汪圣谷

（安徽省公路工程技工學(xué)校，安徽 合肥230051）

水泥穩(wěn)定碎石，在合理的級(jí)配碎石中摻入一定量的水泥和水經(jīng)拌和、攤鋪、碾壓養(yǎng)生后，它具有良好的力學(xué)性能和穩(wěn)定性、耐久性、抗凍性好的特點(diǎn)，且料源廣泛，施工方便，對(duì)環(huán)境污染少，因此被廣泛應(yīng)用于路面基層中，其主要作用是承擔(dān)瀝青面層傳遞的行車(chē)垂直荷載，并將荷載均勻地分散在路基中。水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫，將會(huì)降低基層的整體強(qiáng)度，還會(huì)形成反射裂縫，使瀝青混凝土路面出現(xiàn)相應(yīng)的橫向裂縫，直接影響路面的行車(chē)質(zhì)量，縮短路面使用壽命。

研究中我們通過(guò)水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫種類(lèi)和原因分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)，施工中采取相應(yīng)的工藝等措施進(jìn)行處理，形成了一些防治基層病害的處理辦法，在世行貸款安徽公路項(xiàng)目ⅢG311 宿州段以及世行貸款安徽公路項(xiàng)目ⅢS311 滁州至定遠(yuǎn)段工程實(shí)踐使用中取得良好效果?，F(xiàn)將其產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施小結(jié)如下，以供同行在工程上參考使用。

一、水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫種類(lèi)和原因

(一）裂縫種類(lèi)及危害

水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫，主要表現(xiàn)為溫縮、干縮和水泥硬化收縮三種裂縫形式，水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫，將會(huì)降低基層的整體強(qiáng)度，還會(huì)形成反射裂縫，使瀝青混凝土路面出現(xiàn)相應(yīng)的橫向裂縫，直接影響路面的行車(chē)質(zhì)量。

（二）原因

1、干縮裂縫。 干縮裂縫的產(chǎn)生主要與水泥、水和碎石集料的比重有關(guān)。一方面混合料在凝結(jié)硬化過(guò)程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)會(huì)消耗大量水分，水泥含量越高，則消耗的水分越多；另一方面，碎石集料表面對(duì)水有吸附作用，集料中的細(xì)料成分越多，表面吸附的水分越多。

2、溫縮裂縫。 水泥穩(wěn)定碎石混合料中有5%左右的水泥，具有熱脹冷縮的性質(zhì)，在混合料硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，但散熱緩慢，所以?xún)?nèi)部溫度較高，使內(nèi)部體積膨脹，而外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內(nèi)脹外縮相互制約，將產(chǎn)生較大的應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過(guò)其極限抗彎拉強(qiáng)度，將產(chǎn)生溫縮裂縫。

3、收縮裂縫。高溫季節(jié)施工因結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分急劇散失，強(qiáng)大升高，導(dǎo)致基層內(nèi)部產(chǎn)生干縮應(yīng)力，發(fā)生體積收縮應(yīng)變，將產(chǎn)生收縮裂縫。

二、基層裂縫的預(yù)防措施

導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生裂縫的因素很多，因此其裂縫的防治應(yīng)從多方面進(jìn)行。

（一）原材料的質(zhì)量控制

1、水泥。 水泥作為集合料的一種穩(wěn)定劑，其質(zhì)量對(duì)混合料的質(zhì)量影響至關(guān)重要，實(shí)踐中一般可選用普通水泥、礦渣水泥和火山灰水泥，初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間在6h 以上，低等級(jí)強(qiáng)度穩(wěn)定的水泥，不使用快凝水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)水泥。水泥強(qiáng)度等級(jí)一般最低不小于32.5MPa；在質(zhì)量控制上應(yīng)重視其抗折強(qiáng)度；有條件的應(yīng)首選路用特制緩凝水泥，以延長(zhǎng)水泥的初凝時(shí)間或減少水化反應(yīng)的需水量，改善水泥的性能；在水泥劑量控制方面，不要為追求高強(qiáng)度而過(guò)分提高水泥強(qiáng)度等級(jí)和水泥用量，應(yīng)在保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，把水泥劑量控制在3.5%～5.0%范圍內(nèi)。

2、集料。水泥穩(wěn)定碎石基層所用碎石的壓碎值不應(yīng)大于28%；一般采用級(jí)配碎石，通過(guò)0.075mm篩孔的碎石含量為0～7%；塑性指數(shù)最好為0，且含泥量必須滿(mǎn)足要求。含泥量大，細(xì)集料的塑性指數(shù)大，則收縮性大，易出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，出現(xiàn)裂縫的可能性就大。碎石應(yīng)盡量采用反擊式并配備振動(dòng)預(yù)篩喂料裝置的破碎機(jī)軋制的碎石,碎石的針片狀指標(biāo)適當(dāng)提高。

水泥穩(wěn)定碎石的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可參考表1。

表1 水泥穩(wěn)定碎石用碎石的質(zhì)量要求

（二）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)

對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石中的集料配合比設(shè)計(jì)，可利用正交試驗(yàn)，選做多組設(shè)計(jì)。根據(jù)各種礦料的顆粒級(jí)配來(lái)計(jì)算用量調(diào)配出合理的級(jí)配曲線(xiàn)，而規(guī)范的水穩(wěn)碎石混合料級(jí)配范圍過(guò)寬，設(shè)計(jì)的級(jí)配性能往往并不是最佳。工程實(shí)踐中級(jí)配優(yōu)化建議：集料級(jí)配應(yīng)控制細(xì)料含量，同時(shí)要求集料采用4 檔料級(jí)配；4.75mm、0.075mm 的通過(guò)量應(yīng)接近級(jí)配范圍的中值，9.5mm 以上篩孔通過(guò)率不應(yīng)超過(guò)40%，嚴(yán)格控制超粒徑現(xiàn)象，最大公稱(chēng)粒徑不大于37.5mm，且應(yīng)上粗下細(xì)，使級(jí)配曲線(xiàn)呈“S”形，具體見(jiàn)表2 和圖1。

表2 水泥穩(wěn)定碎石集料篩孔通過(guò)率對(duì)比表

圖1 建議采用的骨架密實(shí)型水泥穩(wěn)定混合料級(jí)配范圍曲線(xiàn)

（三） 含水率控制

水泥穩(wěn)定碎石是水泥與集料經(jīng)拌和后水化凝結(jié)硬化的產(chǎn)物，含水率的控制直接影響到壓實(shí)度和基層的變形量。含水率過(guò)小時(shí)，基層表層松散，碾壓容易起皮，難以壓實(shí)；含水率過(guò)大，碾壓時(shí)粘輪，表面易起拱，而且基層成型后水分散失愈多，形成的裂縫愈多。含水率必須根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)確定，同時(shí)根據(jù)氣溫的高低及運(yùn)距的長(zhǎng)短進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如運(yùn)距遠(yuǎn)且氣溫高，含水率可比最佳含水率高出1%左右；如果氣溫偏低且濕度大，含水率可比最佳含水率低1%左右，以攤鋪碾壓時(shí)能否達(dá)到最佳含水率為準(zhǔn)。運(yùn)輸途中，應(yīng)用土工布覆蓋混合料，以減少水分損失。全天施工中，應(yīng)根據(jù)日照強(qiáng)度和風(fēng)力大小多次調(diào)整含水率，試驗(yàn)人員應(yīng)在拌和站和攤鋪現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定含水率，施工操作的前后場(chǎng)保持聯(lián)系，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的含水率與最佳含水率相差大時(shí)要及時(shí)通知后場(chǎng)調(diào)整含水率。

（四）采取雙基層連鋪施工工藝

水泥穩(wěn)定碎石基層在施工過(guò)程中基層較厚（如36cm），一般采用分層碾壓作業(yè)，第一層攤鋪碾壓成型時(shí)，其厚度較薄，一般在18cm 左右，其承載能力較低，鋪筑上層時(shí)運(yùn)輸車(chē)輛荷載會(huì)導(dǎo)致裂縫，如采取雙基層連鋪施工工藝將是一種保護(hù)基層的有效措施，即在鋪筑完下基層一定長(zhǎng)度后即刻鋪筑上基層，循環(huán)施工，實(shí)現(xiàn)雙層連鋪。

（五）養(yǎng)護(hù)及時(shí)

水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓成型后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以采用草袋或土工布覆蓋等養(yǎng)護(hù)方法，在養(yǎng)護(hù)期間基層不能直接暴露在外。水穩(wěn)基層建議養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14d，其中覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)不少于7d，后7d 灑水每天不少于3 次。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，一定要保證水穩(wěn)基層表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，切忌或干或濕，從而避免干縮裂縫的產(chǎn)生。若水泥穩(wěn)定碎石過(guò)冬，應(yīng)采取保溫措施，一般可采取先鋪塑料薄膜后覆蓋松土，減少和避免因溫差過(guò)大而產(chǎn)生的溫縮裂縫。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸重載車(chē)輛的不斷增加，公路工程將向高承載力、高標(biāo)準(zhǔn)等方向發(fā)展，作為公路的持力層--基層，必須具備一定的強(qiáng)度、較高的承載能力、施工快速、低裂縫等性能。實(shí)踐證明，只要充分考慮各種影響因素，優(yōu)化水泥穩(wěn)定碎石中的集料配合比設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工質(zhì)量的全面控制并采取更加合理的施工工藝，就可以減少病害，達(dá)到延長(zhǎng)路面的使用壽命。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范[S].（JTJ 034-2000）北京：人民交通出版社，2000.

[2] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].（JTG D50-2006）北京：人民交通出版社，2006.

[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].（JTG E51-2009）北京：人民交通出版社，2009.

[4]蔣應(yīng)軍.水泥穩(wěn)定碎石基層收縮裂縫防治研究[R].[碩士論文]，2001.

[5]沙慶林.高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面建設(shè)[M].北京：人民交通出版社，1999.