厚层水泥稳定碎石基层病害成因分析及控制

郑汉周

摘要：厚层水泥稳定碎石基层裂缝病害是当前施工中不易克服的问题,也是造成路面损坏的一个重要因素。本文对厚层水泥稳定碎石基层病害成因进行分析，并提出相应的控制方法，以期能够实现对厚层水泥稳定碎石基层的有效控制，确保工程质量。

关键词：厚层水泥；稳定碎石基层；病害成因；控制措施；

0.前言

当前，厚层水泥稳定碎石基层相对于其他基层而言具有着良好的整体强度、板体性能和耐久性能，被用于修建公路路面基层，是目前公路建设中被广泛采用的一种基层结构形式，但是由于厚层水泥稳定碎石基层的抗拉强度较低，极易导致其病害问题的产生。

1、厚层水泥稳定碎石基层常见的裂缝问题

1.1湿度导致的厚层水泥稳定碎石基层干缩裂缝

通常情况下，厚层水泥稳定碎石基层的强度会随着水泥剂量的增高而增强，据大量公路工程的实践调查研究表明，在厚层水泥稳定碎石基层的施工过程中，如果还水泥剂量已经达到相关强度标准要求的情况下再自行增加，不但不会增高厚层水泥稳定碎石基层的强度，反而会导致厚层水泥稳定碎石基层出现干缩裂缝和温度裂缝病害的出现，当产生的干缩裂缝和温度开裂越来越多时，也就会导致厚层水泥稳定碎石基层的严重损坏，影响公路道路的正常使用年限。究其原因，主要是因为水泥材料在逐渐硬化的过程中，其干湿变形的主要表现为遇湿膨胀、逢干收缩。当水泥材料处于干燥空气环境中时，会因为水分的日渐蒸发而导致水泥在其发生的毛细管张力、吸附水分子间力、矿物晶体层间水、凝胶体层间水以及炭化脱水等综合作用下造成水泥材料体积的逐渐收缩，进而就会使得厚层水泥稳定碎石基层产生干裂现象的发生。而如果将水泥材料放置于潮湿环境或者直接处于水中的情况下进行管理和维护，虽然会减少其干缩现象的发生，但是也可能会产生膨胀现象，但是一般来说，遇湿膨胀对厚层水泥稳定碎石基层并无破坏作用。

1.2 温度导致的厚层水泥稳定碎石基层裂缝

众所周知，混凝土具有热胀冷缩的特性，其受到温度影响后的膨

胀系数可达10×10-6。由于厚层水泥稳定碎石基层具有与混凝土相似的热胀冷缩特性，因此也会导致其因为受到温度的影响而产生结构层裂缝现象的出现。

1.3 开裂导致的厚层水泥稳定碎石基层唧泥病害

由于以上两个病害导致的厚层水泥稳定碎石基层中裂缝的出现，导致厚层水泥稳定碎石基层每逢雨雪天气就会造成雨雪水会沿着产生的裂缝进入到内层，如果厚层水泥稳定碎石基层的底层材料为石灰土，则极易造成石灰土因浸泡而变软现象的出现。另外，在道路车辆荷载与行车速度的作用下，石灰土会沿着厚层水泥稳定碎石基层已经产生的裂缝上升，进而会渗透到道路的面层，导致厚层水泥稳定碎石基层唧泥与冒白浆现象的出现。

1.4 厚层水泥稳定碎石基层的网裂、龟裂病害

如果任上述干缩裂缝、温度开裂以及唧泥与冒白浆三种病害长期发展，就会导致厚层水泥稳定碎石基层底部的掏空，其在受到弯拉应力作用的情况下，就会导致支裂缝的加剧发展，导致网裂与龟裂病害的出现，最终导致公路路面的破坏，使其使用功能及行车速度、舒适度都会受到影响。

具体来说，厚层水泥稳定碎石基层中网裂与龟裂病害产生的具体原因可以分为以下四个方面：

首先，由于厚层水泥稳定碎石基层的底层强度不均匀，导致厚层

水泥稳定碎石基层在日常使用过程中收到弯拉应力的作用而受损；

其次，在厚层水泥稳定碎石基层的施工过程中，由于搅拌的质量

不到位，使得结构层的强度不均匀，无法达到规定的标准要求，导致

厚层水泥稳定碎石基层网裂与龟裂病害的出现；

再次，因为厚层水泥稳定碎石基层的厚度不均匀，也没有达到规

范的要求标准，再加上其高程与路面平整度的控制把握不好，就会导

致厚层水泥稳定碎石基层网裂与龟裂病害的产生。

最后，厚层水泥稳定碎石基层的配合比率不合规定。要么水泥剂

量不合理，过多就会导致厚层水泥稳定碎石基层干缩裂缝和温度开裂的加剧；要么在矿料级配设计的时候没有合理控制石屑的含量，过高就会导致结构层强度的降低。通常情况下，石屑是由矿粉、软石以

及3mm～5mm 的米石等多种材料混合而成的，当混凝土所处环境中粉尘和软石等物质含量过高时，就会使得水泥的胶凝性能受到影响，使得结构层的强度严重降低。而为了提高和满足结构层的强度要求规范，施工单位就必须增加水泥的剂量，这势必又会导致厚层水泥稳定碎石基层干缩开裂和温度裂缝病害的加剧，最终导致厚层水泥稳定碎石基层网裂与龟裂病害的产生，造成公路道路的损害。

2、厚层水泥稳定碎石基层病害的控制措施

2.1控制厚层水泥稳定碎石基层的水泥剂量

经过上述病害原理分析我们可以知道水泥剂量的高低会直接影响厚层水泥稳定碎石基层的强度性能。但是如果随意进行水泥剂量的添加致使其含量过高，则必然会加剧厚层水泥稳定碎石基层的干缩变化，导致厚层水泥稳定碎石基层的干缩裂缝病害出现，缩短公路道路的使用寿命。因此，我们可以再进行厚层水泥稳定碎石基层的配合比设计时，应该尽可能地根据相关规范和要求标准进行配比，在施工单位进行厚层水泥稳定碎石基层施工的过程中，控制水泥材料的剂量在规定的范围之内，既要避免水泥剂量过低导致厚层水泥稳定碎石基层强度不达标，也要避免水泥剂量过高而导致的“过犹不及”。

2.2掺加厚层水泥稳定碎石基层中的粉煤灰含量

在厚层水泥稳定碎石基层的施工中掺加粉煤灰，能够延缓水泥的凝结时间，并通过低钙粉煤灰与水泥水化析出CaO3实现二次反应，使其产生较强的胶凝性能，在初期强度增长不大的情况下，保证后期强度增高的特点。

2.3预设厚层水泥稳定碎石基层的伸缩缝

这主要是为了应对厚层水泥稳定碎石基层的热胀冷缩特性，因此，通过使用伸缩缝，在混凝土的实际施工过程当中，为了减少因外界环境温度升降可能会产生的危害，施工过程中一般会对线性结构的混凝土采取每隔20m～40m 就会设置相应的温度胀缩缝，可以有效减少因强度、压实度和材料配比等作用所造成的热胀冷缩病害。

2.4 控制好厚层水泥稳定碎石基层的矿料级配

厚层水泥稳定碎石都是用碎石与石屑相配制而成的，其品质好坏将直接影响结构层的抗压强度和均匀性。因此，在矿料进场前必须把好质量关，可以通过采用振动筛进行筛选和分级堆放，坚决杜绝小料铺地和大料蒙盖混装现象的发生。

2.5 选用适当的厚层水泥稳定碎石基层结构

基于石灰土底层会产生唧泥与冒白浆现象，因此，采用二灰稳定

粒料可以有效避免上述病害的产生。另外，由于厚层水泥稳定碎石的

强度较高，板体性能较好，其下垫层应该尽可能地采取强度标准与稳定结构。

3、结束语

综上所述，要真正发挥厚层水泥稳定碎石基层的使用功能，延长

公路道路的使用寿命，就必须明了厚层水泥稳定碎石基层的病害机

理，并采取相应的处置对策及时进行解决。

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