公路施工中水稳基层裂缝的防治措施

曲磊

摘要：在我国经济快速发展的背景下，我国的城市化得到了不断地发展，从而城市道路建设得到了进一步发展。由于城市车辆数量的剧增，给城市的交通运输带来了沉重的压力，从而城市道路也出现了病害问题。水泥稳定碎石施工技术具有较强的稳定性和强度，并且所使用的原材料较为普遍，所以，在进行城市道路施工的过程中，水泥稳定碎石技术得到了广泛的应用，这样以来确保了道路的稳定性和安全性，提高了道路施工的质量。然而由于水泥稳定碎石基层的结构特点使其容易产生裂缝进而反射到沥青路面产生反射裂缝影响交通安全，本文重点介绍水泥稳定碎石基层的施工技术、裂缝产生原因及抗裂缝措施，并结合案例阐述使用硬质岩碎石材料来提高公路基层强度降低裂缝产生的经验，希望能为同类工程提供参考提高工程质量，减少保养成本，提高企业效益。

Abstract： Under the background of rapid economic development in China， urbanization has been continuously developed， and the urban road construction has been further developed. Due to the rapid increase in the number of urban vehicles， urban transport has been facing heavy pressure， and urban road diseases have also appeared. Cement stabilized gravel construction technology has strong stability and strength， and the raw materials are more common， so in the process of urban road construction， cement stabilized gravel technology has been widely used， so as to ensure the stability and safety of the road， and improve the quality of road construction. However， due to the structural characteristics of the cement stabilized macadam base， it is easy to produce cracks and then reflected to the asphalt pavement to produce reflection cracks. This paper focuses on the construction technology of cement stabilized macadam base， the causes of cracks and anti-crack measures. The experience of using the hard rock and gravel material to improve the strength of the road base and reduce the crack is expounded. It is hoped that it can provide reference for the similar project to improve the project quality， reduce the maintenance cost and improve the enterprise benefit.

關键词：水泥稳定碎石基层；裂缝；硬质岩碎石

Key words： cement stabilized macadam base；fracture；hard rock and gravel

中图分类号：U418.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0160-03

0 引言

随着我国经济的飞速发展，交通运输量日益增加，车辆承载力也随之增加，这无疑对道路标准提出了更高的要求。面对这种形势，越来越多公路道路基层中开始引入水泥稳定碎石，且实践表明，水泥稳定碎石作为一种半刚性材料，在基层施工中表现出了良好的整体性、耐久性、抗冻性、稳定性及力学性能等，除此之外，其还能够具有与面层良好结合、承载力高等技术特点，且能够就地取材，料源广泛。但该材料也存在一定不足，水泥稳定碎石基层抗拉强度低，易导致基层开裂并致使沥青面层产生反射裂缝。倘若在设计期间没有充分考虑到此问题，那裂缝就会出现，此时就是直接影响道路基层的稳定性，而且还会缩短城市道路的使用寿命，更严重的会影响驾驶人员的生命安全。因此，了解和掌握其施工特点并采用适当的控制裂缝产生的措施是很有必要的。

1 水泥稳定碎石的施工技术

基层施工质量作为控制重点，不仅要严格控制材料质量，还需严格根据工程施工的标准进行施工，按强度控制指标验收，出现不合格必须返工，确保道路能够满足来往车辆的荷重，才能满足道路设计使用年限。

1.1 材料与拌合

水泥、土、集料拌合用水等原材料应进行检验，符合要求后方可使用，并严格按照标准规定进行材料配比设计。城区施工应采用厂拌方式，不得使用路拌方式，以保证配合比准确，达到文明施工的要求。应根据原材料含水量变化、集料的颗粒组成变化，及时调整拌合用水量。

1.2 施工的准备

在土路肩的施工过程中，需要对水泥稳定碎石制定一个相应侧限，通过代替边模确保路缘位置的压实程度以及标高能够达到工程的施工标准，采用这种方法不仅可以有效的减少材料的消耗，还可以降低工程的造价。要求土路肩跟水泥稳定碎石的压实厚度保持一致，并且宽度控制在50cm左右，在对土路肩的内侧进行处理时，通常选择方木立模以及人工整平等施工办法。除此之外，在土路肩每隔30m的位置开挖泄水沟以便于施工过程中排水的顺利进行。

1.3 基层的摊铺过程

在道路施工的过程中一定要做好下承层的保护工作，在对水泥稳定碎石摊铺的时候采用的方式主要是：先利用推土机进行粗略的整平，再使用平整机刮平，最后再通过人工进行精细整平。

1.4 碾压过程中采用的方法

压实系数应经试验确定。摊铺好的应当天碾压成活，碾压时的含水量宜在最佳含水量的2%范围内。直线和不设超高的平曲线段，应由两侧向中心碾压；设超高的平曲线段，应由内侧向外侧碾压。纵横接缝（槎）均应设直槎。

1.5 养护

压实成活后直到上部结构施工为止，都应该对其进行养护，保持其湿润，常用的养护措施是立即洒水或覆盖养護，要求养护时间必须超过7d，养护期间封闭交通。

2 水稳基层裂缝产生原因及防治对策

2.1 裂缝成因

混凝土是由水泥、骨料和水组成，在温度和湿度变化的条件下硬化并产生体积变形，且各种材料的变形不一致，就决定了其是一种非均质脆性收缩材料，故严格来说，无裂缝的混凝土几乎没有。根据国内外学者科学研究：室外混凝土贯穿裂缝宽度≥0.3mm的为有害裂缝，室内混凝土贯穿裂缝宽度≥0.6mm的为有害裂缝。综合来讲，导致混凝土裂缝产生的根源是材料配比、施工、养护等方面因素。

2.2 防治对策

2.2.1 原材料控制

①水泥。

水泥是保证不会出现裂缝的主要部分和关键。为了使碎石基层施工的时候能够有更多的时间进行运输、摊铺和压实，必须要对水泥的终凝时间进行限制，水泥的终凝时间通常是6到10小时。在春秋季施工的时候，由于气温不是很高，水分的蒸发较慢，水泥的终凝时间可以尽量缩短，保持在6个小时。同理，在夏季施工时由于气温较高，应尽量延长水泥的终凝时间到10小时左右。

②石料。

石料是影响基层路面裂缝的重要因素，石料的粗细程度对于水泥稳定碎石的强度、平整度以及裂缝的发生都具有十分重要的影响。如果石料较粗，就会使得水泥稳定碎石的强度较大，而且稳定性较好，当然对于干缩裂缝的防治功能就会提高。但是，如果粒料如果太粗糙了，就会使得粒料间的粘结力不强，车辆一旦上路，就会使路面表层跑散，使得路面基层的平整度不能够达到要求，造成水泥碎石的裂缝增多。因此，一定要控制好石料的粗细。

2.2.2 施工控制

①压实度。

应采取有效措施保证压实度符合要求，比如若发现与正常路段相比，井周围混合料的摊铺厚度薄一些，水泥的含量应增加1%左右，使用小型机具夯实多遍。再配合路面的井圈加固，以保证井圈周围的路面工作寿命。

②水量。

水泥和集料凝结硬化之后产生了水稳碎石，对于水泥的含水量的控制将会对于水稳碎石的稳定性和压实度等产生重要的影响，也将会影响到裂缝的产生。水分的蒸发和流失发生在混合料运输和碾压的各个环节中，尤其是夏季施工中，应确保水的含量比最佳含水量大1%左右。

2.2.3 养护控制

应确保基层不直接暴露在外，应采取草袋、麻袋或塑料薄膜覆盖的方式进行养护。此外，冬季施工时应采取必要的防冻措施，防止其由于气温过低结冰，体积膨胀，从而破坏基层结构强度，使其无法满足施工需求。

2.2.4 外力影响

水泥稳定基层只有2.5～3MPa的强度，属于半刚性路面结构，在不铺面层时，严禁通行超重车辆，因为超重车辆会破坏水稳基层的结构强度，导致其出现不同程度的裂缝。

3 应用案例

采用硬质岩碎石施工控制裂缝方案实例。

3.1 工程概况

六武（沪蓉高速公路六安至武汉段）高速公路路面，位于安徽省金寨县境内。地处大别山区，本标段周边没有能与沥青有较好粘附性的石灰岩。附近几个碎石厂，为地质坚硬的鞍山玄武岩或玄武鞍山岩。石料因为比较坚硬加工后的碎石石粉含量很少，0-4.75mm这一规格集料中0.075通过率一般在5%左右（石灰岩通常大于15%）。如此少的石粉含量在配比设计、水稳碎石基层施工和检验中都遇到不少难题。但这硬质岩碎石的使用且防止了水稳碎石基层裂缝的产生，为水稳碎石基层裂缝的防治指明了探索的方向。

3.2 配合比设计

3.2.1 原材料

①碎石。

鞍山玄武岩，级配、针片状、压碎值、<0.075mm含量、软弱颗粒含量、砂当量、塑性指数等指标符合技术规范要求，密度均大于2.5g/cm3。

②水泥。

长丰海螺牌缓凝水泥32.5级，初终凝时间分别为285mm、370min、强度符合要求：3d强度18.1MPa。

3.2.2 配合比

根据六武高速公路路面招标文件技术规范和施工指南，水泥稳定碎石基层目标配合比设计时，采用骨架密实型级配。

3.2.3 击实试验、求得数据结果如下所示

采用重型击实：套桶容积2177cm3，锤重4.5cm，落距45cm。三层装料，98次击实。水泥剂量：4.5%（外掺）。

在击实试验中发现因级配中用于填充和起粘结作用的细粒含量少，水泥碎石稳定料拌合物即使在最佳含水量状态下，用手握紧也不能成团、较为松散。水泥碎石稳定料拌合物含水量偏大，重型击实试验所取得的最大干密度偏小，按此方法测定最大干密度在成型无侧限抗压试件中成型压力偏小（大试件成型压力在200kN以下）。据已往成型压力和施工经验将最大干密度乘大于1的系数，以此作为初步压实度控制的最大干密度，再根据试验段地检测数据将其调整到最佳状态。

3.3 施工控制

硬质岩水稳碎石基层最佳含水量较小，这样给含水量的控制增加了难度。在拌合时应严格控制出厂含水量，减少拌合到施工摊铺时间，防止料车表面料因风干造成局部松散，碾压应及时紧跟。在试验段作业时应记录好压实碾压遍数及其所对应压实度实测值，求得关系曲线，以其曲线作为施工和室内调整最大干密度的依据。压实度检测结束后应及时覆盖，并洒水养生。因采用骨架密实型级配，加之石粉含量少，养生到期后应尽快施工下封层，以防止行车造成表面松散。

3.4 施工效果

工程完工后经检测水泥稳定碎石基层未发现干缩裂缝，此材料控制裂缝有着非常明显的效果。究其原因主要在于硬质岩碎石质地坚硬，在碎石破碎中石粉产生很少，石粉含量少，比表面积就小，需水量和最佳含水量也会减小。拌合时需水量少，这就大大减小了水泥稳定碎石基层材料的干缩，防止了裂缝的出现。

两年后，经过全线检测和当地质量监督站检测，均未在面层上发现基层的反射裂缝。得到了监理和业主及当地行政主管部门的高度认可和一致好评。硬岩碎石在水泥稳定基层中的使用大大减小了其干缩的产生地可能，有效防止了裂缝病害的出现，在后序的面层施工更是无须对基层进行切缝处理，大大节约了施工成本，确保了工程质量。这一宝贵经验的获得，为各同行施工企业在各地因地制宜的就地取材施工提供了参考依据。

4 结束语

在进行水泥稳定碎石基层施工时，施工人员不仅要及时发现问题和解决问题，还要不断地加强自身的学习，总结施工技术经验，严格遵守施工技术规范，这样以来就可以促进我国城市经济的快速发展，提高城市道路的质量，才能保证城市道路的正常运行，也才会在短时间内让城市道路实现经济效益以及社会效益，为广大群众带来便利。

参考文献：

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