水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫防治綜述

　　關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石，裂縫，配合比，施工，質(zhì)量控制

　　最近幾年,隨著國民經(jīng)濟高速發(fā)展，城市發(fā)展迅速,城區(qū)迅速擴大，許多城市環(huán)城道路交通運輸量日益增多，車輛承載力也隨之加大，由其是經(jīng)過城市的繞城的環(huán)城主干道，為適應(yīng)城市經(jīng)濟的發(fā)展，繞城道路的次數(shù)外擴，對道路結(jié)構(gòu)層標(biāo)準(zhǔn)也做了相應(yīng)的改善，在市政道路基層中引入水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)，提高路面的承載力；擔(dān)由于水穩(wěn)材料固有干縮性、溫縮性，表面產(chǎn)生裂縫是不可能完全避免的，而裂縫一旦形成，必然會影響到基層的質(zhì)量，繼而影響路面面層的穩(wěn)定性，影響其使用性能。現(xiàn)從水泥穩(wěn)定碎石裂縫產(chǎn)生的機理著手，分析混合料干縮和溫縮裂縫的影響因素，在選擇材料、配合比設(shè)計、施工過程質(zhì)量，控制上嚴(yán)格把關(guān)，，采取多種有效措施和處理基層開裂，盡可能減少裂縫的發(fā)生，延長瀝青路面的使用壽命。

　　1、水泥穩(wěn)定碎石作用原理及裂縫產(chǎn)生機理

　　水泥穩(wěn)定碎石是較為常見的一種半剛性路面的基層材料，水泥硬化后形成的板狀半剛性體，可以提高路面的承載力，具有很高的強度和剛度，有著良好的使用性能。水泥穩(wěn)定碎石是以極配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠作用原理攤鋪充分壓力，強度主要依靠碎石間的嵌擠鎖結(jié)構(gòu)作用原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙，形成的較高密實度，它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強度和穩(wěn)定性，抗?jié)B度和抗凍效果較好。但由于水穩(wěn)料固有的干縮性、溫縮性，表面容易產(chǎn)生裂縫，影響到基層本身、路面面層的穩(wěn)定性，影響其使用性能。

　　2、水泥穩(wěn)定碎石混合料材料要求

　　水泥穩(wěn)定碎石是以極配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積，填充骨料的空隙水穩(wěn)材料，主要有粒料和灰漿體積組成，粒料為級配碎石，灰漿體積包括水泥和混合材料組成。

　　2.1水泥

　　水泥作為極料的一種穩(wěn)定意劑，品種不同的水泥具有程度不同的收縮性，普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可，快硬早強、受潮變質(zhì)的水泥不能應(yīng)用，水泥的初凝時間應(yīng)不小于3h，終凝時間應(yīng)不小于6h，水泥強度等級宜選用32.5MPa，水泥用量足夠由試驗確定，一般4%-6%的水泥用量達(dá)到1.5MPa-3.5MPa，抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2混合材料

　　混合材料分活性和非活性兩大類�；钚圆牧鲜侵阜勖夯业任镔|(zhì)，可與水泥中析出的氧化鈣作用。非活性材料是指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物材料，對這類材料的品質(zhì)要求是材料的細(xì)度和不含有害的成分。工程所使用的粉煤灰燒失量＜8%，含水量＜1%，三氧化硫含量＜3%，細(xì)度（0.8MN篩除）＜8%，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3集料

　　選用碎石的規(guī)格一般控制在10mm-30mm,石屑0-1mm天然河砂，城市主干道用作底基層時集料的最大粒徑不應(yīng)超過40mm用作基層時機料的最大粒徑不應(yīng)超過30mm，必須嚴(yán)格控制集料中細(xì)料的含量和塑性指數(shù)，以減少水泥穩(wěn)定碎石中的黏性成分含量，通過0.075mm篩孔的顆粒含量宜控制5%以下。細(xì)土的塑性指數(shù)要盡可能底，不宜大于4，如果0.075mm下粒徑太多，則收縮系數(shù)增大，會增大其收縮裂縫。

　　集料的磨耗值不超過35%，壓碎值不超過30%，液限試驗結(jié)果為26.4，標(biāo)準(zhǔn)要求小于28，塑性指數(shù)（%）實驗結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)要求小于9。

　　2.4水

　　普通飲用水，均可用于拌制和養(yǎng)護。

　　3水穩(wěn)混合料配合比設(shè)計

　　采用水泥、穩(wěn)定碎石、砂、石屑等筑路材料作為水泥穩(wěn)定碎石基層，配合比設(shè)計時，一方面要考慮基層的7d無側(cè)限抗壓強度滿足設(shè)計規(guī)范的要求，另一方面要考慮到基層的干縮溫縮裂縫，由于干縮、溫縮效應(yīng)，路面基層易產(chǎn)生對工程質(zhì)量極為不利的橫向裂縫。

　�。�1）首先，實驗室經(jīng)過一定數(shù)量的原材料試驗，進行配合比設(shè)計、擊實實驗，確定最大干密度和最佳含水量。然后以此配比制成試件，試件在規(guī)定溫度條件下保濕養(yǎng)護6天，浸水1天后進行無側(cè)限搞壓強度實驗。

　�。�2）在滿足設(shè)計強度的基礎(chǔ)上限制水泥用量，水泥劑量從5%增加到6%和7%，干縮系數(shù)增加20%和30%，所以在保證設(shè)計強度的情況應(yīng)盡量控制水泥劑量，實際最大水泥劑量不能超過5.5%，一般水泥劑量應(yīng)控制在4%~6%之間，如強度偏差大或達(dá)不到，應(yīng)通過調(diào)整級配和水泥標(biāo)號品種及嚴(yán)密控制施工過程碾壓成型時間來達(dá)到要求。

　�。�3）在水泥劑量不變的情況下，數(shù)值煤灰劑量增大5%，干縮應(yīng)變增加17%，干縮系數(shù)增加18%。所以粉煤灰應(yīng)盡量少用，綜合經(jīng)濟效應(yīng)及強度要求，粉煤灰用量在8%~10%之間比較合適。

　　（4）粒料含量增加，干縮和溫縮系數(shù)減小，集料級配越粗，則干縮系數(shù)越小，配合比時限制細(xì)集料、粉料用量，集料級配中0.075mm以下顆粒含量不宜大于5%，級配宜取偏粗限，合成級配曲線在中值線下方。

　　經(jīng)實驗證明：采用5%水泥、碎石、石屑組成一定級配的混合料進行配合比設(shè)計，以保證工程量為主，同時考慮材料供應(yīng)情況及施工易操作為原則，經(jīng)優(yōu)化配合比實驗，通過試驗路段的鋪筑，確定了路面基層的施工配合比為5.5%水泥穩(wěn)定碎石，其中集料的摻配比例：1cm~3cm碎石：石屑：中粗砂=45:35:20，碾壓混合料的最佳含水量為6.9%，最大干容重為2.240g/cm³。

　　實驗路段的水泥穩(wěn)定基層，具有強度高、裂縫較少，水穩(wěn)定性、抗凍性、整體性好等特性，各項指標(biāo)滿足施工要求。

　　4減少裂縫的措施

　　根據(jù)影響水泥穩(wěn)定砂礫干縮和溫差變形的因素，從材料選擇、配合比設(shè)計、施工操作及養(yǎng)生等方面考慮，減少或削弱裂縫發(fā)生發(fā)展應(yīng)做到以下幾點。

　　4.1根據(jù)需要選擇使用材料，減少結(jié)構(gòu)自身的干縮力

　　4.1.1水泥的選擇及用量宜

　　施工時選用終凝時間較長，標(biāo)號較低的水泥如礦渣水泥要比硅酸鹽水泥收縮性大。

　　4.1.2砂礫材料的選擇使用

　　級配良好的砂礫可以提高水泥穩(wěn)定砂礫的抗壓強度，減少水泥用量，而且應(yīng)盡量選用開式級配砂礫，減少細(xì)集料用量，增強基層結(jié)構(gòu)的抗變形能力。

　　4.2嚴(yán)格控制含水量

　　水泥穩(wěn)定材料含水量大、施工和易性好，但強度偏低，干縮性增大。含水量偏小，難以碾壓成型，因此，混合料拌和時應(yīng)嚴(yán)格控制好最佳含水量，施工溫度高時材料干燥，水分蒸發(fā)快，應(yīng)注意增加用水量，下雨或所進砂礫材料偏濕時應(yīng)減少用水量。

　　4.3確定好施工延遲時間

　　施工中從加水拌和到碾壓終了的延遲時間不得超過水泥的終凝時間，否則混合料難以碾壓密實，強度降低，容易引起干燥開裂；因此，施工現(xiàn)場必須合理布置，各工序銜接必須緊湊。

　　4.4精心施工，避免偶然因素增大基層的干縮

　　混合料應(yīng)拌和均勻，出現(xiàn)粗細(xì)分離現(xiàn)象應(yīng)在攤鋪時清底重新拌和；保證基層濕潤，避免下部混合料水分流失；分層鋪筑的水泥穩(wěn)定砂礫，底層養(yǎng)生時間應(yīng)不小于7d，避免因養(yǎng)生不到出現(xiàn)裂縫，在高溫季節(jié)尤為如此，為了保證養(yǎng)生效果，可以覆蓋一層5mm厚左右的砂，最好是邊施工邊通車路段，防止基層直接遭受暴曬。為了減輕養(yǎng)護壓力，養(yǎng)生期一到，經(jīng)檢測合格的基層應(yīng)立即灑透層瀝青或作下封層，減少溫差對基層的影響，在養(yǎng)生期間，進行必要的交通管制。

　　5裂縫的處治

　　對出現(xiàn)的裂縫進行處治，減少裂縫對整個路面的危害作用，做到防治結(jié)合。

　�。�1）灑透層瀝青或作下封層是封閉基層裂縫簡單有效的方法，就截斷水源對成基層或土基的影響而言，作下封層效果要好些，還可以邊施工邊通車。

　�。�2）鋪設(shè)瀝青碎石或級配碎石，或鋪設(shè)耐高溫的土合成材料都可以有效阻斷基層裂縫反射到面層。

　　6結(jié)語

　　工程實踐表明，水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，以其良好的力學(xué)性能和板體性、水穩(wěn)性以及抗凍性等優(yōu)點，被廣泛用于修建各級公路路面基層或底基層。但是施工質(zhì)量卻受到人員、機械、材料、水文、氣候、施工工藝等多種因素的綜合影響，施工經(jīng)驗證明，通過選擇材料、規(guī)范施工操作、加強養(yǎng)生可有效地減少裂縫的發(fā)生發(fā)展，嚴(yán)格要求每一環(huán)節(jié)，做到防治結(jié)合，減少裂縫的發(fā)生，從而全面提高施工質(zhì)量。