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摘要：水泥稳定碎石基层裂缝会影响基层强度，造成沥青面层的早期开裂；本文通过对水泥稳定碎石基层裂缝形成的原因进行研究分析，结合实际施工情况，提出水泥稳定碎石基层裂缝防治措施，并对已形成的裂缝进行有效处治。
关键词：水泥稳定碎石基层；裂缝；原因；预防；处治
前言
目前，公路建设工程的基层较多采用半刚性基层中的水泥稳定碎石，它有良好的力学性能和结构整体性能。水泥稳定碎石的原材料来源方便，整体成型快，便于施工且配套设施操作方便，造价低，是一种优良路面基层材料；水泥稳定碎石因其早期强度形成快，如需通车施工，其承载能力大，基本可以满足行车要求，符合国省干线改建工程边通车边施工的特殊要求。然后，由于水泥硬化过程中的水化反应、外界重车碾压、不能养生及外界温度影响等原因，水泥稳定碎石基层在使用过程中，产生裂缝，导致沥青路面早期开裂等缺点也逐渐引起人们的关注。水泥稳定碎石基层裂缝的产生会导致路面自由水渗透到基层和路基中，降低其承载能力。
1 裂缝产生的原因
水泥稳定碎石基层产生裂缝原因有很多：原材料不合格，混合料级配控制不利，混合料含水量，混合料离析，施工过程中压实功不足，未能及时养生，过早开放交通等都会造裂缝的形成。
原材料不合格是导致水稳基层产生裂缝的直接原因。张平国提出不同水泥具有不同的收缩特性，对于水泥的质量应重视抗折强度的检测，同时水泥剂量应选择小值，避免过份追求强度[2]。刘国才在其论文中提到细集料过多，含水量离析等也是导致水泥稳定碎石产生裂缝的原因[3]。蔡业恭认为，水泥稳定碎石基层裂缝出现在完成摊铺后一个月内，主要形成原因有由于水分蒸发和内部水化反应等形成干缩性裂缝和因温度差产生的温缩性裂缝[4]。而国省干线改建工程中，路基拼宽路段与原路面沉降系数不一致，导致不均沉降也会导致水稳层产生纵向裂缝。何湘宁，方辉宜等在某路段建设中出现摊铺时未处理好搭接缝，产生裂缝情况；因不同软基换填交界处沉降差异而导致的裂缝；清淤换填时，未完全清除软弱下卧层后，施工期间出现不均匀沉降形成裂缝[5]。导致水泥稳定碎石裂缝形成的原因可以归结为以下几点：
（1）原材料不合格：水泥强度不足，细集料塑性指数大等；
（2）混合料级配不合理：高水泥剂量，含水量过高或过低，细集料过多，粗集料过多等；
（3）生产过程是控制不利：混合料离析，接缝未处治得当，压实功不足等；
（4）路基失稳：软基换填不到位，新旧路面不均匀沉降，桥头搭板处不均匀沉降等；
（5）未能及时养生，开放交通过早等原因。
2 裂缝的预防
为有效预防水泥稳定碎石基层裂缝的产生，应严格控制原材料的质量，加强对水泥的检测频率，生产过程中减少细集料含量，控制结构层压实度，完成摊铺后应及时洒水养生，避免过早开放交通。
原材料控制是预防水稳基层开裂的关键，应保证水泥终凝时间控制在6~10小时内，优先选择水化热小、干缩性小的水泥，水泥入罐温度应低于50℃，保证水泥水化反应释放热量较小[6-9]。安定性差的水泥会加速水稳层的收缩开裂，应严禁使用。使用集料应满足规范要求，细集料中的有机质含量不宜超过2%，集料中小于0.6%mm液限应小于28%，塑性指数小于9[10, 11]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆合理的混合料级配可以减小水稳基层离析的产生，从而减少水稳层裂缝的产生。尽量减少细料或粉料的含量，小于0.075以下的颗粒含量增加，引起水泥剂量的增大，对温度收缩影响越随之增大[12]。
严格控制混合料的含水量。施工中，混合料含水量过大，水稳基层容易出现“弹簧”现象，同时还会加大混合料的干缩影响。气温较高，运距较远时，可以在最佳含水量基础上上调0.5%~1%，但不宜超过1%；气温较低时，为保障水稳层尽早开放通，可以在最佳含水量的基础上下调0.5%~1%[13]。水泥剂量过低时，水稳层强度不足，导致基层强度不达标。然而，水泥剂量过高时，会增大混合料收缩系数，使裂缝程度更加严重，水泥剂量应控制在3.5%~5.0%范围内[14]。压实度是基层达到合格标准的重要指标之一，保障压实度，可以降低水稳层空隙率，从而增大水稳层抵抗干缩、温缩拉应力的能力[15]。
水泥水化反应过程中，需要水分的参与。水分散失过快会影响正常水化反应，通过对水泥稳定碎石基层进行覆盖、洒水养生等，可以减小水稳层裂缝的产生。一般国省干线改建过程中，需要开放交通进行施工，养生不到位，导致横向裂缝偏多。针对此类情况，可以提前进行稀浆封层或同步沥青碎石层的铺筑，有效防止水稳层中水分蒸发过快引起的横向裂缝。水泥稳定碎石基层的强度只有2.5~5.0 MPa，过早开放交通会导致水稳基层结构受到不同程度破坏，产生不规则裂缝[16]。为保障水稳基层结构强度，通车时间应在水泥终凝，水泥稳定碎石形成初期强度后方可通行，同时，应限制通行车辆的载重，超载超重车辆应限制或禁止通行。
3 裂缝的处治
水稳层裂缝产生后，会继续扩散并反射到沥青面层，导致沥青路面出现早期病害。对已经形成或产生的裂缝，通过有效手段，可以防止其进一的扩展。
目前，对于水稳层裂缝的处治方法主要分为两类：一类是灌缝处治；另一类是加铺玻纤格栅、土工布、抗裂贴等。
灌缝类处治时，应对裂缝进行吹灰处理，保持路段清洁。不大于5mm的裂缝一般采用乳化沥青进行灌缝，分至少2次进行；超过5mm的裂缝采用热沥青、灌缝胶等进行灌注时，应对裂缝进行开槽[17]。进行灌缝处理时，应保证裂缝填充饱满，填平裂缝表面。
加铺土工织物、抗裂贴类处治方法可以有效形成应力吸收层，防止水稳层裂缝的进一步扩展，同时能有效防治裂缝的反射，是最为常用的得裂缝处治方法。采用土工织物进行处治，应先对路面进行清扫，然而喷洒乳化沥青或热沥青，使之能与将土工织物与水稳基层有效粘结。一般采用的土工织物有玻纤格栅、聚酯玻纤布、土工布等。土工织物处治水稳基层裂缝可以提高水稳层的疲劳寿命，聚酯玻纤布还具有良好的防水效果[18]。但由于加铺土工织物过程中，需要喷洒热沥青等，容易造成后期沥青路面局部沥青含量较高，高温炎热天气出现泛油现象。采用抗裂贴进行处治的方治在京沪高速中得到验证，反射到路面的裂缝仅有3.3%，良好率达到96.7%，具有良好的经济效益和社会效益[19]。但抗裂贴市场混乱，产品质量得不到保障，同时，施工工艺繁琐，不利于开放交通环境下进行。
通过这些措施能够对水稳层的裂缝进行有效的处治，但其延缓或防治裂缝反射的效果有待进一步的长期观测[20]。
4 结论
水泥稳定碎石基层施工过程中，应注意原材料的质量、配合比变化、水泥剂量、含水量及结构层压实度的控制；同时，应注意做好水稳层的养生，避免过早开放交通；出现水稳基层裂缝时，及时有效进行处治，以保障路面服役性能，延长道路的使用寿命。
参考文献：
[1]高沣.水泥稳定碎石基层裂缝产生的现象、原因、预防对策及处理办法[J].科技与企业,2012,19):234.
[2]张平国.水泥稳定碎石基层裂缝出现的原因及预防措施[J].山西建筑,2002,28(10):57+73.
[3]刘国才.抗裂型水泥稳定碎石配合比设计与性能研究[D].长沙；长沙理工大学,2012.
[4]蔡业恭.水泥稳定碎石基层裂缝产生原因分析及防治[J].山西建筑,2009,26):278-9.
论文作者:邓文军1,邵坤2,姚二华2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/25
标签：裂缝论文; 水泥论文; 基层论文; 碎石论文; 稳定论文; 原因论文; 沥青论文; 《防护工程》2018年第2期论文;