两层接头之间最少错开1m。
⑷水稳施工后期养护控制，水泥稳定碎石基层碾压成型后应及时覆盖洒水养护。由于水分参与了水泥的水化反应，水分的散失将影响其正常反应，从而影响凝结硬化后形成的强度，特别是夏季施工，气温较高，基层表面的水份蒸发更快，极易产生均匀的裂纹。要及时进行土工布覆盖养护，保证基层不直接暴露在外。
4.结语
基于水泥稳定碎石目前广泛应用于市政道路作为基层材料使用，由于市政工程一般因工期紧、外观质量要求高、各工程交叉作业频繁，从而影响水稳养护时间、养护条件无法满足要求，同时随着道路开放交通后路面荷载大、冬夏季气温影响，水稳产生不同成因的纵、横向裂缝，导致路面病害的产生。因此，对裂缝成因应尤为关注，并采取相应的控制措施，保证市政道路的质量，体现社会价值。
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