浅谈水稳基层裂缝成因及防治

浅谈水稳基层裂缝成因及防治

作者：沈正康 俞建伟

来源：《中国科技博览》2013年第21期

[摘 要]在道路工程中，水稳碎石基层被广泛应用到路面基层。但水泥稳定碎石在施工中很易出现裂缝。文章从裂缝产生的原因进行分析，从而找到防治措施。 [关键词]公路工程；水稳碎石；基层裂缝；防治

中图分类号：U416.215文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0152-01 一、裂缝产生原因分析 1.裂缝种类和产生的原因 1.1温缩裂缝形成的原因

混合料中通常是含有5%左右的水泥，正是由于混合料中含有一定比例的水泥成分，所以水泥稳定碎石具有热胀冷缩的性质。当混合料发生硬化时，水泥发生水化作用会释放出相当多的热量，但由于其内部散热缓慢，所以其内部温度会比较高。温度越高，其内部体积膨胀程度就越大，而水泥的外部是很容易遇冷发生收缩，这样其内部不断的膨胀，外部不断的收缩，内外之间就会产生一个比较大的应力。如果其极限抗弯拉强度小于应力的大小，这时就会发生常见的横向分布状的温缩裂缝。 1.2干缩裂缝形成的原因

①水泥稳定碎石在干燥的空气中会发生硬化现象，所以水泥稳定碎石中的水分越少，其体积发生收缩变形就越严重，水泥稳定碎石上就会在一定的间隔处产生比较均匀的干缩裂缝。②水泥稳定碎石形成干缩裂缝的原因还与其他因素有关系，如水泥的含量、水的多少和碎石集料等有着千丝万缕的联系。③由于混合料发生凝结硬化时，水泥和水发生了水化反应，消耗掉了很多水分，这样水泥含量相对就高了。 1.3 网状裂缝形成的原因

网状裂缝是由于其局部的弯沉太大，再加上外力的作用而产生破坏性结构的裂缝，网状裂缝即亦“龟裂”，其裂缝的破坏性一般比较大，且在下雨天容易发生渗水，在外力作用下容易发生翻浆。刚开始的网状裂缝是网状细裂纹，裂纹处的基层内部的水分由于蒸发而逐渐减少，这样，时间一长，裂纹就会慢慢的形成发散状的裂缝。再加上外力作用，基层会逐渐的呈现出塌陷状。

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1.4 纵缝形成的原因

如果在施工的早期，水泥稳定碎石基层有纵缝产生，那么就是施工控制方面存在着问题，问题可能是局部的土基压实度不规范，也可能是层压实度不规范。如果在城市道路的基层七天养护期过后，对公路的管理维护没有到位，这时有纵缝的形成。考虑到基层比较厚，所以通常采用分层碾压作业的方式，因为第一层厚度比较薄，当其摊铺碾压成型时，承载能力比较低。所以即使其养护期过后也要加以适当的管理维护。 1.5 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，有时呈弧状分布，且表面形成一定的高度差。 二、根据施工总结裂缝防治

根据施工总结的经验就如何减少水稳碎石基层裂缝的主要环节做简单的介绍如下： 2.1 原材料的选择

碎石应选择含泥量小，颗粒稳定无杂物，其它指标符合技术规范要求，并能够连续生产的料厂作为料源，特别是细集料的含泥量、塑性指数更要严格控制在规范之内。水泥我们采用的是32.5级低标号路用缓凝水泥。28天水泥胶砂抗压强度严格控制在32.5MPa～ 37.5Mpa之间，水泥初凝时间不小于个5小时，终凝时间8个小时左右，且不大于10小时。这样就减少了因含泥量偏大、水泥强度偏高而产生的裂缝。 2.2 配合比设计

水稳碎石基层的级配要尽可能控制在规范级配范围中值偏下，且在范围以内，水泥采用低标号缓凝水泥。

为了获得较理想的配合比，我们在原材料统一的情况下，同时做了三种不同的级配。一种在规范级配范围中值偏上且在上限以内。另一种尽可能接近中值。再一种就是在规范级配范围中值偏下且在下限以内。针对这三种不同的级配，我们分别进行了不同水泥剂量的击实和无侧限抗压强度试验，最终均取4. 5%的水泥剂量为最佳剂量。7天无侧限抗压强度均大于3.5Mpa，且三种级配相差不大；然后我们又以中间级配为标准，用28天水泥胶砂强度为43.2Mpa的普通水泥进行了击实和无侧限抗压试验，发现其4.0%的水泥剂量为最佳剂量，7天强度大于3.5Mpa。

针对以上四种情况，我们均采用4.5%的水泥剂量，分别进行了100米水稳碎石基层试验段的摊铺。并采用了同样的压实工艺和养生措施。观察7天后的结果，发现用早期强度较高的

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普通水泥做的试验段和级配偏细的用特制水泥做的试验段上均有不同程度的横向线形裂缝，另两种情况未见异常。28天后，对未见异常的两种试验段进行清扫和洒水湿润，发现级配接近中值的试验段表面，局部有轻微的线形水迹，而级配偏粗的试验段则表现良好。 2.3 拌和与摊铺

目前高等级公路路面施工，均采用稳定粒料拌和机进行水稳碎石混合料的生产。正式生产前，先要进行拌和机调试，调试过程中应扣除原材料自身的含水量，以确保混合料的配合比不变。然后绘出各种原材料在一定料门开度下的转速流量曲线，根据混合料配比确定各种原材料配料皮带的转速，进行试生产。当混合料的各项指标均达到目标配比的要求后，再进行正式生产。生产过程中，要根据天气变化及时调整混合料的含水量，使摊平后的含水量均匀且接近最佳含水量。

摊铺机摊铺混合料时，运行速度应与拌和机生产能力相匹配，尽量避免摊铺机停机待料的情况。运输车卸料有专人指挥，视运输车装料多少，控制好卸料间距，以利于摊铺。尽量减少摊铺机收放料斗，在摊铺机前后设专人消除粗细集料离析现象，特别应铲除粗集料窝，然后用新拌混合料填补，以确保配比稳定统一。 2.4 碾压

碾压过程按初压、复压、终压三个阶段进行：

初压，采用16J型振动压路机静压一遍，碾压速度控制在5KM/h。

复压，采用一台18J型振动压路机首先轻振一遍，速度控制在5km/h，再重振两遍，速度控制在4km/h，然后用YL20型胶轮压路机碾压两遍，碾压速度不高于6km/h。

终压，采用16J型振动压路机静压至少两遍，碾压速度控制在5km/h，直至无明显轮迹。 碾压过程中的注意要点：及时碾压，碾压时应慢起步缓刹车，由低处向高处重叠1/2轮宽，成阶梯状碾压，不在未压实的路面上转向，而应后退至起点，开始下一步碾压。 2.5 管理维护及施工协调控制

基层摊铺碾压成型到喷洒透层油铺筑沥青面层的这段时间的管理维护工作非常重要。由于各种工程管线相继进场施工，道路的施工作业面将被占用。特别是第一层成型后，一旦现场管理维护不及时，各种工程管线和构件集中堆放在基层上，基层将受到极大的破坏。这时应严禁堆放重物，不允许车辆上行。第二层7d 养护期满后方可开放交通，但仅允许部分施工车辆放行。各种工程管线施工时， 应与道路施工协调配合。尤其开挖管线沟槽时，严禁将周围水泥

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稳定碎石基层下部基础掏空。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。 参考文献

[1] 李建鑫.浅析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治方法[J].科技信息，2007.