浅谈水稳碎石基层裂缝问题成因及防范措施

浅谈水泥稳定碎石基层裂缝原因及防治措施

摘要：在水泥稳定碎石基层施工中，由于各种原因造成水稳碎石的裂缝产生，对路面造成不同程度的危害。而水泥稳定碎石基层容易产生裂纹一直是个客观存在的事实，亦是一个需要解决的问题。本文着重就水稳碎石基层结构体产生裂纹的原因进行深入分析和研究，并提出了防治技术，让水稳碎石基层材料的使用更加方便、合适。

关键词：裂缝现象和危害；裂缝产生的原因 ；预防处理

前言

以级配碎石作为骨料，通过试验使用适量的水泥含量填充骨料空隙进行胶结，碾压形成的半刚性路面基层。水泥稳定碎石比原来石灰粉煤灰胶结的二灰碎石整体强度、刚度、水稳性较好，并且原材料质量比较稳定。水稳碎石因为是半刚性结构极易产生裂缝，而基层裂缝会降低基层的整体强度，同时发展后会形成反射裂缝使路面出现病害。目前，基层裂缝的危害在我省内的国道、省道、高速公路极为常见，直接影响到了路面行车的质量和舒适度。道路的使用年限。

1 水泥稳定碎石的概念

一定级配的碎石中，掺入适量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，当其强度符合规定的要求时，称为水泥稳定碎石。水泥稳定碎石具有良好的板体性，它的水稳性和抗冻性比石灰稳定土好，但常会因水分变化而引起干缩裂缝。

2 裂缝产生的原因分析 2.1 纵缝

纵缝的形成主要因为路基施工缺陷和水稳施工组织不力造成。路基施工缺陷主要表现为：老路加宽改造没有按照施工技术要求错台阶搭接，造成新老路基不均匀沉陷产生的纵缝。路基范围内的管沟回填没有达到设计压实要求，产生沉降不均匀造成路基脱空导致路面纵向裂裂。水稳施工组织不力主要表现为：两台摊铺机摊铺距离悬差太大，中间隔离距离太长，边部水散失，中间产生离析情况造成纵缝。

2.2横缝

2.2.1干缩裂缝

水泥稳定碎石压实成型到正常养护期间，由于混合料在凝结硬化过程中，水泥与水起水化反应，消耗大量水分；水泥含量越高，则消耗水分越多。再因混合料本身拌和、养护时用水，水分蒸发以及而发生的毛细管作用收缩作用等，引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，出现拉裂的现象。如果这段时间天气正常，气温没有太大变化，混合料从最佳含水量到较干燥的干缩过程产生的裂缝是有限的。反之，气温较高，即使强度达到要求，没有保持板块湿润同样会容易产生裂缝。另一方面，集料中细料含量越多，表面吸附水分越多，养护期间蒸发散失的水分就越多，极易产生裂缝。当基层养护期满没有摊铺面层前，因天气变化较大，基层在反复干燥和饱和的交替作用下，必会使基层出现拉裂现象。

浅谈水稳基层裂缝成因及防治措施

摘要：在道路工程中，水稳碎石基层被广泛应用到路面基层。但水泥稳定碎石在施工中很易出现裂缝。文章从裂缝产生的原因进行分析，从而找到防治措施。

关键词：公路工程；水稳碎石；基层裂缝；防治

Abstract: On the road works, water stable macadam base has been widely

applied to the pavement base. Cement stabilized crushed stone in the construction is

very prone to cracks. The article analyzed the causes of cracks in order to find

preventive measures.

Keywords: highway engineering; water stability gravel; base crack; prevention

一、裂缝产生原因分析

1.裂缝种类和产生的原因

1.1温缩裂缝形成的原因

混合料中通常是含有5%左右的水泥，正是由于混合料中含有一定比例的水泥成分，所以水泥稳定碎石具有热胀冷缩的性质。当混合料发生硬化时，水泥发生水化作用会释放出相当多的热量，但由于其内部散热缓慢，所以其内部温度会比较高。温度越高，其内部体积膨胀程度就越大，而水泥的外部是很容易遇冷发生收缩，这样其内部不断的膨胀，外部不断的收缩，内外之间就会产生一个比较大的应力。如果其极限抗弯拉强度小于应力的大小，这时就会发生常见的横向分布状的温缩裂缝。

1.2干缩裂缝形成的原因

①水泥稳定碎石在干燥的空气中会发生硬化现象，所以水泥稳定碎石中的水分越少，其体积发生收缩变形就越严重，水泥稳定碎石上就会在一定的间隔处产生比较均匀的干缩裂缝。②水泥稳定碎石形成干缩裂缝的原因还与其他因素有关系，如水泥的含量、水的多少和碎石集料等有着千丝万缕的联系。③由于混合料发生凝结硬化时，水泥和水发生了水化反应，消耗掉了很多水分，这样水泥含量相对就高了。

水稳基层裂缝的成因可能有多种，包括以下几个常见原因：

1. 土质收缩和膨胀：土壤中的含水量变化引起膨胀或收缩，导致基层出现裂缝。

2. 不均匀沉降：基础承载能力不均导致基层沉降不均匀，进而引发裂缝。

3. 施工工艺不当：施工过程中的振动、温度变化、材料性质不符等问题，导致基层产生应力集中从而形成裂缝。

4. 外力作用：地震、地下水涌入、冲刷等外力作用也可能导致基层发生裂缝。

针对水稳基层裂缝的处置方案可以根据具体情况采取以下措施：

1. 加强水分控制：通过合理的排水系统和土壤改良手段，控制基层土壤水分含量，减少土壤膨胀和收缩。

2. 增加基础支撑：通过加固基础、增加基础支撑面积或改善基础结构以提高基层的承载能力。

3. 补强基层：使用适当的材料进行基层补强，如土壤固化剂、加筋材料等，以增加基层的强度和稳定性。

4. 修复裂缝：对已经形成的裂缝进行修复，可以采用填充材料、胶凝材料或其他合适的方法来恢复基层的完整性和稳定性。

5. 定期检测和维护：对于水稳基层，定期进行检测和维护是非常重要的，以及时发现并处理裂缝问题，防止进一步扩大和破坏。

需要根据具体的工程情况和场地条件来确定最适合的处置方案。因此，在实际操作中，建议咨询专业的工程师或相关领域的专家，以获取准确的评估和建议。

水泥稳定碎石基层裂缝成因及预控浅析

摘要：水泥稳定碎石基层是直接位于沥青面层或水泥混凝土面板下，由水泥、粗细集料和水按一定比例配制的路面结构层承重结构，基层可以是一层或两层，它具有强度高、抗水损效果好等优点。但如果控制不力，极易产生早期裂缝。本文从原材料、混合料生产、水稳摊铺及碾压、养护等方面提出了各种相互对应的预防措施，从而确保后续面层施工的的正常进行，并且为以后公路安全交付使用提供了重要的前提保证。

关键词：水稳碎石；基层裂缝成因；防控

1 几种常见裂缝种类及形成原因分析

（1） 干缩裂缝

干缩，顾名思义就是指水泥稳定碎石在硬化过程中，由于水分的不断减少，混合料体积将逐渐收缩变形，从而使得每隔一段距离就会产生比较规则的干缩裂缝。水泥稳定碎石干缩裂缝的产生原因有很多方面，但主要与水泥、水和碎石集料尤其是集料级配的合理性有很大的关系。其一，水稳材料在凝结硬化过程中，水泥与水起水化作用，需要消耗大量的水分。水泥含量越高，则消耗的水分越多。其二，碎石集料表面也要吸附水，因此，集料中的细集料成分越多，表面吸附的水分就越多。另外， 在水稳基层的施工过程中，含水量超过最佳含水量的数值不宜太大，否则，蒸发散失的水分就增加，进而更加加快了干缩裂缝产生的速度。

（2） 温缩裂缝

由于水稳露天施工的工作特点，水稳材料必然要经受各种施工环境的影响，其中温度的变化就是一个重要因素，水泥稳定碎石中的主要胶结材料是水泥，在水稳混合料早期硬化过程中，水泥水化反应会释放大量的水化热，内部水稳材料散热较慢，因此这部分材料的温度较高，使其体积膨胀。而外部如在气温较低情况下施工则会冷却收缩，内胀外缩相互制约，产生较大的破坏作用。一旦超过其极限抗弯拉强度的承受能力，将会产生裂缝。一般情况下，温差收缩裂缝多数是横向分布。

（3） 网状裂缝

水稳施工前都要进行底基层的交接验收，底基层不合格严禁进行水稳基层的施工，这是因为大部分的网状裂缝都是由于底基层的局部弯沉太大，在外力作用下极易沉降，这时，已经凝结成型的水稳基层由于底部局部脱空会产生结构性破坏，开始是些许裂纹，继而随着雨水的不断下渗，在外力作用下引起翻浆。裂纹将会逐渐向四周扩散，严重时会和其他裂纹交叉贯通进而发展成为发散形裂缝。这种情况下如果不及时处理的话，基层将可能和沥青面层一起局部塌陷，到那时的损失就会急剧增加。