摘要：作为市政道路结构的主要承重层，水泥稳定碎石基层对于道路各个结构层以及整体承载质量具有重要影响。道路工程基层施工一定要依照设计要求和相关规范进行，做好各方面的质量控制，确保施工质量，减少裂缝病害的出现，延长市政道路的使用寿命。
关键词：水泥稳定碎石基层；裂缝成因；防治措施
1 裂缝产生原因分析
1.1 干缩裂缝
水泥稳定碎石在水分减少时，其体积会缩且发生变形，暴露在干燥的空气之中容易硬化以及发生干缩裂缝的变化。其与水泥、水、碎石集料等有一定关系。混合料凝结过程中的水化反应会消耗掉水分。根据水泥含量的不同对水分的消耗也不同。另一方面，碎石集料表面也要吸附水，集料中的细料成分越多，表面吸附的水分就越多。
1.2 温缩裂缝
水泥稳定碎石由于混合料中有5%左右的水泥，所以具有热胀冷缩的性质，在混合料硬化初期，水泥水化放出较多的热量，但散热较慢，因此其内部温度较高，使内部体积膨胀。而外部如遇气温急剧降低则冷却收缩，内胀外缩相互制约，产生较大的应力。一旦应力超过其极限抗弯拉强度，将产生温缩裂缝。温缩裂缝多数是横向分布。
在武汉经开区川江池四路K0+060~K2+010段路面结构为3cmAC13+5cmAC20+7cmAC25+ 3×20cm水泥稳定碎石基层+20cm级配碎石底基层，水泥稳定碎石基层于2018年7月开始施工，除K1+669~K2+010外，K0+060~K0+549段水泥稳定碎石基层均不同程度的出现横向裂缝的病害，其中位于检查井的位置裂缝较为严重，出现每间隔5~15m的横向裂缝，维修时裂缝已超过5mm，均出现在重交通流向的一侧，同段落的另一侧稍少些。在路面维修的同时进行破坏原因调查和分析，总结经验教训。分析发现路面出现这些裂缝的原因是基层裂缝反射的路面造成的。建设时为提高水泥稳定基层的强度，增加了水泥用量，这样水稳基层出现了大量的微小干缩裂缝，水泥计量较高的路段就像水泥混凝土路面那样产生了5~15m的裂缝，这些基层裂缝反射到路面上，在重交通特别是超限车辆作用下造成路面和水稳基层断裂，路面整体强度破坏，路面裂缝拓展。
1.3外力作用下网状裂缝
网状裂缝也叫“龟裂”，它是由于局部弯沉太大，在外力作用下产生结构性破坏的裂缝，它是一种破坏性较大的裂缝，如：车辆反复性荷载性裂缝通常发生在基层的底部。在车辆重复荷载的过程中，基层面底部会发生拉应力，当拉应力已经超出所用材料的强度极限时，水泥稳定碎石基层的底部就会产生裂缝。如遇下雨，则渗水，在外力作用下引起翻浆。初期时仅为网状细裂纹，随着时间的推移，裂纹处基层内部的水分继续蒸发，裂纹逐渐发展成为发散形裂缝。在外力作用下，基层呈塌陷状。
2 水泥稳定碎石基层裂缝的防治措施
2.1 加强水泥稳定碎石配合比设计
水泥稳定碎石路面结构，主要使用水泥、碎石及石屑施工作业，融入最佳水分，在均匀搅拌与压实之后，得到高强度的路面结构，其稳定性可以达到预期的施工规定，在此期间将其称为水稳结构。相关研究表明，0.6mm档细集料对水泥稳定碎石基层的干性收缩和温性收缩的影响很大。在配合比设计工作中，根据级配组合要求等实施设计工作，明确颗粒级配，尤其控制0.6mm和0.075mm的通过率，使之尽量接近低限，通过7d无侧限抗压强度测试，使基层强度处于5.0～7.0MPa范围内，这样既可以保证强度，也可避免因强度过高引起较多的反射裂缝。水泥稳定碎石是在沥青结构下面铺筑的承重层，属于路面与路基的连接纽带，是车辆荷载的承担结构，在实际设计过程中，需针对行车垂直类型荷载内容与分散荷载内容进行合理的分析，积极采用先进的工艺技术，根据施工环境因素对施工方案进行调整。
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2.2 减少施工过程中含水量与水泥剂量对施工质量的影响
2.2.1 含水量不均匀和水泥剂量不合理分析
在质量控制期间，经常出现含水量不均匀和水泥剂量不合理的问题。如果含水量过小，将会导致水泥的水化与水解效率降低，出现强度问题，也会导致压实效果受到一定影响。如果碾压含水量超过最佳含水量的1%，收缩能力就会较强，水泥稳定碎石蒸发散失的水分也会越多，形成的裂缝扩展速度就会越快，裂缝数量越多。对于灰剂量而言，在搅拌工作中，如果无法保证灰剂量的稳定性，将会导致市政道路路面结构的施工强度降低，无法满足施工要求。通常水泥剂量越高，强度越高，但是水泥剂量过高，水化热会让基层内外产生温差，从而导致路面开裂，干缩变形和温度变形严重化；产生的裂纹也就增多，易导致水泥稳定碎石基层破坏，严重缩短道路使用年限。相反，水泥剂量偏低，又会影响基层施工质量。另外，在压实度检测工作中，需针对碾压厚度与遍数进行合理的检测，如果碾压设计出现问题，将会导致路面结构出现沉陷等问题，还会影响碾压强度与压实效果。
2.2.2 含水量及水泥剂量及时检测
为了解决以上问题，应及时对含水量及水泥剂量进行检测，利用科学的工作方式提升检测水平，满足施工需求。在检验检测期间，需规避人为因素导致的结果不准确问题，利用合理的管理方式提升检验检测工作水平，及时发现质量管理问题与不确定性因素，采取合理的措施解决出现的问题，保证检测工作水平，具体措施有：（1）含水量检测须遵循及时性原则。在混合料运输与摊铺时，要做好现场观测与检验工作，一旦发现碾压异常，要检测含水量，将其控制在1%以内。（2）灰剂量检测试验需现场使用EDTA滴定方式，明确水泥剂量要求并进行严格控制。在此期间，还要利用拌和机对混合料进行搅拌处理，在合理开展试验测定工作的情况下，明确水泥的剂量要求，对检测内容与试验结果等进行严格分析，确保水泥剂量符合规定，增强水泥稳定碎石基层强度。
2.2.3 加强基层养护工作
水泥稳定碎石基层在强度形成的时候，水分消耗量较大，会出现收缩现象，因此基层养护期要求不少于7d，期间一定要保证水稳基层表面始终处于湿润状态，从而有效避免干缩裂缝的产生。另外，可以对水泥稳定基层表面进行缩缝切割，以消除温缩和干缩裂缝，具体方法是用切割机沿道路纵向每隔一定距离切割一道缩缝，然后在缝内灌以乳化沥青。采取这种办法的机理是，人工提前消除基层所产生的收缩应力，即使基层的收缩应力提前释放，避免基层开裂。
2.3 做好裂缝处理。
在市政道路工程施工项目中，总会碰到一些无法预料的问题，技术人员需要采取合理的方案加以解决。在水泥稳定碎石基层施工过程中，路面容易出现裂缝现象，可采用切割机对道路基层进行纵向切割，然后用混合材料涂补裂缝，如果混合材料出现脱落、松散，则需要组织专业施工人员进行开槽，将混合材料填补到开设槽面中。及时对路面裂缝进行处理，可以延长路面的使用寿命，也能减少路面维护成本，提高道路的使用率。
3 结束语
由于水泥稳定碎石具有早期强度高、水泥稳定性较好的特点，在路面工程中得以大规模应用，其技术工艺成熟，但路面早期易产生温缩裂缝、干缩裂缝和反射裂缝，当雨水通过裂缝进入基层后，在交通荷载作用下，会产生唧浆现象，导致基层强度降低，加速路面破坏。因此，如何预防水泥稳定碎石基层产生裂缝就成为了水泥稳定碎石基层施工的重点。本文将分析水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因，对市政道路工程水泥稳定碎石基层裂缝的预防措施进行总结，以便有效地提高市政道路工程的施工质量。
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论文作者:邹圣康,王佳芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签：裂缝论文; 水泥论文; 基层论文; 碎石论文; 稳定论文; 路面论文; 剂量论文; 《基层建设》2019年第1期论文;