浅谈水泥稳定碎石基层裂缝的成因及防治对策

袁力均

（江苏金堰交通工程有限公司，江苏 泰州225500）

水泥稳定碎石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，水泥稳定碎石基层的应用经验也越来越丰富。但是，水泥稳定碎石属半刚性基层结构，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，影响水泥稳定碎石基层的整体性，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，探讨水泥稳定碎石基层的裂缝成因有助于了解和防治水泥稳定碎石基层路面产生裂缝。本文分析裂缝产生的原因，并结合工程管理经历，提出处治方案，以期指导施工。

1 影响水泥稳定碎石基层裂缝的主要因素

对于水泥稳定碎石半刚性基层，裂缝往往不是由交通荷载作用引起的。水泥稳定碎石基层由于水分蒸发及温度变化的影响，很容易产生裂纹，在承受荷载之前，就已经存在大量的微细裂纹和孔洞。因此，实际上它是在带有裂纹的状态下承受交通荷载作用的，基层的温缩是引起裂缝的内因。干缩和温缩影响因素较多，主要有水泥剂量及收缩性大小、集料及集料中0.075mm以下的含量、塑性指数、水泥稳定碎石基层碾压时混和料含水量偏大、养护不及时及养护结束后未及时铺装封层等。

1.1 干缩因素

水泥、碎石和水经拌和、压实后，由于蒸发和混和料内部发生水化作用，混和料的水分不断地减少。由于水分的减少，材料矿物晶体或胶凝体间层间水的作用和碳化收缩作用等会引起半刚性材料产生体积收缩。

水泥稳定碎石的干缩应变，一般随水泥剂量的增加而减少，并达到一个最小值，然后随水泥剂量增加而增加，据相关资料试验表明，在水泥剂量5%时混合料的最大干缩应变和平均干缩系数都达到最小值，具有较强的抗干缩能力，然后随水泥剂量的增加，干缩值也开始增加。据统计，水泥剂量增加一倍，半刚性基层的横缝可增加20倍。这说明水泥剂量是影响干缩的主要因素。

混合料含水量也是缩缝形成的关键因素，含水量太大，水分蒸发产生干缩裂缝是必然的，含水量太小，摊铺时易发生粒料离散，成型过程中水泥水化反应供水不足，难以形成整体强度。现场的做法是：压路机初压有稍许粘轮，复压轮面光洁，这时的含水量应是比较适中的，当然如果运输距离较长或气温过高时的摊铺应另当别论。

1.2 温度收缩因素

半刚性基层的温度收缩与干燥收缩一般同时发生。影响水泥稳定碎石温缩裂缝的主要因素有含水量、集料及矿物成分和环境温度等。混合料的温缩系数随含水量、水泥剂量、塑性细粒土含量的增加而增加。水泥剂量尽管是影响半刚性基层材料温缩特性的一个因素，但是水泥剂量在一定范围内变化时，对半刚性材料的温缩性的影响不是很大。据有关资料表明，水泥剂量在5%～7%的范围内变化时半刚性基层材料温缩系数的变化不超过5%，国内外研究表明，半刚性基层材料胀缩系数主要取决于基层材料的集料，特别集中在0.075mm以下的含量，说明集料质量是影响温度收缩的主要因素。

1.3 其它因素

1）路基局部软基处理不彻底，弯沉检测不符合设计要求。由于局部弯沉太大，水稳基层板块碎裂，出现下雨或渗水后，在外加剂作用下引起翻浆，裂缝处的水份蒸发后，形成网状发散型裂缝。

2）在结构物台背附近，除了桥头台背在短期内回填的因素外，也有结构物沉降和路基沉降的关系，由于填土高度不一样，导致路基沉降快慢不一样，最后在路面沥青砼表面出现反射裂缝。

3）在结构物附近，水泥稳定碎石基层施工时，存在接茬处理不彻底、机械摊铺不方便改用人工补料的情况，人工处理时难免会发生集料离析和延续时间的问题，从而产生裂缝，这些裂缝虽然在早期发生，但由于水稳混合料运输等问题不易被发现，最终在后期反射到面层时被发现。

2 水泥稳定碎石基层裂缝的防治对策

1）裂缝是水稳基层质量通病之一，通过有效的控制措施，能得以较好地控制，在泰州市疏港公路全线施工结束后（2～3个月内）未发现裂纹现象，与其它扩建工程相比，收效显著。主要的措施是：一是严格控制混合料碾压前含水量；二是控制原材料中细集料的质量、混合料粉尘含量；三是控制水泥用量。

减少水泥稳定碎石裂缝应对混合料含水量、粉尘含量、水泥剂量进行综合控制，不能只强调单一因素，三者之间可以相互弥补，笔者认为减少水泥稳定碎石基层表面裂缝首先应控制含水量，其次是水泥用量，再次是粉尘含量。

2）在水稳配比设计中，采用缓凝普硅水泥，并外掺水泥剂量的15%～20%的粉煤灰等量替代水泥，使粉煤灰总掺量接近于胶凝物匹配比例，以延缓水稳早期强度形成，降低早期强度，控制缩裂。这种方法还有待于在实践中验证。

3）目前大量路基路面工程对进度要求比较急切，但施工中应充分考虑路基沉降的合理时间，同时水稳基层施工完成后可适当安排部分交通量，让水稳基层经受雨水、外力的考验，使裂缝充分表露，在面层摊铺前对基层裂缝进行系统检查和处理，这样才能确保面层的完整美观。

4）如出现大范围点状分布，应对路基进行重新处理，同时对软基处理结果进行评定总结，符合要求后方可安排水稳基层的摊铺；如小范围分布，也应局部处理，杜绝产生龟裂的源头。一般在路基工程交工验收时，应加强弯沉检测，同时对结构物台背、沟塘填方、软基处理地段应加大弯沉检测频率，单独评定。

5）在水泥稳定碎石摊铺前，对高填方段、结构物台背等特殊地段进行堆载预压，同时进行细致的沉降观测，符合要求后方可解除堆载。此外在这些部位的人工摊铺应集中快速处理，确保在水泥缓凝期间碾压密实。假如工期不允许堆载预压处理，将是不可避免出现裂缝的后患。

6）下承层验收严格规范要求；水稳施工中严格控制水泥用量，施工程序、碾压时间、养生天数严格按设计要求到位。

7）对于水稳基层表面出现的早期裂缝，首先应将裂缝较大的进行切缝处理，填灌沥青胶，对于较小的裂纹，直接撒布粘层油，铺设玻纤格栅，目前这种方法是处理基层裂缝的常用办法。

8）对于路面面层出现的反射裂缝，除网状裂缝外，其余均可采用密封胶封填技术：将密封胶加热到180℃，灌入裂缝后，由于加热后黏性降低，密封胶会快速渗透到路面基层和面层中，冷却后，在常温和低温下仍具有较高的弹性和密封性，有效地阻止了水分的渗入，防止病害进一步扩展。

3 结束语

水泥稳定碎石基层开裂导致路面出现反射裂缝的现象比较普遍，原因也是多方面的，但因为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，这是水泥稳定碎石基层产生裂缝的主要原因。通过合理选择原材料及用量，加强施工工艺的过程控制，改善及重视养护等措施可以防止该裂缝的产生。工后沉降产生的裂缝可采用提高施工技术含量、并进行堆载预压，可延缓裂缝出现。

［1］孙庆新.水泥稳定碎石早期裂缝控制的技术和实践[J].公路交通科技,2009(6).

［2］黄煜镔,吕伟民.防治水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝措施浅析[J].建筑技术开发,2004.

［3］杭敏.水泥稳定碎石基层(底基层)的施工与质量控制[J].山西建筑,2009(33):307－308.