水泥稳定碎石基层裂缝预防浅析

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1、刘世伟摘要：木文分析了高速公路路面水稳基层出现裂缝原因，分析基层级配对裂缝的影响。依托在建的宁绩高速公路路而工程项目，阐述了施工屮预防裂缝的具体措施，为使混合料级配达到骨架密实型，分别从水泥剂量、混合料级配、干密度等方面控制进行调试，总结路面基层裂缝的预防措施。关键词：裂缝级配骨架密实型调试措施—、弓丨言水泥稳定碎石基层裂缝是一个常见的质量通病，一•般半刚性基层裂缝可归结于温缩、干缩和水泥硕化三种形式⑴。设计基层厚度薄、水泥剂量大，施工过程屮没有控制好含水量、水泥剂量、级配、施工工艺等都可能导致水稳

2、基层裂缝产生。从理论上说，上述儿种裂缝是不可避免的，但是可以在设计和施工方面采取相应的措施，最大限度地减少它们的发生和影响。依据莫尔一库伦强度理论，无机结合料稳定类材料，其强度取决于内聚力与内摩擦角。其屮内聚力主要由结合料的强度提供，而内摩擦角主要取决于集料的级配组成，粗集料形成骨架结构可以提供很大的内摩擦角⑵。而在半刚性基层退化为类碎石土结构层吋，结合料几乎完全散失，此时内摩擦角成为了决定半刚性基层使用末期刚度与强度的首要因素。因此，在考虑密实耐久耍求基础上，充分重视半刚性材料的碎石级配，设计嵌挤

3、骨架一密实型半刚性材料，对于保障路面结构长期耐久性，具冇特别重要的意义。实际施工过程屮，由于材料来源的不稳定性，拌和设备计量的不准确性，拌和时间达不到要求，施工过程中变异性大，水稳混合料在运输摊铺后易出现离析，导致最后的施工级配与设计的级配相差甚迈。二、裂缝与级配关系相关文献⑶研究表明，在最佳水泥剂量吋，骨架密实型级配较悬浮密实型级配混合料的极限降温幅度和极限失水率平均高约24.3%和6.8%,表明骨架密实型材料的抗裂性能远优于悬浮密实型材料。但在实际施工过程屮，骨架密实型级配的混合料较难施工,施工

4、过程屮容易产生离析。相关文献研究表明悬浮密实型级配英离析趋势耍远远小丁骨架密实型级配，在悬浮密实世级配中，正S世级配（上段偏细，下段偏粗）的离析趋势更小⑷。水泥稳定级配碎石不像沥青混合料那样，需要良好的骨架嵌挤密实型结构，提供足够的抗剪强度，抵抗高温变形呵。现在骨架密实型水泥稳定级配碎石材料，4.75mm以上的含量和SMA的含量基木相似，却远没冇足够的类似矿粉的填料填充空隙，口J以推断，当前的骨架密实级配的水泥稳定材料有良好的骨架，但却很难达到足够的密实性。为此需耍找到一个最佳级配，既能达到强度要求

5、，又能做到充分密实。三、半刚性基层特点（6）优点1、强度高:半刚基层有较高的强度，且强度随着龄期不断增长，同时具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力；（2）稳定性好:半刚基层材料具有较高的水稳定性和冻稳定性，因此在水的作用及多次冰融反复作用下而不影响半刚基层的承载能力；（3）刚性大:水泥稳定碎石混合料基层抗压回弹模量值很高，因而其上沥青面层弯拉应力相应减少，从而提高沥青面层的耐久性；（二）缺点（1）半刚性基层的收缩裂缝及由此引起的沥青路而的反射裂缝不同程度存在；（2）半刚性基层非常致密，水从各种途径进入

6、路面并到达基层后，不能从基层迅速排走，只能沿沥青基层和基层的界面扩散、集聚，造成路面破坏；（3）半刚基层材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环，在反复荷载的作用下因疲劳而逐渐衰减；（4）半刚基层损坏后没有自愈能力，且无法进行修补；③对半刚性水稳基层路面的认识（1）半刚性水稳基层沥青路而破坏严重，但仍以每年上千公里的速度高速增长;（2）完全否认半刚性水稳基层不是科学的态度，在现有的技术水平上分析破坏原因；（3）在此基础上改进半刚性基层的结构组成设计、改进材料设计方法等；（四）当前半刚性水稳基层材料设计方

7、法缺点（1）室内成型方式与现场碾压方式不匹配；（2）质量控制指标单一；（3）压实标准偏低；（4）规范规定的级配范围太宽；（五）一些现象（1）半刚性基层在沥青面层铺筑前大量岀现裂缝现象（不正常）；（2）施工后的水泥稳定碎石基层表观密实、特别是光滑（级配不良）事实上已成为水泥稳定碎石基层质量控制的重要标准；（3）工程中为达到设计强度指标及保证路面芯样完整，提高水泥剂量（非唯一方式）几乎成为最有效的手段；（4）现场芯样无侧限抗压强度值远大于室内静压法成型试件强度的原因（室内成型方式与现场不匹配）；（5）现

8、有压实设备下，无需对施工工艺严格控制也能达到较高的压实度（压实度超百现象普遍存在已被接受），但止是在压实度容易达到的情况下，水稳结构层的压实反而被忽视；（六）解决方法（1）如上所述，水稳碎石混合料基层出现早期破坏与室内成型方法的不合理及标准单一导致水泥剂量偏高、压实度标准偏低、级配不良等有密切的关系，因此为了进一步提高路用性能，现实的措施是在合理的级配范围内，适当降低水泥剂量、提高压实度标准；（2）但是最佳级配范围如何确定，水泥剂量降低多少，压实度标准提高到什么程度，