浅谈水稳碎石基层产生裂缝的原因及预防措施

1个回答

论文导读：随着经济的发展，公路的通行能力越来越受到社会的关注，水泥稳定碎石结构作为高等级路面的基层，得到了越来越广泛的应用，且已经取得了较为丰富的施工经验。

水泥稳定碎石基层是根据水泥、碎石、砂、石屑和水按一定比例进行配制的路面结构层承重结构，它具有强度高、水稳定性好的优点。

但是由于其结合料为水泥，施工工艺要求较高，而且需要较好的施工管理环境，否则就极易产生早期裂缝。因此在原材料、施工及养护管理等方面需要综合的预防措施，以保证路面的寿命。

关键词：高等级公路，水稳碎石，早期裂缝，预防措施

1、裂缝产生的原因

(1)冷缩裂缝水泥稳定碎石由于混合料中有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，但散热比较慢，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，将产生冷缩裂缝。

(2)干缩裂缝水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时，随着水分的减少，体积将收缩变形，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的关系。一方面混合料在凝结硬化过程中，水泥与水起水化反应，消耗大量的水分。

水泥含量越高，则消耗的水分越多。另一方面，碎石集料表面也要吸附水，集料中的细料成分越多，表面吸附的水分就越多。再者，基层施工过程中，含水量越大，蒸发散失的水分就越多。

。因此就越易产生干缩裂缝。

(3)路基不均匀沉降产生裂缝如果水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝，多是由于局部土基及底基层压实度达不到规范要求引起，在重车的作用下产生的反射裂缝，有时显弧状分布，且表面形成一定的高度差。

(4)纵缝水泥稳定碎石基层在施工过程中如果控制不好，极易产生纵缝。其原因应归结为局部土基压实度或基层压实度没有达到规范要求。

同时在道路基层7天养护期满后，如果管理维护不到位，也会产生纵缝。再者由于基层较厚，一般采用分层碾压作业，第一层摊铺碾压成型时，其厚度较薄，一般在15cm左右，尽管养护期满，但其承载能力较低，铺筑上层时运输车辆经过也会产生纵缝。

因此双基层连铺也是一种保护基层的有效措施。。

(5)网状裂缝网状裂缝也叫“龟裂”，它是由于局部弯沉太大，在外力作用下产生结构性破坏的裂缝，它是一种破坏性较大的裂缝，如遇下雨，则渗水，在外力作用下引起翻浆。

初期时仅为网状细裂纹，随着时间的推移，裂纹处基层内部的水分继续蒸发，裂纹逐渐发展成为发散形裂缝。在外力作用下，基层呈塌陷状。

2、裂缝预防

(1)原材料控制水泥：为保证水泥稳定碎石基层施工时有足够的时间运输、摊铺和压实，应对水泥的终凝时间做好限制，一般在610h。

夏季施工时，气温较高，表面层的凝结硬化速度较快，水泥终凝时间应尽可能达到10h；春秋季施工时水分蒸发较慢，终凝时间可缩短至6h。

水泥标号不能太高，最好不要超过

3.25R，采用普通硅酸盐水泥。剂量控制范围为5%左右。因为水泥剂量太低，强度难以满足要求；而剂量过高时，混合料的收缩系数增大，裂缝增加。

故水泥剂量一定要经过试验配合比、生产配合比并结合现场调试合适之后确定。石料：石料的粗细直接影响水泥稳定碎石基层的强度、平整度和裂缝的产生。

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。

如果粒料偏细，基层强度难以合格。而且石粉含量偏多时，水泥稳定碎石的收缩性增大，裂缝也就越多。

(2)施工控制压实度：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。由于基层材料来源的生产企业规模相对较小，机械化程度不高，石料加工质量普遍不够稳定，存在粒径不均匀现象，骨料时而偏粗，时而偏细。

因此水泥稳定碎石混合料的最大干密度呈变化状态。在压实度的检验中，如果采用同一干密度指标作为标准，很容易出现压实度不合格或超过100%的现象。

因此施工中采用灌砂法进行压实度检验时，应对集料筛分，以确定粗骨料的含量，分别选用不同的密度标准。含水量：水泥稳定碎石是水泥与集料的水化凝结硬化的产物。

含水量的控制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快，施工过程中对水的含量应控制在比最佳含水量大1%左右。

含水量过小时，基层表层松散，碾压容易起皮，难以压实；含水量过大碾压时粘轮，表面起拱，而且基层成型后水分散失愈多，形成的裂缝愈多。

所以施工过程中含水量要控制适宜。施工接缝：基层在施工过程中留有接缝是难以避免的。但接缝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。

(3)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的反应，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，基层表面的水分蒸发更快，极易产生均匀的裂纹。

养护的方法可以采用草帘覆盖，保证基层不直接暴露在外。

(4)车辆通行影响水泥稳定基层是半刚性路面结构，在铺筑面层前，严禁车辆通行，过早通行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。

基层施工完毕后，为保证水泥稳定碎石结构不继续失水，减少干缩裂缝产生，最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工，尽早铺筑沥青面层。