水泥稳定碎石基层裂缝产生原因和预防处治探析

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1、水泥稳定碎石基层裂缝产生原因和预防处治探析　　【摘要】本文结合笔者多年的工作经验，通过对水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因进行分析，对如何预防处治裂缝进行探讨。【关键词】水泥稳定碎石基层；裂缝；产生原因；预防处治0.前言半刚性基层具有整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等特点，近十几年来以水泥稳定碎石为材料的半刚性基层越来越多被应用于公路建设，然而水泥稳定碎石材料由于脆性，对温度、湿度敏感性强，在强度形成及使用过程中，因温度变化产生温度收缩裂缝和因含水量变化而产生干缩裂缝。当沥青砼面层较薄时这种裂缝往

2、往很快扩展到面层形成反射裂缝。裂缝的存在不仅使车辆行驶质量下降，而且也破坏了路面结构整体性和连续性，并在一定程度上导致结构强度的削减。而且随着雨水的侵入，使基层变软，在大量行车荷载反复作用下，很快发生破坏，影响公路的使用。本文结合海榆西线225国道老城至芙蓉田段的施工，谈谈水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及如何预防处治。1.水泥稳定碎石基层裂缝产生的特点7水泥稳定集料基层是将级配碎石集料、水泥和水按一定的比例一起拌和后，在最佳含水量状态下碾压成型，经过养生达到一定强度的路面基层结构，此基层是一种半刚

3、性结构。较早出现裂缝是在水泥稳定基层养生过程中，一般在基层顶面出现基本等间距的横向开裂，一般缝宽为1～3mm左右，成直线型，缝长不等，垂直方向的深度一般为水泥水稳基层厚度的0.3～0.5倍；水泥稳定基层完成后一年时间内裂缝间距一般在50～200m之间，裂缝宽度为1～5mm之间，裂缝横向和垂直向基本贯通，通车后在车辆荷载的作用下，沥青砼面层很快产生反射裂缝。2.裂缝的危害基层裂缝的危害有二个方面：一是降低基层的整体强度，二是发展后会形成反射裂缝，使沥青混泥土路面相应出现有规则的横向裂缝。出现第二种情

4、况，若不及时处理，雨水从裂缝内向下渗透，沥青混凝土和基层裂缝缝隙处充满自由水，在车辆荷载反复冲击下，就会使沥青混泥土中粘附在碎石表面的沥青剥离，基层的细集料形成泥浆被挤压出路面，沥青混泥土路面出现坑洞、碎裂、松散，造成沥青混泥土路面早期破损，影响其使用寿命。基层裂缝的危害较为常见，直接影响到了路面行车的速度和安全。3.裂缝类型及形成原因7对于水泥稳定集料的半刚性基层，要求其具有较小的收缩性。收缩包括两个方面，一是由于水分子减少而产生的干缩；二是由于温度降低而产生的温度收缩。基层材料的干缩和温度收缩

5、是引起基层结构产生横向裂缝的主要原因。另外一个原因是在车辆荷载作用下产生裂缝。3.1干缩性裂缝7干缩性裂缝的情况有两种，一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期的干缩；二是养护期满后到施工沥青封层或透层、摊铺沥青混泥土面层这段时间的干缩。水泥稳定碎石压实成型到正常养护期期间，由于混合材料本身的水分和养护洒水的水分蒸发以及混合料内部水化作用发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等，引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，出现拉裂的现象。如果这段时间天气正常，气温没有太大变化，混合料从最佳含

6、水量到较干燥的干缩过程可称之为一次性的干缩，其产生的裂缝是有限的。从基层养护期满后到施工沥青封层或透油层、摊铺沥青混凝土面层之间，如果这段时间间隔较长，自然天气从晴到雨，从雨到晴，风吹日晒雨淋，基层料从“较干燥——饱水状态——较干燥——饱水状态——”反复循环作用，水分反复的“蒸发、饱和、蒸发、饱和”，多次重复干缩过程，必然会使基层出现较严重的拉裂现象，在薄弱的地方就出现为裂缝，这种破坏在多雨的季节特别明显。养生结束后，如果是沥青砼面层，应清扫基层干净，立即喷洒透层、粘层沥青或先做下封层，以防止基层

7、干缩干裂。3.2温缩性裂缝温缩性裂缝也就是热胀冷缩产生的裂缝。万物都具有热胀冷缩的性质，水泥稳定碎石基层属半刚性体，也不例外。水泥无机结合内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中会使其产生热胀冷缩的体积变化，从而引起温缩性裂缝。3.3荷载性裂缝荷载性裂缝一般发生在基层的底部，由于车辆荷载的反复作用，裂缝逐渐向上扩展至表面，车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。除了上述产生的原因外，导致裂缝出现的原因还有很多，如材料

8、特性、自然环境、路面的设计、路基强度等。水泥稳定碎石基层所选用矿料的级配、调粉料的含量、路面结构组成、车辆荷载大小、地质水文等各方面的因素都与水泥稳定碎石基层横向裂缝的产生有直接联系。4.裂缝的控制及防治4.1原材料控制要控制水泥稳定碎石基层路面横向裂缝的出现，最基本的就是要保证施工混合料的生产配合比能够准确、稳定，这就要求施工必须要有相对稳定、合格的原材料基础。74.2水泥要求水泥要选用早期强度较低，同时初凝、终凝时间较长的水泥，在施工之前必须要通过实验进行检测，保证各项指标都能