9水稳裂缝的成因及防治措施

水稳裂缝的成因及防治措施

摘要：本文主要阐述了闻合高速公路水稳裂缝产生原因及防治技术。

关键词：水稳路面施工技术裂缝防治

前言：水泥稳定碎石是路面结构的主要承重层，以其水稳性好、承载力高、刚度大且较经济的特点，已得到广泛应用。但是水泥稳定碎石随着时间的变化，该非均质体系发生变化，混合料的宏观物理性能如强度、抗收缩性和抗疲劳性均发生变化，并会带来一些路面病害，最常见的是路面裂缝，因此如何控制材料质量，提高抗裂性能，成为关注的重点。现在闻合高速承建的LM3标段，路面底基层，基层施工为水泥稳定碎石，在施工中其技术指标控制不好或受外界环境、温度、气候、荷载的影响，水泥稳定碎石基层易产生裂缝现象，处理裂缝目前又没有成熟的办法和相关技术措施。所以现就以往工作中的一些经验就此进行探讨和提出防治措施。

1、水稳产生裂缝的分析

1.1、水稳产生裂缝的现象

水泥稳定集料底基层、基层是将一定级配的集料与水泥和水一起拌和后，在最佳含水量状态下碾压成型，经过养生达到一定强度的路面基层结构，此基层是一种半刚性结构。水泥稳定基层容易产生裂缝的同时已是影响沥青混凝土面层破坏的关键因素。这种裂缝，一般在基层顶面沿横向开裂多为等间距，成直线型，缝长不等，缝宽在0.5～3.5mm左右。较早出现裂缝是在水稳层养生过程中开始出现，有的是在沥青混凝土路面通车后在荷载的作用下出现，这是由于水稳层出现裂缝并引起沥青混凝土面层产生相对的反射裂缝。

1.2、水稳裂缝的成因

a、干缩性裂缝：干缩性裂缝的情况有两种，一是水泥稳定碎石压实成型到正常养护期（一般为7 d）的干缩；二是养护期满后到施工沥青封层或透层、摊铺沥青混凝土面层这段时间的干缩。

b、温缩性裂缝：也就是热胀冷缩产生的裂缝。万物都具有热胀冷缩的性质，水泥稳定碎石基层属半刚性体，也不会例外。在水泥路面设计和施工中，设置伸缩缝的做法规范中已有明确的规定，并且在施工和实际中得到广泛的应用，取得了显着的成效。水泥无机结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中必然会使其产生热胀冷缩的

体积变化，从而引起温缩性裂缝。

c、荷载性裂缝：荷载性裂缝一般发生在基层的底部，由于车辆荷载的反复作用，裂缝逐渐向上扩展至表面，车轮荷载作用下产生的裂缝反映在面层，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的，有时是相互联系的。

1.3、基层裂缝的危害

一是降低基层的整体强度，二是发展后会形成反射裂缝，使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝、起拱。出现第二种情况，若不及时处理，雨水从裂缝内向下渗透，沥青混凝土和基层裂缝缝隙处充满自由水，在车辆荷载反复冲击下，就会使沥青混凝土中粘附在碎石表面的沥青剥离，基层的细集料形成泥浆被挤压出路面，沥青混凝土路面出现坑洞、碎裂、松散，造成沥青混凝土路面早期破损，影响其使用寿命。基层裂缝的危害较为常见，直接影响到了路面行车的速度和安全。

2、水稳裂缝防治措施

2.1、严格把关路床灰土及底基层的下承层

对不合格的路床，予以返工处理，必须达到设计要求才行进水稳铺设。

2.2、严格把关原材的料进场

原材料是决定水稳施工好坏的基础条件。因此原材料进场，需设立专人，专人专管，碎石应选择含泥量小，颗粒稳定无杂物，其它指标符合技术规范要求，并能够连续生产的料厂作为料源，特别是细集料的含泥量、塑性指数更要严格控制在规范之内。水泥我们采用的是32.5级低标号路用缓凝水泥。28天水泥胶砂抗压强度严格控制在32.5MPa～ 37.5Mpa之间，水泥初凝时间不小于个5小时,终凝时间8个小时左右，且不大于10小时。这样就减少了因含泥量偏大、水泥强度偏高而产生的裂缝。

2.3、反复验证配合比设计

水稳碎石基层的级配要尽可能控制在规范级配范围中值偏下，且在范围以内。水泥采用低标号缓凝水泥。

为了获得较理想的配合比，我们在原材料统一的情况下，同时做了三种不同的级配。一种在规范级配范围中值偏上且在上限以内。另一种尽可能接近中值。再一种就是在规范级配范围中值偏下且在下限以内。针对这三种不同的级配，我们分别进行了不同水泥剂量的击实

和无侧限抗压强度试验，最终底基层取3.5%的水泥剂量为最佳剂量，基层取4.5%的水泥剂量为最佳剂量，最佳含水量则定为5.5%。底基层7天无侧限抗压强度均大于2.5Mpa，基层7天无侧限抗压强度均大于4.0Mpa，且三种级配相差不大；然后我们又以中间级配为标准，用28天水泥胶砂强度为43.2Mpa的普通水泥进行了击实和无侧限抗压试验，发现底基层3.0%的水泥剂量为最佳剂量，基层4.0%的水泥剂量为最佳剂量，最佳含水量不变。底基层7天强度大于2.5Mpa，基层7天强度大于4.0Mpa。

针对以上四种情况，我们底基层均采用3.5%的水泥剂量，含水量采用5.5%，分别进行了100米水稳碎石底基层试验段的摊铺。并采用了同样的压实工艺和养生措施。观察7天后的结果，发现用早期强度较高的普通水泥做的试验段和级配偏细的用特制水泥做的试验段上均有不同程度的横向线形裂缝，另两种情况未见异常。28天后，对未见异常的两种试验段进行清扫和洒水湿润，发现级配接近中值的试验段表面，局部有轻微的线形水迹，而级配偏粗的试验段则表现良好。此结果，在基层又得以验证。

2.4、拌和与摊铺的过程控制

水稳施工，采用WCZ600强制式自动计量拌和机进行水稳碎石混合料的生产。正式生产前，先要进行拌和机调试，调试过程中应扣除原材料自身的含水量，以确保混合料的配合比不变。然后绘出各种原材料在一定料门开度下的转速流量曲线，根据混合料配比确定各种原材料配料皮带的转速，进行试生产。当混合料的各项指标均达到目标配比的要求后，再进行正式生产。生产过程中，要根据天气变化及时调整混合料的含水量，使摊平后的含水量均匀且接近最佳含水量，后场需设立专人时时对含水量进行监控。

摊铺机摊铺混合料时，运行速度应与拌和机生产能力相匹配，尽量避免摊铺机停机待料的情况。运输车卸料有专人指挥，视运输车装料多少，控制好卸料间距，以利于摊铺。尽量减少摊铺机收放料斗，在摊铺机前后设专人消除粗细集料离析现象，特别应铲除粗集料窝，然后用新拌混合料填补，以确保配比稳定统一。

2.5、碾压

在碾压组合方式，碾压变数上，反复经行实验，最终得出以下碾压控制标准。碾压过程按初压、复压、终压三个阶段进行：

初压，采用徐工220型振动压路机静压一遍，碾压速度控制在3~5KM/h，保证水稳料的