司喜軍　魏志峰

摘 要：本文通過分析尋找水泥穩(wěn)定粒料基層產(chǎn)生裂縫類的原因，闡述了其防治辦法，并用事例說明在實(shí)際施工中怎樣及早預(yù)防此類路面病害的產(chǎn)生并提出了相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)基層；裂縫；防治

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，新鄭市在公路建設(shè)當(dāng)中，普遍采用了水泥穩(wěn)定粒料作為基層，水泥穩(wěn)定粒料強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，使用壽命長，很好地改善了公路使用功能，但是，個(gè)別項(xiàng)目的個(gè)別標(biāo)段，由于施工單位的水泥穩(wěn)定粒料基層施工經(jīng)驗(yàn)不足，片面追求基層強(qiáng)度，致使有的路面出現(xiàn)了大面積裂縫，繼而出現(xiàn)冒白漿現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)了坑槽，嚴(yán)重地影響了公路的使用功能。新鄭市S102改善工程通車一年后，就發(fā)現(xiàn)類似問題。作者根據(jù)調(diào)查結(jié)果，查閱相關(guān)資料，將產(chǎn)生裂縫類的原因及如果有效防治進(jìn)行分析。

1 工程概況

新鄭市S102公路是鄭州的通往東南一條放射性二級(jí)公路，在新鄭境內(nèi)全長28.362公里，日通行量14862。2002年對該路進(jìn)行了改善，2003年竣工，路面面層采用5+4瀝青混凝土，基層采用二層18cm厚水泥穩(wěn)定碎石。

2 理論分析

水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生的裂縫反射到路面，引起滲水、冒白漿，出現(xiàn)坑槽等病害。從理論上分析：水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生裂縫的主要原因有五條：

2.1 干縮裂縫

水泥穩(wěn)定碎石在干燥空氣中硬化時(shí)，隨著水分的減少，體積將收縮變形，每隔一段距離產(chǎn)生均勻的干縮裂縫。水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生干縮裂縫的原因與其水泥、水和碎石集料都有很大的關(guān)系。主要是由于混合料在凝結(jié)硬化過程中，水泥與水起水化反應(yīng)，消耗大量的水分。水泥含量越高，則消耗的水分越多。

2.2 溫縮裂縫

水泥穩(wěn)定碎石由于混合料中有5%左右的水泥，所以具有熱脹冷縮的性質(zhì)，在混合料硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，但散熱較慢，因此其內(nèi)部溫度較高，使內(nèi)部體積膨脹。而外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內(nèi)脹外縮相互制約，產(chǎn)生較大的應(yīng)力。一旦應(yīng)力超過其極限抗彎拉強(qiáng)度，將產(chǎn)生溫縮裂縫。

2.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫也叫“龜裂”，它是由于局部彎沉太大，在外力作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞的裂縫，它是一種破壞性較大的裂縫，如遇下雨，則滲水，在外力作用下引起翻漿。初期時(shí)僅為網(wǎng)狀細(xì)裂紋，隨著時(shí)間的推移，裂紋處基層內(nèi)部的水分繼續(xù)蒸發(fā)，裂紋逐漸發(fā)展成為發(fā)散形裂縫。

2.4 縱縫

如果水泥穩(wěn)定碎石基層在施工早期產(chǎn)生縱縫，一定是施工控制方面引起的。其原因應(yīng)歸結(jié)為局部土基壓實(shí)度或基層壓實(shí)度沒有達(dá)到規(guī)范要求。但基層7d養(yǎng)護(hù)期滿后，如果管理維護(hù)不到位，也會(huì)產(chǎn)生縱縫。

2.5 路基不均勻沉降產(chǎn)生裂縫

如果水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生縱向裂縫，多是由于局部土基及底基層壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求引起，在重車的作用下產(chǎn)生的反射裂縫，有時(shí)顯弧狀分布，且表面形成一定的高度差。

3 本項(xiàng)目水泥穩(wěn)定粒料基層產(chǎn)生的裂縫的主要原因分析

通過對S102公路在K22+300——K23+200現(xiàn)場損壞的調(diào)查檢測，發(fā)現(xiàn)引起水泥穩(wěn)定粒料基層產(chǎn)生路面裂縫的原因：

3.1 外力影響較大

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在這一路段超限車輛多（40-180噸車），都行駛在右側(cè)，對裂縫的邊緣部位造成“啃邊”（即剪切破壞），剪切破壞越來越多使裂縫處一小塊一小塊的斷開，造成網(wǎng)狀裂縫。

3.2 基層級(jí)配不合理

3.2.1 在施工中不重視級(jí)配設(shè)計(jì)，使用的級(jí)配不合理。級(jí)配不合理，水泥穩(wěn)定粒料強(qiáng)度偏低、偏差系數(shù)大、強(qiáng)度不合格。在實(shí)際檢測中發(fā)現(xiàn)，凡是裂縫最嚴(yán)重的地方，混合料中幾乎沒有2cm以上的碎石，碎石最大粒徑偏小。

3.2.2 在施工過程中，為滿足強(qiáng)度的需要，不能只用增大水泥劑量的方法來提高強(qiáng)度（水泥劑量不得超過6%），水泥用量過大，造成無側(cè)限7天抗壓強(qiáng)度過高（6Mpa以上），強(qiáng)度過高，剛性就大，基層材料與底基層材料的模量比就會(huì)增加從而增大基層底面由行車荷載引起的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，容易使基層在行車荷載下產(chǎn)生開裂。另一方面，水泥穩(wěn)定基層材料的強(qiáng)度高，基層內(nèi)出現(xiàn)的收縮裂縫的間距就大，裂縫的寬度也大，寬度大的裂縫是荷載能力差，容易促使瀝青面層開裂產(chǎn)生裂縫。

3.3 溫度裂縫

主要是溫度疲勞裂縫，這種裂縫主要發(fā)生在太陽照射強(qiáng)烈、日溫度大的季節(jié)。新鄭市S102改善工程基層施工時(shí)氣溫高達(dá)40℃（6月下旬），白天溫度與夜間溫度之差很大。這種情況容易在瀝青面層產(chǎn)生較大的應(yīng)力，這種溫度應(yīng)力日復(fù)一日地反復(fù)作用，使其產(chǎn)生疲勞開裂。還有夏季施工中含水量不易控制，往往偏高，易干縮，產(chǎn)生干縮裂縫。

4 水泥穩(wěn)定粒料基層產(chǎn)生裂縫的措施

4.1 原材料控制

水泥：為保證水泥穩(wěn)定碎石基層施工時(shí)有足夠的時(shí)間運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)，應(yīng)對水泥的終凝時(shí)間有限制，一般需要5～6h。夏季施工時(shí)，氣溫較高，表面層的凝結(jié)硬化速度較快，水泥終凝時(shí)間應(yīng)盡可能達(dá)到6h；春秋季施工時(shí)水分蒸發(fā)較慢，終凝時(shí)間可縮短至5h。水泥標(biāo)號(hào)不能太高，最好不要超過32.5R，采用普通硅酸鹽水泥。劑量控制范圍為5% 左右。因?yàn)樗鄤┝刻?，?qiáng)度難以滿足要求；而劑量過高時(shí)，混合料的收縮系數(shù)增大，裂縫增加。故水泥劑量一定要經(jīng)過試配并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試合適之后確定；石料：石料的粗細(xì)直接影響水泥穩(wěn)定碎石基層的強(qiáng)度、平整度和裂縫的產(chǎn)生。水泥穩(wěn)定碎石的粒料越粗，強(qiáng)度越高，穩(wěn)定性越好，預(yù)防溫縮、干縮裂縫的能力越強(qiáng)。

4.2 施工控制

壓實(shí)度：水泥穩(wěn)定碎石混合料壓實(shí)度的控制是保證強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的重要手段之一?？刂坪盟浚核喾€(wěn)定碎石是水泥與集料的水化凝結(jié)硬化的產(chǎn)物。含水量的控制影響到壓實(shí)度的保證和裂縫的產(chǎn)生。考慮到混合料在運(yùn)輸、碾壓過程中還有水分散失，尤其夏季施工時(shí)水分蒸發(fā)快，施工過程中對水的含量應(yīng)控制在比最佳含水量大1% 左右。含水量過小時(shí)，基層表層松散，碾壓容易起皮，難以壓實(shí)；含水量過大碾壓時(shí)粘輪，表面起拱，而且基層成型后水分散失愈多，形成的裂縫愈多。所以含水量要控制適宜；施工接頭：基層在施工過程中留有接頭是難以避免的。但接頭處往往是應(yīng)力的集中區(qū)，在溫度應(yīng)力、基層收縮應(yīng)力和交通荷載的反復(fù)作用下，容易誘發(fā)為裂縫，從而導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。

4.3 養(yǎng)護(hù)控制

水泥穩(wěn)定碎石基層碾壓成型后應(yīng)及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。由于水分參與了水泥的水化反應(yīng)，水分的散失將影響其正常的反應(yīng)，從而影響凝結(jié)硬化后形成的強(qiáng)度，特別是夏季施工，氣溫較高，基層表面的水分蒸發(fā)更快，極易產(chǎn)生均勻的裂紋。養(yǎng)護(hù)的方法可以采用草袋、麻袋或塑料薄膜覆蓋，保證基層不直接暴露在外。冬季施工時(shí)，要及時(shí)采取防凍措施。

4.4 外力影響

車輛超限是造成瀝青路面損壞的主要原因，要加大對超限車輛的監(jiān)管力度。而在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到超載車輛的影響，避免出現(xiàn)反射裂縫。

4.5 管理維護(hù)及施工協(xié)調(diào)控制

基層攤鋪碾壓成型到噴灑透層油鋪筑瀝青面層的這段時(shí)間的管理維護(hù)工作非常重要。第一層成型后，一旦現(xiàn)場管理維護(hù)不及時(shí)，重車通行，基層將受到極大的破壞。第二層7d 養(yǎng)護(hù)期滿后方可開放交通，但僅允許部分施工車輛放行?；鶎邮┕ね戤吅?，為保證水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)不繼續(xù)失水，減少干縮裂縫產(chǎn)生，最好在一星期后即噴灑透油層或進(jìn)行下封層施工，盡早鋪筑瀝青面層。

5 結(jié)束語

水泥穩(wěn)定粒料基層的裂縫是一種常見病害，只要從設(shè)計(jì)、選材、施工、維護(hù)等方面加以控制，裂縫問題是可以克服并解決的。

參考文獻(xiàn)

[1]《鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程JGJ3－91》，中國建筑工業(yè)出版社，1991.

[2]王鐵夢，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].中國建工出版社，1997.8.