水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治吴跃宝

水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治吴跃宝

吴跃宝

吴跃宝(四川华庭建设有限公司四川成都610000)

摘要：由于水泥的水化和水分的蒸发，稳定类基层容易发生收缩变形，产生裂缝，这类裂缝对公路的负面影响很大，应当采取措施预防。本文分析了水泥稳定碎石基层收缩裂缝形成机理与原因，并探讨了水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治措施。

关键词：水泥稳定碎石基层；收缩裂缝；成因；防治

一、水泥稳定碎石基层收缩裂缝形成机理

水泥与各种粗细集料经水拌和，碾压后，由于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水分会不断减少。由于水的减少而发生毛细管作用、吸附作用、分子间作用、材料矿物晶体或凝胶体间层间水的作用和碳化作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。半刚性材料产生干缩的程度或干缩性的大小与材料类型及物理化学性质、矿物成分、配比、材料的强度及含水量和环境条件有密切关系。半刚性材料的干燥收缩是由于其内部含水量的变化而引起整体宏观体积收缩的现象。因此含水量是影响半刚性材料干燥收缩最重要的因素，它影响着材料的干缩程度和规律。适当控制含水量，可以控制收缩值的变化，所以在半刚性基层施工中，严格控制各原材料的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一。

二、水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因

由于水分的散失而产生的干缩裂缝,发生在铺筑沥青面层之前或之后，主要是横向裂缝,也有少数是纵向裂缝。水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因较多，下面从施工角度进行分析：

（一）材料原因

1、颗粒级配不理想

颗粒级配不理想，或者级配尽管在级配曲线要求范围之内，但细料较多，容易产生干缩裂缝。

2、水泥用量

水泥稳定碎石基层强度随水泥剂量的增加而增高，但刚度的收缩系数也随着加大。水泥用量过大，造成基层刚度过大，容易产生收缩裂缝。

3、含水量

水泥稳定碎石基层含水量的大小对基层的干缩系数影响较大。当混合料中含水量过小时，混合料中水泥不能完全水化，降低了基层的整体强度；当混合料中含水量过大时，由于水分蒸发，未硬化胶体体积缩小致使路面产生干缩裂缝。

4、集料的影响

1)粒径:不同粒径的集料其干缩性不同,细料土比粗料土的干缩性大。2)性质:塑性指数大的粘粒干缩性大。

（二）施工原因

1、拌和质量不高,不稳定:集料计量不准确,集料的级配得不到保证,水泥和水分用量控制不严,每盘料差异太大;拌和时间不足、拌和不均匀,易出现粗细料集中、离析等现象。混合料铺筑成形后由于不同地段、上下层之间的干缩温缩性不同,易产生裂缝。

2、压实不充分,使基层不够密实,空隙率大,抵抗干缩温缩拉应力的能力也会大大降低。

3、碾压时混合料中含水量偏大,碾压后残留的水分过多,或混合料的含水量不一致,忽干忽湿,造成不同地段或上下层之间干缩温缩性不同,在外界条件影响下,易产生裂缝。

4、养生不及时。水稳的养生十分关键,在养生期内必须保证表面的湿润,洒水应及时、均匀,否则在干燥炎热的气候条件下,2d～3d过后就会出现干缩裂缝;养生期满后,没有立即洒透层油保护,使水稳基层长期暴露在外,外界温度的变化、降雨、交通荷载均会影响基层的性能。

三、水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治措施

（一）优选材料

严格控制混合料中小于0.075以下的颗粒（矿粉、粘土）含量：小于0.075以下的颗粒含量增加时，不但增加了水泥的用量，而且基层表面还容易起皮（起砂），严重影响水稳层的质量。同时，当细集料增加时，混合料的温缩系数随温度降低的变化幅度越来越大。温度越低，细粒料对温缩的影响也越大。因此，规范中水稳层的颗粒组成范围规定：集料中0.5mm以下细粒土有塑性指数时，小于0.075以下的颗粒含量不应超过5%，细粒土无塑性指数时，小于0.075以下的颗粒含量不应超过7%。在实际施工控制中，要减小0.075以下的颗粒（矿粉、粘土）含量采用在储料场过筛方法除去或用水冲洗是很不现实也很费时的。最好的方法是在破碎现场加装水洗装置或者在破碎机的皮带运输机最后一环节上再加装一个可360度旋转的滚动筛。经过这个工序，小于0.075以下的颗粒含量将会大大减小。施工时，如果能将塑性指数控制在小于4%，不但可以减小水泥稳定粒料的收缩性，而且还可以提高压力水对基层的抗冲刷能力。选用合适的水泥，一般来说，C3A含量大、细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。一般的水泥稳定碎石基层，其设计强度通常为3～5Mpa。设计强度越高，所需水泥用量越大。基层刚性越大，越易产生干缩性裂缝，缝宽也越大，所以规范规定水泥剂量≦6%（美国和日本也限制在6%，法国限制在5%）。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内，砂岩骨料的收缩最大，石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。加入新型外加剂，如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。混凝土减缩剂的化学组成主要为聚醚或聚醚类衍生物，它几乎不存在水泥适应性问题，且与其它外加剂有良好的相容性。

（二）施工过程中不断优化生产配合比

每天正式拌料前，由试验人员对料场各种原材料进行取样筛分、检测含水量，定出当天的配合比。根据有关资料，0.425MM和粘粒(<0.002MM)的含量对混合料的干缩影响更为明显，因此我们在筛分时严格控制0.6MM和0.075MM两档的通过率。通过级配的合理调整，尽可能采用骨架密实型结构，减少水泥含量，降低单方用水量，增加粗骨料的相对含量。

（三）通过试验段拟定适宜的方法

根据标书标准，在开展建筑前，要先建筑一段实验段。实验段的任务是检查搅拌、运送、铺设、压实、养生等这些设施是不是可靠，混合骨料的配比是不是符合设计标准以及品质标准，就是设计出各个工程程序的品质掌控技术，得到检测使用的生产配合比以及松铺数据，明确搅拌压实到稳定需要的时间，进而拟定适宜的科学的建筑方法。

（二）严格控制碾压时的最佳含水量

为保证混合料含水量稳定，必须保证石料原材料含水量的稳定。因此在施工时，应根据天气情况适当增加或减少拌和用水量。例如，在夏天施工气温较高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同，还要根据运距远近、运输车辆配置情况不断调整，确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。混合料在运输过程中，采用篷布覆盖，以减少水分的散失和混合料含水量不均的现象。

（三）拌合

采用高性能拌和机进行混合料的拌和，可确保集料级配、水泥误差小，水的流量控制准确，能尽量排除不利因素，确保配合比准确。

（四）碾压

摊铺后及时进行碾压，根据气温情况，适当调整碾压段落长度，在气温高，混合料水分散发快时，采用20m左右作为一个碾压段，以尽量减少混合料表面水分散失，混合料水分散失过快，会造成混合料难于压实，气温低时，采用50m左右作为一个碾压段。碾压过程中，严格控制水稳层的压实度，确保压实度在最大干密度98%以上，通过提高压实度来保证水稳层的强度，适当降低水泥用量，以提高水稳层荷载抵抗能力，同时能有效预防裂缝的发生。

（五）养生

碾压完成后经过压实度检验合格的路段应当立即进行养生．人工使用土工布覆盖在碾压后的基层上面。经覆盖2小时候．再次晒水并正常养护7天后将覆盖物清理干净。注意晒水车不能使用高压式喷管，只能采用喷雾式喷头，因为高压式喷头容易破坏基层结构。养生期内每天晒水次数应根据天气情况而定，要始终保持水泥稳定碎石基层表面湿润。如果铺筑后养生不及时或不到位，导致水分散失比较快．导致干缩应力迅速增大但此时的抗应变能力还较低就易产生干缩裂缝，并随时间增长裂缝逐渐增加。正确的养生既要保证水泥稳定碎石基层的强度，又要避免发生干缩裂缝。

参考文献:

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[2]水徐敬道.泥稳定碎石基层材料特性[J].科技信息,2014年1期.

[3]刘九正.高速公路抗裂型水泥稳定碎石基层应用研究[J].公路工程,ISTIC-2013年6期.