成因水泥稳定类基层路面裂缝成因与防治

摘要：水泥稳定类基层开裂导致路面出现反射裂缝是水泥稳定类基层路面出现裂缝的一个主要原因。探讨了水泥稳定类基层裂缝的成因,从原材料、配合比和施工工艺三方面提出了裂缝防治措施。
关键词：水泥稳定类基层；裂缝；成因；防治
Abstract: Cement stabilized base cracking cause pement reflective cracking is one of the main reasons of crack in cement stabilized base course pement appeared. The causes of the cement stabilized base cracks, the crack prevention measures from the three aspects of ratio and construction technology with raw materials.
Keywords: cement stabilized base; cracks; causes; prevention
2095-2104（2012）
水泥稳定土（以下简称水稳）是沥青混凝土路面的常见基层材料,随着沥青混凝土的路面的不断发展,水

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稳基层的的应用经验也越来越丰富。但是,水稳属半刚性基层结构,半刚性基层材料的主要缺点是抗裂性能差,在温度变化和水分蒸发等因素的影响下容易产生裂缝,影响水稳基层的整体性,降低其强度和刚度;在铺筑沥青混凝土面层后基层裂缝发展形成反射裂缝,最终影响路面寿命。因此,探讨水稳基层的裂缝成因有助于我们了解和防治水稳基层路面产生裂缝。

一、裂缝成因分析

1. 温缩裂缝。水稳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,但散热缓慢,所以内部温度较高,使得内部体积膨胀。而新铺的水稳基层外部随着温度的降低要产生温缩,温度降低得愈多愈快,产生的温缩愈大。如果水稳基层板体不受到底基层的约束,由于温度的变化可以使其产生自由翘曲变形,而不会产生翘曲应力。反之,如果翘曲变形受到板底约束,板体底部将会产生翘曲压应力,板体顶部将会产生翘曲拉应力,当这种收缩应力超过水稳半刚性材料本身的抗拉强度时,就会导致半刚性体开裂。
2. 干缩裂缝。干缩裂缝是在半刚性基层强度尚未完全形成前,基层水分损失而引起体积收缩的现象,一部分水分蒸发,另外一部分水分因水化反应形成结晶体,导致基层每隔一段距离产生均匀的干缩裂缝。一方面,水泥水化反应会消耗大量水分,水泥含量越高,消耗的水分越多。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。因此,水稳产生干缩裂缝与原材料的组成有很大关系。第

三、基层施工过程中,含水量越大,蒸发散失的水分就越多,就越易产生干缩裂缝。

3. 其它原因。由于水稳基层配合比及级配设计不合理,水泥含量的影响。若集料太多、粒径太大,拌和料就会产生离析,集料与结合料形不成密实结构,产生不了强度;若集料太少或粒径太小,则容易引起温缩裂缝,形不成板体,影响强度的形成。施工时,含水量控制不够准确,没有在最佳含水量或接近最佳含水量下进行碾压,养护不及时或养护方法不当,碾压工艺不合理,都会造成基层压实度没有达到规范要求,使水稳基层在施工早期产生纵缝。

二、裂缝防治

1. 原材料及配合比。考虑不同品种的水泥具有不同程度的收缩性,尽量选择普通硅酸盐水泥。为保证水稳基层施工时有足够的时间运输、摊铺和压实,应对水泥的终凝时间有限制,一般需要6～10 h。水泥剂量增加将使混合料干缩应变及干缩系数增加,综合考虑抗裂特性及强度,水泥剂量为5% - 6%。强度满足要求但级配不同的水稳混合料其抗裂能力有很大差别。规范确定级配范围相对较宽,若集料偏细,则混合料收缩量大,因此施工现场要严格控制粉料(粒径小于0. 075 mm)的含量,粉料含量不超过3 %;但集料过于粗糙,则集料间的粘接力不足,一旦车辆上路,表面层极易跑散,使得基层的平整度难以达到验收标准要求。配合比设计不能单从规范和计算来定出水稳基层配合比及级配,要通过试验并根据规范和计算的结果定出最佳的配合比及级配。建议配合比设计时,级配线按正“S”行调整, 4. 75㎜以上筛孔通过率宜处于级配范围中值与上限间；

2.36以下筛孔通过率宜处于级配范围中值与下限间。

2. 施工工艺。应派专人负责混合料的含水率,及时调整拌和用水量。加强拌和质量,减少材料离析。混合料成品经覆盖及时运往施工现场,避免水分蒸发。一天施工中应根据日照强度和风力大小多次调整含水量,一般早、中、晚三次要调整含水量。同时试验人员应在拌和站和摊铺现场用酒精快速测定含水量,施工操作的前后台通讯联系应方便和顺畅,当现场的含水量与最佳含水量相差大时,及时通知后场调整含水量。在施工时间上应尽量避开夏季高温,选择上午或夜间施工。采用灌砂法进行压实度检验,应对集料进行筛分以确定粗骨料含量,分别选用不同的密度标准。对于施工接头处,可采用足够宽的大型摊铺机或两台摊铺机并列形成梯队联合摊铺以避免纵向裂缝的产生。对于横向裂缝,将摊铺机下未压实混合料铲除,将已压实的末端切割成一个横向垂直向下的断面,摊铺机返回到压实层的端部,用木垫板垫至虚铺高度,再摊铺碾压新的混合料,继续下一步施工。水稳基层碾压结束后,必须及时进行养生,一般的养生期为7 d,养生结束后,做透层或粘层,并及时铺筑面层。除在基层间喷洒透层油外,还应设置如改性乳化沥青稀浆材料的下封层,隔断下渗水对基层的侵蚀破坏。在沥青面层与水稳基层之间,及早铺设土工无纺布,保证内部湿度,如气温交高应适量补水。同时铺筑面层时,设置沥青面层上封层,厚度至少要大于或等于2㎝ ,且要用细粒式沥青混凝土。

三、结束语

水泥稳定类基层开裂导致路面出现反射裂缝的现象比较普遍,由于水分蒸发和混合料内部发生的水化作用使得混合料内部水分不断减少及温度变化产生较大的收缩是水泥稳定类基层产生裂缝的主要原因,通过合理选择原材料及用量,改善加强养护等措施可以防止该裂缝的产生。