水泥稳定碎石基层防裂控制措施

摘要：随着我国交通运输重载车辆的不断增加，道路工程将向高承载力、高标准等方向发展，作为道路的持力层--基层，必须具备一定的强度、较高的承载能力、施工快速、低裂缝等性能。实践证明，只要充分考虑各种影响因素，优化水泥稳定碎石中的集料配合比设计，加强施工质量的全面控制并采取更加合理的施工工艺，就可以减少病害，达到延长路面的使用寿命。

关键词：水泥稳定碎石基层；防裂；控制措施

前言

水泥稳定碎石，在级配合理的碎石中掺入一定量的水泥和水经拌和、摊铺、碾压养生后，它具有良好的力学性能和稳定性、耐久性、抗冻性好的特点，且料源广泛，施工方便，对环境污染少，因此被广泛应用于路面基层中，其主要作用是承担沥青面层传递的行车垂直荷载，并将荷载均匀地分散在路基中。水泥稳定碎石基层出现裂缝，将会降低基层的整体强度，还会形成反射裂缝，使沥青混凝土路面出现相应的横向裂缝，直接影响路面的行车质量，缩短路面使用寿命。

1水泥稳定碎石基层裂缝种类和原因

1.1裂缝种类及危害

水泥稳定碎石基层产生裂缝，主要表现为温缩、干缩和水泥硬化收缩三种裂缝形式，水泥稳定碎石基层出现裂缝，将会降低基层的整体强度，还会形成反射裂缝，使沥青混凝土路面出现相应的横向裂缝，直接影响路面的行车质量。

干缩裂缝的产生主要与水稳碎石的配合比有关。一方面混合料在凝结硬化过程中，水泥与水发生水化反应会消耗大量水分，水泥含量越高，则消耗的水分越多；另一方面，碎石集料表面对水有吸附作用，集料中的细料成分越多，表面吸附的水分越多，随着水化反应以及水分的散发产生干缩应力，干缩裂缝随之产生。

水泥稳定碎石混合料中有5%左右的水泥，在混合料硬化初期，水泥水化放出较多的热量，但散热缓慢，所以内部温度较高，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，将产生较大的应力，一旦应力超过其极限抗弯拉强度，将产生温缩裂缝。

高温季节施工因结构内部水分急剧散失，强度升高，导致基层内部产生干缩应力，发生体积收缩应变，将产生收缩裂缝。

2水泥稳定碎石基层裂缝防治技术措施

2.1减少路基不均匀沉降

目前，为了确保道路的施工质量，需要按照较高的压实标准对道路路基进行处理，对于材料的塑指、CBR值等要求比较严格。但是，受道路水文地质情况的影响和制约，并且施工条件、施工情况等各不相同，进而在一定程度上存在工后沉降的现象，对于层底来说，即使弯拉变形很小，都可能造成基层出现开裂。因此，为了避免发生水泥稳定碎石基层裂缝，需要进一步降低路基工后不均匀沉降。通常情况下，通过下列措施，可以减少路基工后不均匀沉降：①在路基填料方面，通常选择砂砾等透水性良好的材料，促进路基工后沉降；②成型路基铺筑基层的沉降稳定期至少半年，对于高填路基来说，通常情况下需要采取相应的措施进而在一定程度上确保沉降的稳定期；③通过采用强夯、冲击碾压或超载预压的方式，对工期紧张的路基项目进行处理，进一步加快路基的不均匀沉降；④为了降低路基填料的波动，需要对施工质量进行严格的控制，同时对松铺厚度、碾压遍数等进行严格的控制，确保压实的均匀性，对于选用的压实设备，需要保证吨位合理，并且性能优良；⑤加强路基排水施工，严格控制路床的塑指，进而在一定程度上确保路基的水稳定性。

2.2加强施工控制

2.2.1控制材料特性及级配

水泥稳定碎石基层是一种半刚性路面结构，其对于所承受的荷载，具有一定的扩散能力。对水泥稳定碎石材料而言，集料自身强度及级配组成都是影响水稳基层承载能力的重要因素。根据施工经验，粗集料（>4.75mm）要占混合料的70%以上，细集料（≤4.75mm）在30%以下合适。级配偏粗偏多不好，压实空隙率较大，在钻芯取样时，会出现下部松散或出现中间断裂的情况。 这种情况下即使加大水泥剂量，下部松散也无法避免。若集料偏细，则应整体偏细，即最大粒径变为26.5mm， 级配曲线呈一条平滑的曲线， 这样施工时强度较偏粗时差一些，但只要水泥剂量合适，仍是可以达到强度要求。这时水泥剂量越高，强度越高，钻芯芯样越好。如果集料偏细，基层易开裂。所以，混合料级配对于水泥稳定碎石基层有重要的影响。

2.2.2控制水泥剂量

水泥稳定碎石基层的强度受水泥剂量的影响和制约，在其他条件相同时，通过增加水泥剂量，基层强度可以进一步提高。但是，随着水泥剂量的增加，水泥稳定碎石基层收缩也在增加，同时产生裂缝的机率出现不同程度的增加。对于不同性质的集料混合料来说，通过不同剂量的水泥可以达到相同的强度要求。

2.2.3控制碾压含水量

根据以往的实践经验，基层表面并不是越光滑越好。在施工过程中，如果基层表面太光滑，层间的粘结力就会出现不同程度的降低，容易产生滑动面。另外，如果基层的表面比较光滑，这时需要增加细料的含量，以及碾压时的含水量。在高温季节进行施工时，一般会在基层表面进行洒水，进而在一定程度上增加碾压时的含水量，在振动碾压的过程中，压路机会使得水泥浆出现上浮，当表面水分发生蒸发，以及出现水泥水化时，在基层容易产生干缩裂缝、收缩裂缝等。

2.2.4控制施工工艺

施工工艺控制不到位同样容易造成水泥稳定碎石基层出现裂缝。在施工工艺方面，具体措施为：①选用的拌和设备计量精度要高、产量在400t/h，合理设置工作参数，同时，根据机械性能，准确掌握水泥稳定碎石混合料的拌和时间，确保拌和料的均匀性；②摊铺机、压路机的性能要优良，同时配料、拌和、运输、摊铺作业各环节之间要相互配合；③在施工过程中，需要做好施工组织和管理，避免发生离析。 2.2.5养护控制

碾压完基层后，利用塑料薄膜或上工布进行覆盖，对路面进行养生，进而在一定程度上减少基层内外的温差，避免基层材料温度发生骤然变化，以及水分迅速挥发。在对基层进行养生期间，塑料薄膜或上工布表面始终保持湿润。

2.3应用玻纤格栅处理裂缝

在铺筑沥青面层之前，需要对水泥稳定碎石基层出现的裂缝应用玻纤格栅进行相应的处理。对于玻纤格栅来说，该物质是以玻璃纤维为原料织成的网片，其特点主要表现为：抗拉强度高、高模量、抗折、抗老化、低应变、低延伸率、无长期蠕变，以及耐高低温等，且在一定程度上容易与沥青混合料相容。对于集料混合料来说，由于玻纤格栅呈现网状结构，因此混合料可以贯穿到网状结构的内部，进而在一定程度上使得混合料与玻纤格栅形成一个复合的力学嵌锁体系，这种体系结构的特点是能够对集料的运动起到制约的作用，进而压实沥青混合料，增加其承载能力。

3施工过程中的质量控制

3.1原材料的运输

原材料运输为汽运，相比船运而言，质量难控制，况且石料的供应厂家有好几家，对于原材料质量的控制，制定材料进场控制办法，要求严格控制集料质量。施工单位控制材料源头质量关，监理单位控制材料进场质量关，中心试验室控制材料验收质量关，要求3个单位各负其职，切实抓好材料的质量工作。

3.2水稳混合料的拌制

拌制水稳混合料，拌和楼必须配有准确计量的加水装置和水泥添加装置，并需配备与生产能力相匹配的水泥罐。在施工前，拌和楼操作人员先自己对各皮带秤、加水装置和水泥装置进行标定，然后请计量局人员来标定，并取得标定合格证书，对拌和楼进行调试。正常生产时每天由监理、施工单位试验人员根据将使用的材料，提前1h到各料堆抽取具有代表性的集料，通过烘箱法测定各种集料的含水量，水泥按不含水计算，然后换算成施工配合比，提供给拌和楼操作员，作为开始生产的依据，此项工作在每天拌和前面必须做，并要使数据尽可能符合实际，因为水稳混合料对含水量敏感性很大，往往有时混合料含水量与最佳含水量相差1%，就导致摊铺现场在碾压时产生“泛白”、“松散”或“弹簧”现象。

3.3水泥剂量的控制和检测

3.3.1水泥剂量的控制

每次拌和水稳混合料，采用二种方式对水泥剂量进行控制：一种是在试拌过程中根据控制室内添加水泥装置的不同转速，在皮带上取混合料到试验室用EDTA滴定法测出混合料中实际的水泥剂量，然后画出转速水泥剂量曲线，找出设计水泥剂量所对应的转速，在以后施工中，以此转速为基准，做微调；第二种方法是以总量控制，每星期根据所进水泥吨位与混合料出料吨位，称出该星期内平均水泥剂量，以此来衡量水泥剂量多或少，通过这种方法计算完工后整个水稳混合料的平均水泥剂量达到设计要求，符合规范要求。

3.3.2水泥剂量的检测

混合料在拌和过程中水泥剂量的测定采用EDTA滴定法，施工单位试验检测员会与中心实验室、驻地办监理共同确定EDTA滴定标准曲线。

结束语

对于水泥稳定基层路面来说，由于其水分的蒸发以及混合材料的内部而发生的水化作用会使得其混合料内部水分不断减少，还有就是路面的温度变化温差较大、施工工艺等是水泥稳定碎石基层收缩裂缝产生的主要原因。因此，我们应该在修建道路之时就应该去合理选择其原材料及用量，以及改善和加强养护等措施去防止水泥稳定碎石基层路面的收缩裂缝的产生进而确保道路的路面能够不产生裂缝，保证道路的施工质量。