淺談石灰穩(wěn)定土基層裂縫的預防及措施

　　關鍵詞：石灰穩(wěn)定土、縮裂、預防、措施

　　一、 前言

　　石灰穩(wěn)定土基層是在粉碎的或原來松散的土中，摻入足量的石灰和水，按照一定技術要求，經拌和、在最佳含水量下攤鋪、壓實及養(yǎng)生，其抗壓強度符合規(guī)定要求的混合料。它具有良好的力學性能，初期強度和水穩(wěn)定性較低，后期強度和水穩(wěn)定性較高，具有材源豐富、適用范圍廣、施工簡便和造價低等特點，廣泛用于高等級公路的底基層及作為地方公路路面結構的基層取得了良好效果。但石灰穩(wěn)定土抗拉強度低易產生收縮裂縫，在基層上鋪筑瀝青面層后（尤其瀝青面層較薄時），基層裂縫會反射到面層，使面層強度降低，路面水由裂縫滲入基層，在車輛荷載作用下，引起裂縫處沖刷唧漿現(xiàn)象，導致瀝青路面過早破壞，嚴重影響了瀝青路面的使用性能。因此，為了保證道路的正常的使用，更好的服務于社會，特與大家共同探討。

　　二、 石灰穩(wěn)定土基層裂縫類型及產生裂縫的因素

　　石灰穩(wěn)定土基層裂縫主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1、 干縮裂縫

　　石灰穩(wěn)定土經拌和壓實后，石灰與土發(fā)生一系列的物理、化學作用，其中由于水分發(fā)揮和混合料內部的水化作用，使混合料內部水分不斷減少，由此而引起的體積收縮稱為石灰穩(wěn)定土的干縮特性；

　　2、 溫縮裂縫

　　溫度降低時，石灰穩(wěn)定土發(fā)生收縮，當收縮被阻時產生的拉應力超過穩(wěn)定土的抗拉強度而出現(xiàn)的裂縫稱為石灰穩(wěn)定土的溫縮特性；

　　3、 反射裂縫

　　由于路基產生的裂縫反射致石灰穩(wěn)定土基層上而造成裂縫；

　　4、 人為裂縫

　　對剛碾壓成型的基層沒有嚴格進行很好的交通管制而造成的。

　　石灰穩(wěn)定土基層產生縮裂的因素有以下幾個：

　　一般而言，石灰穩(wěn)定細粒土的干縮系數(shù)大于穩(wěn)定中粒土和粗粒土的干縮系數(shù)。在石灰穩(wěn)定細粒土中，穩(wěn)定塑性指數(shù)大的粘性土混合料的干縮系數(shù)大于穩(wěn)定塑性指數(shù)小的粉性土或砂性土混合料的干縮系數(shù)。而溫縮系數(shù)大致與干縮系數(shù)有如上相同的規(guī)律。規(guī)范規(guī)定，石灰適宜穩(wěn)定塑性指數(shù)為15-20的粘性土以及含有一定數(shù)量粘性土的中粒土和粗粒土。

　　1、含水量及壓實度影響

　　石灰穩(wěn)定土因含水量過多產生的干縮裂縫顯著，即在大于最佳含水量情況下壓實的土具有較大的縮裂性質。若基層施工時碾壓含水量合適，并在鋪筑瀝青面層前未開裂，則在鋪筑較厚瀝青面層后，一般情況下不會先于瀝青面層開裂。但若施工時碾壓含水量偏大，即使已鋪筑瀝青面層，基層仍會產生干縮裂縫，同時將瀝青面層拉裂或很快反映到面層。壓實度對基層的縮裂也有明顯的影響，實踐證明，壓實度小時，產生的干縮要比壓實度大時產生的干縮嚴重，密實的石灰土不但縮裂現(xiàn)象少，而且其強度高，水穩(wěn)性和抗凍性也好。

　　2、養(yǎng)生條件的影響

　　成型初期的基層內部含水量大，如果養(yǎng)生不及時或養(yǎng)生結束后未及時鋪筑瀝青封層或瀝青面層，則基層必然會發(fā)生由表及里的水分蒸發(fā)而引起干燥收縮，石灰穩(wěn)定土基層施工一般為高溫季節(jié)，基層的干縮裂縫會隨著曝曬時間的延長而越來越嚴重。同時暴露的基層會由于存在晝夜溫差而產生溫度收縮裂縫，基層一旦開裂，在其上鋪筑瀝青面層后，就容易在瀝青面層內形成反射裂縫或對應裂縫。

　　導致石灰穩(wěn)定類基層產生裂縫因素較多，歸納有：土的種類、石灰質量及劑量、穩(wěn)定土配合比拌和均勻程度、含水量、壓實度、攤鋪厚度、施工溫度、養(yǎng)生以及路基產生的裂縫等。

　　三、 石灰穩(wěn)定土基層裂縫預防措施

　　1、 改善土質

　　采用的土質既要考慮其強度，還要考慮到施工時易粉碎便易碾壓成型，盡量控制縮裂縫的產生。石灰穩(wěn)定土的縮裂性質與土的粘性有關，最適宜用石灰穩(wěn)定的土塑性指數(shù)為15~20。對于特殊情況，采用塑性指數(shù)大于20的土作為石灰穩(wěn)定土基層時可以適量摻入砂性土、粉煤灰以降低塑性指數(shù)；石灰穩(wěn)定土的縮裂性質還與土質粉碎情況和土質中粗顆粒含量有關，土質粉碎均勻且粗顆料含量比例多，則干縮小，因此基層應使用粗粒含量多且具有一定級配的穩(wěn)定土，使其級配符合密實嵌擠原理，不但會提高基層的強度、穩(wěn)定性，而且具有較高的抗裂性。

　　2、 石灰質量和劑量控制

　　石灰穩(wěn)定類基層石灰應選擇消石灰粉或生石灰，其質量應符合Ⅲ級以上技術指標。生石灰應在使用前7~10天必須進行充分、徹底消解成熟石灰粉，并過10mm篩。消解不充分或不消解，在拌和、碾壓以及形成強度過程中生石灰逐步消解，并產生較大的溫度應力，對石灰穩(wěn)定土基層的板體性有很大破壞作用，從而出現(xiàn)裂縫。

　　石灰的劑量不能過多也不能過少，石灰劑量過少，不能保證石灰穩(wěn)定土形成足夠的強度，容易導致出現(xiàn)裂縫；石灰劑量過多，多余的石灰就自行結晶，結晶的石灰強度也是很低的，在外荷載作用下也很容易產生裂縫。生產實踐中常用的劑量范圍為10%~12%。

　　3、 提高穩(wěn)定土配合比和拌和均勻程度

　　穩(wěn)定土配合比設計要合理，各項指標應滿足規(guī)范要求。穩(wěn)定土作為高等級公路的底基層采用廠拌法，用轉筒式拌和機或連續(xù)式拌和機拌合穩(wěn)定土均勻程度高；作為低等級公路的基層一般采用路拌法，為了防止在拌和層底部出現(xiàn)素土夾層和拌和不均勻現(xiàn)象，首先，應設專人隨時檢查拌和情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；其次，拌和機拌和時應由兩側向中心拌和，每次拌和應重疊10~20cm，拌合深度應達穩(wěn)定土基層底并宜侵入下承層5~10mm，用多鏵犁或平地機作為輔助設備配合穩(wěn)定土拌和機應拌和兩遍以上，直至穩(wěn)定土顏色一致，沒有灰條、灰團和花面為止。

　　4、 攤鋪厚度控制

　　石灰穩(wěn)定土在攤鋪時厚度不均，所形成的強度就不一致。石灰與水發(fā)生物理、化學反應和在溫度變化的情況下產生較大的溫度應力，在內力作用下會使較薄穩(wěn)定土層產生裂縫。因此在攤鋪時盡量采用機械攤鋪，確定合理的松鋪系數(shù)并將土料中超尺寸顆粒清楚干凈，以保證攤鋪厚度達到設計要求。

　　5、 控制穩(wěn)定土壓實含水量和壓實度

　　石灰穩(wěn)定土在壓實時，其含水量的控制相當重要。含水量過少，壓實困難，不利于強度形成，易形成裂縫；含水量過多，水分蒸發(fā)，干縮裂縫顯著，并且壓實效果差，實踐表明，壓實度小時產生的干縮要比壓實度大時嚴重，因此，壓實時一定不要大于最佳含水量，而應略小于最佳含水量（1%~2%），同時嚴格按照重型擊實試驗法確定壓實度，盡可能達到最大壓實度。

　　6、 施工溫度控制

　　石灰穩(wěn)定土溫縮裂縫產生的最不利季節(jié)是混合料處于最佳含水量附近，而且溫度在0-10℃時。因此在安排石灰穩(wěn)定土基層施工時要嚴格控制施工時間和施工時溫度兩方面，在施工期的最好在春天和夏天組織施工，施工期的日最低氣溫應在5℃以上，并應在當?shù)貧鉁剡M入0℃前一個月結束，以防在不利季節(jié)產生嚴重溫縮。

　　7、 做好地下水的排除及路基裂縫的控制

　　地下水水位高，會導致路基的強度、剛度降低，從而路基會產生各種病害，一旦出現(xiàn)裂縫必然會反射到石灰穩(wěn)定土基層上。因此基層施工前，對出現(xiàn)裂縫的路基進行返工處理，以便減少反射裂縫的出現(xiàn)。

　　8、 養(yǎng)生控制

　　石灰穩(wěn)定土養(yǎng)生是關系到基層強度、剛度以及表觀質量是否達到規(guī)范要求的關鍵，養(yǎng)生期不宜少于7d。干縮最不利情況是石灰穩(wěn)定土成型初期，要重視初期養(yǎng)護，保證基層表面處于潮濕狀態(tài)，防止干曬。

　　9、 減少人為因素的影響

　　禁止重型車輛通行，如在采用覆蓋措施的石灰穩(wěn)定土層上，不能封閉交通時應限制車速不得超過30km/h。在石灰穩(wěn)定土施工結束后，要及早灑粘結瀝青并鋪筑面層，使石灰穩(wěn)定土基層含水量不發(fā)生大的變化，以減輕干縮裂隙。

　　四、 石灰穩(wěn)定土基層裂縫的處理方法

　　石灰穩(wěn)定土基層一旦出現(xiàn)裂縫，需進行及時的封填處理，有效阻止水分的滲入，防止病害的進一步擴展和蔓延。在處理裂縫時要根據(jù)裂縫的寬窄、多少以及形狀采取不同的方法。

　　1、密封膠封縫技術

　　密封膠封縫技術是一種比較成功的途徑。在灌縫之前，先用4～6MPa的氣壓力對著裂縫處從一端開始慢慢吹至另一端，并往返吹幾次(一般2～3次)，直至無雜物吹出為止。然后將密封膠加熱到一定溫度，灌入裂縫中，很快就滲透到裂縫兩側的混合料中并融合到一起，當密封膠冷卻后，在常溫和低溫時均有著較高的彈性，可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形，始終保持其密封作用，這樣就長期、有效地封閉了石灰穩(wěn)定層的裂縫。當裂縫寬度超過3mm，都應該進行切縫處理后，在灌膠。

　　2、填灌乳化瀝青、鋪設土工布技術

　　基層頂面出現(xiàn)裂縫后，對出現(xiàn)的局部較大的裂縫需進行切縫處理，填灌乳化瀝青拌和料。對較小的裂紋，直接鋪上土工布，這種土工布多為深色或灰色，具有抗老化、耐高溫、強度高等特點。施工時橫向搭接寬度為10cm，縱向搭接為5cm。施工前應在基層頂上先灑布粘層油，用量約0.7～1.1kg/㎡，再鋪土工布，并進行碾壓，注意施工車輛不得在土工布表面轉彎。最后再灑布一次粘層油，用量約為0.5～0.6kg/㎡，爾后方可攤鋪面層。用這種方法處理基層反射裂縫是目前較為有效的解決方法。

　　五、 結論

　　石灰穩(wěn)定土基層強度、剛度和分布荷載能力都比傳統(tǒng)的級配碎石高得多,目前我國很多地方都缺乏天然砂石材料，鋪筑路面底基層和鄉(xiāng)村公路的基層完全采用天然砂石材料，客觀上難以實現(xiàn)，靠外運石料，工程造價太高。因此，在對石灰穩(wěn)定土基層施工過程中，采取科學的管理同時進行有效的防治，石灰穩(wěn)定土基層裂縫是可以減少的，甚至是可以完全消除的。