半刚性基层裂缝成因及防治措施

浅谈半刚性基层裂缝成因及防治措施浅谈半刚性基层裂缝成因及防治措施

新余公路勘察设计院江西新余338000李小亮

江西同济工程设计有限公司江西南昌 330000刘燕芳

【摘要】分析半刚性基层裂缝产生的原因，提出裂缝的防治措施。

【关键词】半刚性基层裂缝成因防治措施

中图分类号：u416.217 文献标识码：a 文章编号：

半刚性基层是沥青路面结构的主要承重层,以水泥稳定粒料为主的半刚性基层以其高强度、荷载分布均匀和水稳性能好等特点，已成为目前我国高等级公路路面基层的主要形式，得到广泛的应用。半刚性基层易产生温缩、干缩裂缝，其引起的路面反射裂缝已成为高等级公路的主要破坏形式之一，严重影响沥青路面的使用寿命。

1、裂缝类型

结构裂缝分为：温缩裂缝、干缩裂缝

温缩裂缝：由于基础温度的变化而产生的裂缝，称温缩裂缝。基层厚度一般是15~20cm，基层表面温度与地面温度存在着一定的温度差异，温度低的部分会产生收缩应力，当收缩应力一旦大于某一薄弱点的抗拉强度，该点就会开裂。

干缩裂缝：由于混合料中水分的散失而产生的裂缝，称干缩裂缝。裂缝可能发生在铺筑沥青路面之前或之后。干缩裂缝主要是横

向裂缝，也有少数纵向裂缝。

2、影响半刚性基层结构裂缝产生的主要因素

2.1水泥剂量对裂缝的影响：水泥稳定类基层强度形成主要是水泥石的骨架作用与ca、ma离子的物理化学作用的结果，后者将微粒和微粒团形成稳定的团粒结构，而水泥石将这些团粒包裹，连成坚强的整体，其强度随着水泥剂量的增加而增加，具有温缩而产生裂缝的普遍性，特别是厚度较大，面积较大时，纵向的收缩就产生了横向开裂，从而达到结构内部的应力平衡。由于水泥在拌合水化过程中产生大量的水化热，使混合料内部的与外部的温度形成温差，在一定条件下形成温度裂缝。所以应严格控制水泥品种和质量。

2.2基层材料的级配：基层材料收缩性愈小，产生裂缝愈少，《公路路面基层施工技术规范》对于水泥稳定基层的级配范围作了明确规定，二级及二级以下公路基层的水泥稳定集料的颗粒组成范围较宽，在施工中只要控制最大粒径，实际上很容易满足。采用的集料级配应尽可能地准确均匀。

2.3结构刚度及厚度对裂缝产生的影响：半刚性基层的特点在于，它具有一定的刚度，刚度来源于强度和结构厚度，使结构成为板块整体性，增强抵抗由于外部荷载作用而产生的弯拉应力，但是刚度太大，结构收缩也会增加。水稳层的厚度对干缩和温缩的影响也较大，厚度增大的同时也增加了结构的刚度，导致干缩变形叠加，造成干缩变形的加剧，从而增加了收缩裂缝的产生。

2.4施工因素

首先混合料含水量不均匀是引起裂缝的重要原因：含水量小则混合料极易表面松散，不容易碾压成型，而含水量大则易形成软弹，无法及时碾压。因此，混合料中含水量越大，半刚性基层蒸发散失的水分越多，形成的裂缝越大。

其次拌合站施工控制造成的。拌合不均匀，每盘料差异太大；拌合时间不足，拌合不均匀，易出现粗细集料集中、离析现象。

碾压控制不到位，压实不充分，压路机行驶速度过快，导致压实度不足，密实度不够，孔隙率大，抵抗干缩温缩拉动的能力也会大大降低，基层易产生裂缝。碾压机械组合不合理，碾压能力差时混合料长时间暴露在空气中水分散失多，为保证压实度而进行不当洒水，碾压后残留的水分过多，易产生裂缝。

施工后养生不及时不到位，半刚性基层养护洒水不及时不到位，长时间风干会造成粒料内水分的大量散失，会影响水泥的水化反应，易造成强度不足，基层开裂。

2.6气候条件：极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响半刚性基层沥青路面温缩裂缝的四大

要素。

3、半刚性基层结构裂缝的防治措施

3.1严格原控制材料的品种与用量

选择好原材料，使其符合施工技术规范中各项质量指标。基层选用缓凝型强度等级较低的水泥，水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求，要求水泥初凝时间为3小时以上，终凝时间不小

于6小时。集料的级配尽量采用粗颗粒级配，在无侧限抗压强度达到的情况下，有利于节省水泥、降低成本。同时，压缩级配范围，使级配曲线连续顺适。

3.2混合料配合比设计

认真做好混合料的组成设计及生产配合比验证。生产过程中按规定频率检查混合料各项质量指标，在满足设计强度要求的前提下尽可能降低水泥用量，以最佳含水量掌握施工用水量，施工含水量一般不宜超过最佳含水量的1%。

3.3精心选配拌合设备，严格控制拌合质量，确保计量准确，确保混合料均匀，有良好的和易性，含水量适宜。

3.4混合料的摊铺和碾压

（1）混合料的摊铺一般采用机械摊铺，摊铺机行走速度适宜，有震动功能的摊铺机必须打开震动。能够有效的防治水分的散失，减少碾压时间，提高碾压的效率，有效防治裂纹的产生。

（2）控制碾压时间，在终凝前必须完成。

压路机械组合要合理。在施工过程中，尽可能控制各道工序的时间，确保半刚性基层强度和压实度。水泥稳定碎石基层摊铺碾压应确保控制在6h以内完成，7d无侧限抗压强度满足设计强度要求。碾压要根据实验路段实验报告的结果控制，既不能压实不足，避免因压实的不足而导致干缩、温缩拉应力的能力加大而产生裂缝；也不能超压，终凝后在压实容易破坏结构层的强度。

3.5施工后的基层养生和养护

养生可以洒水养生，也可以撒布透层油进行养生。洒水养生，在基层经检测各项指标合格后，应及时用稻草帘或者保湿棉进行覆盖，并适时开始洒水养生，养生时间不能少于7d，有专人负责洒水，始终保持表面湿润，且要注意边侧洒匀、洒足。也可以按照规范要求及时撒布透层油进行养生。

养护就是养生期间封闭交通，保护好成品，避免车辆对基层表面的破坏造成松散和不平整影响整体强度。养生一周后即可进行下封层或喷洒透油层，随后尽早铺筑沥青面层，保证基层不继续失水，引起干缩裂缝。

4 结束语

通过良好的混合料组成设计，规范施工工艺，加强施工质量过程控制，优化施工工序，加强施工后养生，避免基层过早出现裂缝是防治半刚性基层切实可行的措施。

参考文献

[1](jtj0.34-2000),《公路路面基层施工技术规范》，2000.9。

[2]宋兴：《半刚性基层的施工控制》，《公路交通技术》，2004。