| 标题 | 水泥稳定碎石基层裂缝产生的现象及预防对策 |
| 范文 | 肖瑞清 摘要：目前，随着我国交通运输业的不断发展，其对道路路面质量的要求也越来越高。而水泥稳定碎石基层是路面施工时最常使用的一种路面基层结构，它具有平整、耐用、防透水性强等特点，在我国的公路设施建设中广泛应用。但与此同时，水泥稳定碎石结构也容易出现基层裂缝问题，影响路面的正常使用。本文深入分析了水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因和危害，并结合水泥混凝土、沥青混凝土路面的实际破损情况，提出了一些有针对性的应对处理措施。 关键词：水泥稳定碎石基层 裂缝 现象 原因 预防 处理办法 目前，随着我国高等级公路的不断发展完善，半刚性基层结构的应用范围也越来越广，而水泥稳定碎石是一种最为常见的半刚性路面基层材料，其整体结构特性和力学性能较好，符合路面工程建设的发展需求。但水泥稳定碎石材料也有其固有的缺陷，主要表现在结构脆性大、受温度和湿度影响较大、稳定性差，这就严重影响了施工路面的强度和稳定性，容易出现一些路面工程病害，影响其使用寿命。其中，在水泥稳定碎石基层结构中最常见的病害类型是裂缝问题。 1 裂缝产生的常见表现及危害 水泥稳定碎石基层是一种半刚性的基本结构，在施工时稍有处理不当就会出现裂缝问题。裂缝一般出现在基层的顶面，并沿着裂口横向延伸，最终形成裂缝。裂缝一般呈等距分布，裂缝宽度通常在0.5-3.5mm之间，裂缝长度不稳定。裂缝一般最早出现在水稳层的养生过程中，有些裂缝则出现在路面通车后，受行车荷载作用的影响而愈加严重。水泥稳定碎石基层裂缝不仅会在一定程度上削弱路面的结构强度，还会引发坑洞、松散、碎裂等路面病害的出现，破坏路面施工结构，影响其正常使用，给道路交通带来不便，具体来说，其危害主要体现在：①在水稳层养生过程中出现的反射裂缝，容易受到路面行车荷载的影响，并在温度、降水、暴晒的作用下不断扩大其裂缝范围，破坏水稳基层结构，大大降低了其承载能力，造成路面强度下降。②路面通车后，裂缝受车辆行驶时的荷载作用影响，裂缝长度和宽度都相应增加，出现反射裂缝。路面结构在双重裂缝病害的作用下将裂缝引入基层结构，一些基层的细集料受行车时的作用力影响被甩出路面，造成路面空洞、松散、密实度下降，破坏其内部构造，降低其使用寿命。 2 裂缝的常见类型及原因 2.1 水泥稳定碎石基层裂缝形成的机理。水泥稳定碎石基层结构是一种半刚性的基层结构，其收缩性较小，但由于其抗裂性能较差容易引发裂缝，影响路面的正常使用。通过分析水泥稳定碎石基层裂缝的形成和发展过程，我们可将裂缝分为以下几种类型：①收缩裂缝：收缩裂缝主要产生在水稳基层压实之后，在此阶段水稳基层的水分蒸发速度加快，在蒸发和水泥水化的双重影响和作用下，内部水分含量不断降低，基层压实体发生收缩，从而出现了一系列裂缝。此类裂缝的特点为，其产生时间通常在施工结束后20天左右内，缝宽多在1-3mm之间，呈横向分布。②内应力裂缝：当水稳基层自身材料在其干缩度和温差膨胀度作用下产生的拉应力超出其极限抗拉强度时，水稳基层便会在强度相对薄弱的路面出现裂缝，这就是内应力裂缝。内应力裂缝是公路工程施工中最常见的一种裂缝类型。受材料本身的差异，其断裂紧缩类型也存在一定的差异，土或细粉料含量较高的材料多为干缩断裂，而集料含量较高的材料多为温缩裂缝。③荷载外力裂缝：当内应力裂缝形成后，路面使用时间一长，受自然因素和人为因素的影响，横向裂缝的延伸范围进一步扩展，同时纵向裂缝也随之产生。横行裂缝和纵向裂缝相互影响作用，最终形成了一个覆盖面积较大的网裂区，即荷载外力裂缝。在路面车辆的行驶过程中，裂缝的发展速度进一步加快，裂缝宽度和长度也越来越大，进而造成路面的结构性破坏，严重影响了其使用功能的发挥。④温缩裂缝：温缩裂缝即路面受热胀冷缩作用而产生的裂缝。路面内部的水泥无机结合材料在温差的影响下，其体积大小也发生相应的变化，从而出现裂缝，温缩裂缝的产生与温度相关。 2.2 水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因。通过深入分析和研究水泥稳定碎石基层材料的基本要求和具体生产工艺，我们可以得出水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因。总体来看，产生裂缝的原因主要有以下几方面：①设计环节安排不合理，设计配合比不科学，生产环节配比控制不到位，混合料粗细程度失调。②施工时，施工人员因水泥配比不合理而造成裂缝出现，即将生产标号、批号、品种、性能差异较大的水泥混合使用，造成收缩应力出现偏差，产生裂缝。另外，施工时水泥剂量过大或水灰比重过高都会造成收缩不协调，从而产生裂缝。③在材料拌合过程中，施工技术人员如果没有把握好含水量，或者没有充分考虑到天气、运距、材料性能等对其含水量的影响，就容易造成含水量过高或过低，不符合最佳含水标准。当含水量过低时，水分不足造成水泥稳定层水化作用不充分，强度过低，压实难度大。当水分含量过高时，水稳层已经成型后仍有一定量的水分游离于表层，起到了暂时填充空隙的作用，一旦其发生蒸发就会引发表层干裂，出现裂缝。④在拌合过程中，因拌合不均或摊铺不合理造成表面离析，从而出现裂缝。⑤选择高温期间进行施工，忽略了路面的保养和维护，出现基层干裂。⑥在对碎石进行加工时，没有很好地将山皮剥离干净，导致小规格料含量过高，塑性指数过高，从而产生裂缝。⑦碾压过程不到位，密实度较低。在对水泥稳定碎石基层进行碾压时，某些施工位置碾压程度低，未达到预期效果，或含水量把握不足，造成密实度过低，一旦承受荷载过大就会发生形变，导致路面出现裂缝。⑧交通开放时间过早。一般地，在路面施工完成后，路面必须经过一定时间的晾晒和干燥才能进行路面开放，开放时间过早势必会对路面造成一定的损害，从而影响其正常使用。过早开放交通会因水稳层强度不足而产生裂缝。 3 裂缝预防措施 3.1 严格碎石加工质量。在对碎石原料进行加工时，施工人员一定要仔细将碎石上那些已经风化的山皮剥离干净，降低小规格料含量。另外，在片石破碎之前先使用振动传输上料机筛净残土，保证碎石规格符合标准，并根据实际施工情况定期更换锤头，以防针片状碎石的进一步增多，影响施工质量。 3.2 在水泥进场前要严格检测其质量，确保各项指标均符合施工规范要求。根据当前施工规范来看，一般情况下水泥稳定碎石基层的设计强度都在3-5Mpa之间，而随着设计强度的不断提高，其对水泥的需求量也相应增加。随着其基层刚性的增大，干缩性裂缝也随之出现，并越来越大，影响路面的整体结构。因此，要想避免此类问题的发生，施工人员必须规范水泥用量，不可使用过多，将水泥剂量控制在合理范围，不能超过5.5%。 3.3 在将各种材料配合调制时，必须保证其设计配合比符合生产要求。在设计强度和施工变异性稳定的基础下，施工人员应尽量减少水泥剂量，并加强质量安全检测力度，强化质量意识，并及时给各仓上料，实行责任到人制度，紧抓细微环节，避免出现料仓出料口堵塞问题，影响整体施工质量。 3.4 严格控制拌合料含水量。一般情况下，拌合料在摊铺时其含水量可以略高于最佳含水量。水泥稳定碎石基层要想实现水泥水化这一过程，就必须保证其足够的含水量，但也不宜过高，以免路面湿度过大，出现压痕，或因细料和水泥浆上浮至表面，出现干缩性裂缝。因此，在施工环节，施工人员必须根据具体的天气情况及时调整拌合料的含水量，以保证碾压的正常进行。 3.5 选择合适的施工时间 要想保证施工质量，就必须选择适宜的施工时间。一般情况下，水泥稳定碎石基层结构施工最好选择气温变化较小时段，此时施工内部结构对温度的感应力较小，水稳层不易出现胀大或收缩情况，产生裂缝的可能性也随之降低。 4 结束语 为了保证高等级路面使用功能、减少破损、延长使用寿命，水泥稳定碎石基层施工过程中要控制好施工配合比、水泥剂量、施工最佳含水量、碾压时间、结构层压实度；做好草、麻袋保湿覆盖、洒水养护工作，尽量减少、防止裂缝的发生。同时，基层裂缝出现后要采取有效措施及时处治，防止发生反射裂缝。 参考文献： [1]中华人民共和国行业标准《公路路面基层施工技术规范》 JTJ034- 2000.北京：人民交通出版社，2000年6月. [2]邓学军主编.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2000 年2月. [3]水泥稳定碎石基层合理强度指标与反射裂缝防治技术深化研究[D].南京：东南大学，2006. [4]杨文丁.半刚性基层材料收缩性能研究[D].西安：长安大学， 2004. [5]杨碧.浅议水泥稳定碎石基层沥青路面的裂缝控制[J].黑龙江科技信息，2009（15）. |
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