水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因及處治措施

王紅艷

摘? 要：本文結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫處理的工程實(shí)踐，本文就水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石;基層;裂縫;原因;處治措施

水泥穩(wěn)定碎石有良好的力學(xué)性能，是一種優(yōu)良的路面基層材料。然而水泥穩(wěn)定碎石料也有其與生俱來(lái)的缺點(diǎn)：脆性大。作為工程技術(shù)人員必須趨利避害，造出高質(zhì)量公路。

1裂縫的現(xiàn)象

水泥穩(wěn)定集料基層是將一定級(jí)配的集料與水泥和水一起拌和后，在最佳含水量狀態(tài)下碾壓成型，經(jīng)過(guò)養(yǎng)生達(dá)到一定強(qiáng)度的路面基層結(jié)構(gòu)，此基層是一種半剛性結(jié)構(gòu)。水泥穩(wěn)定基層容易產(chǎn)生裂縫的同時(shí)已是影響瀝青混凝土面層破壞的關(guān)鍵因素。這種裂縫，一般在基層頂面沿橫向開(kāi)裂多為等間距，成直線(xiàn)型，縫長(zhǎng)不等，縫寬在0.5～3.5mm左右。較早出現(xiàn)裂縫是在水穩(wěn)層養(yǎng)生過(guò)程中開(kāi)始出現(xiàn)，有的是在瀝青混凝土路面通車(chē)后在荷載的作用下出現(xiàn)，這是由于水穩(wěn)層出現(xiàn)裂縫并引起瀝青混凝土面層產(chǎn)生相對(duì)的反射裂縫。

2基層裂縫的危害

降低基層的整體強(qiáng)度，發(fā)展后會(huì)形成反射裂縫，使瀝青混凝土路面相應(yīng)出現(xiàn)有規(guī)則的橫向裂縫、起拱。出現(xiàn)后者情況，若不及時(shí)處理，雨水從裂縫內(nèi)向下滲透，瀝青混凝土和基層裂縫縫隙處充滿(mǎn)自由水，在車(chē)輛荷載反復(fù)沖擊下，就會(huì)使瀝青混凝土中粘附在碎石表面的瀝青剝離，基層的細(xì)集料形成泥漿被擠壓出路面，瀝青混凝土路面出現(xiàn)坑洞、碎裂、松散，造成瀝青混凝土路面早期破損，影響其使用壽命?；鶎恿芽p的危害較為常見(jiàn)，直接影響到了路面行車(chē)的速度和安全。

3裂縫產(chǎn)生的原因

對(duì)于道路上的半剛性基層，要求其具有較小的收縮性。半剛性材料的收縮包括二個(gè)方面，一是由于水分子減少而產(chǎn)生的干縮，二是由于溫度降低而產(chǎn)生的溫度收縮。

基層材料的干縮和溫度收縮是引起基層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫向裂縫的主要原因。對(duì)瀝青面層的開(kāi)縫特別是反射裂縫的發(fā)生有很大影響，另外一個(gè)原因是在車(chē)輛荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。

3.1干縮性裂縫。干縮性裂縫的情況有兩種，一是水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)成型到正常養(yǎng)護(hù)期（一般為7 d）的干縮;二是養(yǎng)護(hù)期滿(mǎn)后到施工瀝青封層或透層、攤鋪瀝青混凝土面層這段時(shí)間的干縮。

3.2溫縮性裂縫。也就是熱脹冷縮產(chǎn)生的裂縫。萬(wàn)物都具有熱脹冷縮的性質(zhì)，水泥穩(wěn)定碎石基層屬半剛性體，也不會(huì)例外。在水泥路面設(shè)計(jì)和施工中，設(shè)置伸縮縫的做法規(guī)范中已有明確的規(guī)定，并且在施工和實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的成效。但長(zhǎng)期以來(lái)，在水泥穩(wěn)定碎石基層的設(shè)計(jì)規(guī)范或施工技術(shù)規(guī)范中卻沒(méi)有提出來(lái)，這有待于進(jìn)一步探索。

3.3荷載性裂縫。一般發(fā)生在基層的底部，由于車(chē)輛荷載的反復(fù)作用，裂縫逐漸向上擴(kuò)展至表面，車(chē)輪荷載作用下產(chǎn)生的裂縫反映在面層，往往不是單獨(dú)的、稀疏的或較有規(guī)則的裂縫，而是稠密的，有時(shí)是相互聯(lián)系的。

4裂縫的預(yù)防

4.1嚴(yán)格控制級(jí)配和壓實(shí)度。作為水泥穩(wěn)定基層用的碎石要求不是很高，規(guī)范中只有4個(gè)指標(biāo)：相對(duì)密度、壓碎值、有機(jī)質(zhì)含量、硫酸鹽含量，因此很多巖礦都可作為基層碎石的料礦。如果只使用一個(gè)巖礦做粗集料的料場(chǎng)，既能保證生產(chǎn)配合比與理論配合比吻合較好，也能保證最大干密度不至于經(jīng)常變化，有利于壓實(shí)度的現(xiàn)場(chǎng)控制。事實(shí)證明，水泥穩(wěn)定碎石基層級(jí)配和壓實(shí)度的好壞，不但影響水泥穩(wěn)定基層的干縮性，而且還影響到水泥穩(wěn)定基層的耐凍性。所以，控制好級(jí)配和壓實(shí)度可預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

4.2嚴(yán)格控制混合料含量。小于0.075以下的顆粒含量增加時(shí)，不但增加了水泥的用量，而且基層表面還容易起皮（起砂），嚴(yán)重影響水穩(wěn)層的質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)細(xì)集料增加時(shí)，混合料的溫縮系數(shù)隨溫度降低的變化幅度越來(lái)越大。溫度越低，細(xì)粒料對(duì)溫縮的影響也越大。因此，規(guī)范中水穩(wěn)層的顆粒組成范圍規(guī)定：集料中0.5mm以下細(xì)粒土有塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)5%，細(xì)粒土無(wú)塑性指數(shù)時(shí)，小于0.075以下的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)7%。

4.3控制水泥用量。一般的水泥穩(wěn)定碎石基層，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常為3～5MPa。設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高，所需水泥用量越大?；鶎觿傂栽酱螅揭桩a(chǎn)生干縮性裂縫，縫寬也越大，所以規(guī)范規(guī)定水泥劑量≦6%。

4.4控制碾壓時(shí)的最佳含水量。水泥穩(wěn)定碎石基層干縮應(yīng)變隨混合料的含水量增加而增大。施工碾壓時(shí)含水量越大，結(jié)構(gòu)層越易產(chǎn)生干縮性裂縫。即使鋪筑了瀝青面層，在旱季或冬季也可能產(chǎn)生干燥裂縫。因此在施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加或減少拌和用水量。例如，在夏天施工氣溫較高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也應(yīng)早、中、晚各不相同，并且，還要根據(jù)運(yùn)距遠(yuǎn)近、運(yùn)輸車(chē)輛配置情況不斷的調(diào)整，確保碾壓時(shí)混合料含水量在最佳含水量范圍內(nèi)。

攤鋪完成后，要及時(shí)用尼龍布、麻袋布覆蓋進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止基層因混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用和水分的過(guò)分蒸發(fā)引起表面的干縮性裂縫現(xiàn)象。如果在冬天施工溫度較低，則可以用一層塑料薄膜再加上二層土工布覆蓋保溫，不一定需要灑水養(yǎng)護(hù)。

4.5選擇有利時(shí)節(jié)施工。水穩(wěn)基層施工最好選擇在年平均氣溫時(shí)期施工，由于此時(shí)氣溫變化不大，結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度應(yīng)力較小，水穩(wěn)層不易產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。施工時(shí)的氣溫與一年中最冷或最熱時(shí)的溫差越大，越易產(chǎn)生溫縮性裂縫。

5裂縫的處治

5.1密封膠封縫技術(shù)。水穩(wěn)層出現(xiàn)裂縫，需要進(jìn)行及時(shí)的封填處理，有效阻止水分的滲入，防止病害的進(jìn)一步擴(kuò)展和蔓延。密封膠封縫技術(shù)是一種比較成功的途徑，當(dāng)密封膠加熱到180℃以后，粘度變得很低，灌入裂縫后，很快就滲透到裂縫兩側(cè)的混合料中并融合到一起，當(dāng)密封膠冷卻后，在常溫和低溫時(shí)均有著較高的彈性，可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形，始終保持其密封作用，這樣就長(zhǎng)期、有效地封閉了水穩(wěn)層的裂縫。在灌縫之前，首先要用切縫機(jī)對(duì)裂縫進(jìn)行切縫處理，當(dāng)裂縫寬度超過(guò)3mm，都應(yīng)該進(jìn)行切縫。

5.2填灌瀝青膠、鋪設(shè)土工布技術(shù)?；鶎禹斆娉霈F(xiàn)裂縫后，首先應(yīng)將較大的裂縫進(jìn)行切縫處理，填灌瀝青膠，對(duì)較小的裂紋，直接鋪上土工布。這種土工布多為深色或灰色，具有抗老化、耐高溫、強(qiáng)度高、單面燒毛等特點(diǎn)。施工時(shí)橫向搭接寬度為10cm，縱向搭接為5cm。施工前應(yīng)在基層頂上先灑布粘層油，用量約0.7～1.1kg/㎡，再鋪土工布，并進(jìn)行碾壓，注意施工車(chē)輛不得在土工布表面轉(zhuǎn)彎。最后再灑布一次粘層油，用量約為0.5～0.6kg/㎡，爾后方可攤鋪瀝青混凝土面層。用這種方法處理基層反射裂縫是目前較為有效的解決方法。

水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂導(dǎo)致路面出現(xiàn)反射裂縫的現(xiàn)象比較普遍，通過(guò)合理選擇原材料及用量，加強(qiáng)施工工藝的過(guò)程控制，改善及重視養(yǎng)護(hù)等措施可以防止該裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

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