淺談水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的成因及解決辦法

　　摘要：分析影響高速公路水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫的因素，通過具體的工程實踐論證，只要在施工過程中充分考慮各種影響因素，采取一些有效的工程措施，減少水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向干縮溫縮裂縫是可行的。

　　關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石 基層 裂縫

　　目前，我國的高速公路瀝青混凝土路面普遍采用半剛性基層，水泥穩(wěn)定碎石是較為常見的一種半剛性路面的基層材料，水泥硬化后形成板狀半剛性體，提高路面的承載力，具有很高的強(qiáng)度和剛度，有著良好的使用性能。同時，可以高度機(jī)械化施工，對環(huán)境污染少，能充分利用當(dāng)?shù)氐牟牧稀Ｋ^早在河北、北京、天津、山東等省市應(yīng)用，繼而江蘇、浙江、湖南、湖北、廣東等地也陸續(xù)采用。但由于水穩(wěn)料固有的干縮性、溫縮性，表面產(chǎn)生裂縫是不可能完全避免的，而裂縫一旦形成，必然會影響到基層本身、路面面層的穩(wěn)定性，影響其使用性能?，F(xiàn)通過分析水穩(wěn)混合料干縮和溫縮裂縫的影響因素，采取多種有效措施預(yù)防和處理基層開裂，可以在選擇材料、配合比設(shè)計、施工過程質(zhì)量控制上嚴(yán)格把關(guān)，使裂縫盡可能減少，對于瀝青路面使用壽命的延長是能做到的。下面結(jié)合某公路基層的施工情況探討如何減少基層裂縫。

　　1 原材料選擇

　　1.1水泥

　?。?）品種不同的水泥具有程度不同的收縮性，如礦渣水泥要比硅酸鹽水泥收縮性大。標(biāo)號高的水泥收縮性比標(biāo)號低水泥收縮性大，一般情況選擇P.O32.5硅酸鹽水泥就能滿足施工。

　?。?）視抗折強(qiáng)度：抗折強(qiáng)度愈大，混合料抵抗內(nèi)部溫度應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度越大，越不易產(chǎn)生溫縮裂縫。施工過程中，檢驗水泥性能時人們通常重視抗壓強(qiáng)度，而抗折強(qiáng)度不足也不會引起足夠的重視。

　?。?）由于基層施工時，需要水泥量較大，有時出現(xiàn)水泥供應(yīng)困難，水泥生產(chǎn)出后存放期不足，就直接投入混合料拌和，由于水泥在拌和水化過程中產(chǎn)生大量的水化熱，使其內(nèi)部的高溫與外部的溫度形成溫差，在一定條件下產(chǎn)生溫度裂縫。

　　為了能夠控制水泥的干縮溫縮性能，選擇了某廠生產(chǎn)的P.O32.5硅酸鹽水泥。

　　1.2集料

　　必須嚴(yán)格控制集料中細(xì)料的含量和塑性指數(shù)，以減少水泥穩(wěn)定碎石中的粘性成分含量。通過0.075mm篩孔的顆粒含量宜控制5%以下。細(xì)土的塑性指數(shù)要盡可能低，不宜大于4.如果0.075mm以下粉塵太多，則收縮系數(shù)增大，裂縫無疑增加。

　?。?）粗骨料

　　花崗巖碎石，碎石規(guī)格10~30mm,石屑0~10mm.

　?。?）細(xì)骨料天然河砂，其篩分試驗結(jié)果和物理性能如表2所示。

　　2 配合比設(shè)計

　　水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計時，一方面要考慮基層的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計規(guī)范的要求，對于基層要求的強(qiáng)度為3~5Mpa,另一方面要考慮到基層的干縮溫縮裂縫。在設(shè)計中必須按照以下要求進(jìn)行：

　?。?）混合料配合比設(shè)計強(qiáng)度過高容易開裂，交通部JTJ034 2000規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，高速公路基層R7=3~5MPa.在滿足車載要求的前提下，盡量取中值，通過施工過程的嚴(yán)密組合控制，通過7d潮濕養(yǎng)生，7d齡期只要能取出完整的鉆件就行。

　?。?）在滿足設(shè)計強(qiáng)度的基礎(chǔ)上限制水泥用量，一般水泥劑量應(yīng)控制在4%~5%之間，絕對不能超過5.5%,如強(qiáng)度偏差大或達(dá)不到，應(yīng)通過調(diào)整級配和水泥標(biāo)號品種及嚴(yán)密控制施工過程碾壓成型時間來達(dá)到要求。

　　（3）配合比時限制細(xì)集料、粉料用量，集料級配中0.075mm以下顆粒含量不宜大于5%,大骨料宜多點，級配宜取偏粗限，合成級配曲線在中值線下方。

　　3施工過程控制

　　3.1含水量

　　水泥穩(wěn)定碎石是水泥與集料的水化凝結(jié)硬化的產(chǎn)物。含水量的控制影響到壓實度的保證和裂縫的產(chǎn)生?？紤]到混合料在運輸、碾壓過程中還有水分散失，尤其夏季施工時水分蒸發(fā)快，施工過程中對水的含量應(yīng)控制在比最佳含水量大1%左右。含水量過小時，基層表層松散，碾壓容易起皮，難以壓實；含水量過大碾壓時粘輪，表面起拱，而且基層成型后水分散失愈多，形成的裂縫愈多。所以施工過程中含水量要控制適宜。根據(jù)施工時氣候條件限制含水量，對于運輸距離較遠(yuǎn)，運輸途中，混合料宜用土工布等覆蓋，以減少水分損失。一天施工中應(yīng)根據(jù)日照強(qiáng)度和風(fēng)力大小多次調(diào)整含水量，一般早、中、晚三次要調(diào)整含水量，同時試驗人員應(yīng)在拌和站和攤鋪現(xiàn)場用酒精快速燒測含水量，施工操作的前后臺通訊聯(lián)系應(yīng)方便和順暢，當(dāng)現(xiàn)場的含水量與最佳含水量相差大時，要及時通知后場調(diào)整含水量。

　　3.2混合料拌和

　　拌和時間不拌和必須要充分、均勻、穩(wěn)定。拌和時間不足、拌和不均勻，易出現(xiàn)粗細(xì)料集中、離析等現(xiàn)象?；旌狭箱佒尚魏笥捎诓煌囟巍⑸舷聦又g的干縮溫縮性不同，易產(chǎn)生裂縫。

　　3.3混合料攤鋪與壓實在施工時采用兩臺攤鋪機(jī)平行作業(yè)，減少混合料的離析現(xiàn)象，混合料攤鋪后，應(yīng)盡快完成碾壓，縮短從加水拌和到完成碾壓的時間。如果不及時碾壓，水泥就會產(chǎn)生部分凝結(jié)作用，再碾壓時，就會破壞已形成的水泥膠結(jié)作用，就需要消耗壓實功，影響壓實度，混合料的強(qiáng)度和性能也會下降，抗裂縫能力也下降。

　　3.4基層養(yǎng)生及交通管制

　　由于水分參與了水泥的水化反應(yīng)，水分的散失將影響其正常的反應(yīng)，從而影響凝結(jié)硬化后形成的強(qiáng)度，特別是廣東地區(qū)氣溫較高，自然風(fēng)較大，基層表面的水分蒸發(fā)更快，極易產(chǎn)生均勻的裂紋。水泥穩(wěn)定碎石下基層施工完成后，及時用薄膜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)生期不能小于7d,并且在養(yǎng)生期內(nèi)要保持薄膜不能被風(fēng)吹開，基層表面的水分不能蒸發(fā)，對于上基層在施工完成后基層表面的毛細(xì)水干后布灑透層油保護(hù)，在鋪筑瀝青面層之前盡量封閉交通，以減少車輛荷載的影響，并盡快鋪筑面層。在鋪筑面層前要重視水泥穩(wěn)定碎石基層的清掃工作，清除雜物，否則基層與面層之間結(jié)合的不好，易產(chǎn)生薄弱點，造成裂縫等。

　　4結(jié)語

　　施工中的實踐表明，從已經(jīng)施工的20Km下基層來看，由于該段通道和橋梁建筑物較多，已經(jīng)施工完成底基層來看，能夠肉眼看見的橫向貫通裂縫不到10條。盡管水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向干縮溫縮裂縫是不可避免的，只要在施工過程中把好原材料關(guān)，做好配合比設(shè)計，加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制，干縮溫縮裂縫的數(shù)量就會明顯減少。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ034-2000.公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范。北京：人民交通出版社，20002.

　　[2]沙慶林。高等級公路半剛性基層瀝青路面。北京：人民交通出版社，19993.

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