浅析水泥稳定碎石产生裂缝的原因及处治措施

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1、浅析水泥稳定碎石产生裂缝的原因及处治措施　　摘要：随着我国经济的迅速发展，社会以及人民生活的进步，科学技术更为先进。城市化进程不断发展，公路建设促进交通的发展，带动城市的经济效益以及社会效益。在公路建设中，多使用水泥作为稳定碎石的材料，稳固承载力高、刚度大的半刚性基层。文章对水泥稳定碎石产生裂缝的原因及处治措施进行了探讨。　　关键词：水泥稳定碎石；裂缝；处治措施；公路建设；半刚性基层文献标识码：A　　中图分类号：U416文章编号：1009-2374（2016）28-0089-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.045　　半刚性

2、基层是我国公路主要采用的基层特征，水泥稳定碎石是半刚性基层最为常见的材料。半刚性基层具备整体性强、承载力高、刚度大等特点，更好地构建稳定的公路。然而水泥稳定碎石作为一种价格低廉、取材方便、操作迅速的基层材料，极易因对温度湿度的强烈敏感性产生裂缝，破坏公路路面的平衡性与稳定性，一定程度上削减了公路基层的结构强度。　　1水泥稳定碎石　　水泥稳定碎石主要是由水泥、粒料和灰浆体组成的，粒料是级配碎石，使其作为骨料，而灰浆主要包括水与水泥和混合材料组成的胶凝材料为主要组成部分。　　1.1水泥7　　对于水泥的要求并不高，但其水泥品质必须满足国家标准规定。水泥主要选用终凝时间较长、标

3、号较低的水泥，譬如普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，不可使用快硬水泥、受潮变质水泥等。　　1.2水质　　水泥稳定碎石针对于水质的需求通常适合于引用的水即可，用以拌制和养护水泥稳定碎石，在对水质使用之前先对水进行检测试验，确保水源中取水制作而成的水泥砂浆的抗压强度与蒸馏水制作而成的水泥砂浆抗压强度相比不低于90%，保证水质的合格，以便提高水泥稳定碎石的质量和可信度。　　1.3混合材料　　混合材料主要是指活性和非活性材料。活性材料是指粉煤灰相关的物质，在水泥中可以起到氧化钙作用；非活性材料是指不具备活性或活性较低的人工或天然矿物质，其材料不含有有害物质，注重该类材料的品

4、质。　　1.4粗、细集料　　细集料主要是保持干净整洁，没有丝毫杂质，以砂当量表示。而粗集料则是用圆锥式破碎机或反击式破碎机等形式生产，在生产的过程中必须安装除尘设备进行除尘，其生产出的粗集料的密度需大于2.6t/m，遵从碎石加工厂振动筛网的规格标准，使其压碎值低于　　25%。　　2水泥稳定碎石产生裂缝现象　　2.1水泥稳定碎石强度的形成原理　　2.1.17水泥硬化。水泥所含的化学物质是硅酸盐，当水与水泥中的矿物质相碰撞发生强烈的水解反应和水化反应时，水泥极易形成水化硅酸钙、水化碳酸钙等水化物，之后自行硬化或是与碎石中的其他矿物质发生硬凝或碳酸反应，逐渐形成水泥石骨架，增

5、加水泥稳定碎石的强度。　　2.1.2嵌挤作用。水泥稳定碎石是以级配碎石作为骨料，用小颗粒填补大颗粒的空隙并一级一级地进行以此填充的原则排列组合，这种级配规律使碎石更加紧密镶嵌，在外力作用的影响下，级配碎石紧密嵌固，碎石颗粒之间的嵌挤和摩阻作用使其形成具有一定强度和稳定性的内摩阻力，增加了水泥稳定碎石的强度。　　2.2水泥稳定碎石产生裂缝的原因　　水泥稳定碎石的半刚性基层在非荷载的作用下，由于干缩和温缩的原因极易产生裂缝，这主要与含水量、集料、矿物成分、环境温度等原因具有密切联系。除了一些自然原因，人为原因也是一项重大因素，譬如施工、管理等方面处理不当，都能造成水泥稳定碎

6、石的裂缝现象。　　2.2.1干缩原因。水泥稳定碎石需要将水泥与各种集料相互混合，经过拌合压实后，其内部容易发生水化作用，水分会不断减少流失，随之产生吸附作用、毛细管作用、分子间力作用等物理现象，致使水泥稳定碎石开始产生体积干缩，即材料发生水化作用和碳化收缩作用。干缩系数可根据水泥、碎石粒料的含量，并结合塑性指数以及材料中细颗粒的相关含量，相继累加干缩应变即可计算出来。由此可见，在施工过程中，含水量越大，造成水分蒸发流失得越多，极易产生干缩裂缝，影响公路基层的坚固。　　2.2.27温缩原因。温缩主要是指水泥稳定碎石中不同矿物颗粒所组成的三相，即固相、液相、气相三者在降温过

7、程中相互作用所产生的结果致使半刚性材料产生体积收缩的现象。在固相中，由于原材料中碎石的温度收缩系数较小，一些矿物颗粒，尤其是黏土矿物的温度收缩性较大，使其半刚性材料中的胶结物与之成正比。水泥稳定碎石由于外部和内部原因以及收缩现象，水分逐渐减少流失，其体积收缩现象的应力也逐渐加强，二者是正比关系。因此水泥水化作用下释放较多的热量，表面与内部散热速度快慢不一，致使内外温差相差越大，水泥稳定碎石中的三相相互影响制约，产生较大应力，当应力超过极限抗拉强度时，公路基层就会产生裂缝，破坏公路的整体性、稳定性。　　2.2.3车辆荷载。公路施工完成投入运