水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治
摘要：水泥稳定碎石是路面底基层和路面之间的一种结构，其特点是强度高、水稳定性好、抗冻性好、耐冲刷，是一种优良的路面基层材料，是高等级路面的基层，得到了广泛的应用。水泥稳定碎石基层也有它的弱点，由于温度变化和湿度变化会产生收缩裂缝，直接影响到路面，会降低路面使用寿命。本文分析了水泥稳定碎石基层收缩裂缝的原因，并提出了几点防治措施。
关键词：水泥稳定碎石 基层 裂缝 防治措施
0 引言
水泥稳定碎石基层在现行沥青路面结构中广泛应用，该结构的承载力比较高，并且便于分布荷载，最重要的是能够就地取材，经济性较好。
但是，水泥稳定碎石基层作为半刚性基层，其不足主要表现为：存在干缩和温缩开裂等现象，这种基层开裂直接影响沥青路面的使用性能。
1 对以无机结合稳定半刚性材料的认识
1.1 半刚性材料的好处
1.1.1 强度高
通常情况下，半刚性基层材料都是应时间不断增长的，强度比较高。所以半刚性基层沥青道路一般弯沉度弱，载荷分布功能强的特点。半钢基层材料可以保证半刚性基层沥青路的承受能力，对路面起保护作用。
这种材料在水和多次冻融情况下起承受能力不受影响，因为它具有较高的稳定性。
1.1.3 刚性大
半刚性基层材料的抗压回弹模量值可高达1800PMa，就可以减薄沥青层面，从而使沥青更加牢固，以此提高其抗压能力。
1.1.4 抗冻、耐刷、温缩性和干缩性较小等优点。
较强的脆性、对温度及湿度比较敏感，在形成强度过程中，由于温度发生改变导致的温度收缩裂缝，由于水分量的多寡导致干缩裂缝。这些问题就会在公路沥青面较薄的路面上表现出来，从而降低路面的强度和使用能力。
2 水泥稳定碎石基层收缩裂缝的原因分析
2.1 干缩特性会导致收缩裂缝的产生
在水稳材料碾压以后，在其内部会有水化作用的发生，其中水分逐渐减少，在碳化作用、水的作用下，导致材料矿物晶体或者凝胶体间半刚性材料发生体积收缩的现象。在半刚性材料中，受含水量变化的影响，造成整体宏观体积收缩，进一步导致半刚性材料发生干燥收缩，于是影响半刚性材料干燥收缩的主要因素就是含水量。所以，为了提高基层抗干燥收缩裂缝的性能，需要对其含水量进行适当的控制。
2.2 网状裂缝的分析
在一些没有及时拆迁的高压电杆等地面障碍物的周围，水泥稳定碎石会产生网状裂缝，在初期，其只是网状细裂纹，但是由于时间的延长，在裂纹处基层内部中，其水分不断蒸发，裂纹渐渐变为发散形裂缝。同时由于外力的作用，基层呈现塌陷状。其原因是没有真正保证检查井周围压实度，有着一些不均匀沉降隐患；同时检查井周围，这些地方通常也是大型压路机工作面的死角， 尤其是集料粒径较粗时， 基层自身的压实度难以保证，而且强度难以满足设计要求。检查井周围，这些地方往往是弯拉与温度应力的集中区，在外力的作用下，进一步破坏基层，起初的裂纹逐渐恶化为裂缝。
2.3 温缩特性会引发收缩裂缝
当组成混合料的材料相同时，与骨架密实结构稳定类材料平均温缩系数相比，悬浮结构稳定类材料平均温缩系数比较大。在混合料温缩系数和温合料最大干密度之间，它们存在某种关系，如果混合料的干密度小，那么对应的温缩系数就比较大，反之就越小。
3 水泥稳定碎石基层裂缝防治技术措施
3.1 减少路基不均匀沉降
目前，为了确保公路的施工质量，需要按照较高的压实标准对公路路基进行处理，对于材料的塑指、CBR值等要求比较严格。但是，受公路水文地质情况的影响和制约，并且施工条件、施工情况等各不相同，进而在一定程度上存在工后沉降的现象，对于层底来说，即使弯拉变形很小，都可能造成基层出现开裂。因此，为了避免发生水泥稳定碎石基层裂缝，需要进一步降低路基工后不均匀沉降。通常情况下，通过下列措施，可以减少路基工后不均匀沉降：①在路基填料方面，通常选择砂砾等透水性良好的材料，促进路基工后沉降；②成型路基铺筑基层的沉降稳定期至少半年，对于高填路基来说，通常情况下需要采取相应的措施进而在一定程度上确保沉降的稳定期；③通过采用强夯、冲击碾压或超载预压的方式，对工期紧张的路基项目进行处理，进一步加快路基的不均匀沉降；④为了降低路基填料的波动，需要对施工质量进行严格的控制，同时对松铺厚度、碾压遍数等进行严格的控制，确保压实的均匀性，对于选用的压实设备，需要保证吨位合理，并且性能优良；⑤加强路基排水施工，严格控制路床的塑指，进而在一定程度上确保路基的水稳定性。
3.2 加强施工控制
3.2.1 控制材料特性及级配
在施工过程中，材料的胀缩系数是决定水泥稳定碎石基层开裂的主要因素，为此基层需要选用胀缩系数小的材料，或者采取措施降低基层材料的胀缩系数，进而在一定程度上提高材料的抗裂性能。
3.2.2 控制水泥剂量
水泥稳定碎石基层的强度受水泥剂量的影响和制约，在其他条件相同时，通过增加水泥剂量，基层强度可以进一步提高。但是，随着水泥剂量的增加，水泥稳定碎石基层收缩也在增加，同时产生裂缝的机率出现不同程度的增加。对于不同性质的集料混合料来说，通过不同剂量的水泥可以达到相同的强度要求。
3.2.3 控制碾压含水量
根据以往的实践经验，基层表面并不是越光滑越好。在施工过程中，如果基层表面太光滑，层间的粘结力就会出现不同程度的降低，容易产生滑动面。另外，如果基层的表面比较光滑，这时需要增加细料的含量，以及碾压时的含水量。在高温季节进行施工时，一般会在基层表面进行洒水，进而在一定程度上增加碾压时的含水量，在振动碾压的过程中，压路机会使得水泥浆出现上浮，当表面水分发生蒸发，以及出现水泥水化时，在基层容易产生干缩裂缝、收缩裂缝等。 3.2.4 控制施工工艺
施工工艺控制不到位同样容易造成水泥稳定碎石基层出现裂缝。在施工工艺方面，具体措施为：①选用的拌和设备计量精度要高、产量在400t/h，合理设置工作参数，同时，根据机械性能，准确掌握水泥稳定碎石混合料的拌和时间，确保拌和料的均匀性；②摊铺机、压路机的性能要优良，同时配料、拌和、运输、摊铺作业各环节之间要相互配合；③在施工过程中，需要做好施工组织和管理，避免发生离析。
3.2.5 养护控制
在高温季节，由于施工强度容易保证，所以，一般选择高温季节铺筑水泥稳定碎石基层。但是，高温施工同样容易造成基层干缩开裂。在这种情况下，需要对水泥稳定碎石基层进行保湿养生。碾压完基层后，利用塑料薄膜或上工布进行覆盖，对路面进行养生，进而在一定程度上减少基层内外的温差，避免基层材料温度发生骤然变化，以及水分迅速挥发。在对基层进行养生期间，塑料薄膜或上工布表面始终保持湿润。
3.3 应用玻纤格栅处理裂缝
在铺筑沥青面层之前，需要对水泥稳定碎石基层出现的裂缝应用玻纤格栅进行相应的处理。对于玻纤格栅来说，该物质是以玻璃纤维为原料织成的网片，其特点主要表现为：抗拉强度高、高模量、抗折、抗老化、低应变、低延伸率、无长期蠕变，以及耐高低温等，且在一定程度上容易与沥青混合料相容。对于集料混合料来说，由于玻纤格栅呈现网状结构，因此混合料可以贯穿到网状结构的内部，进而在一定程度上使得混合料与玻纤格栅形成一个复合的力学嵌锁体系，这种体系结构的特点是能够对集料的运动起到制约的作用，进而压实沥青混合料，增加其承载能力。
3.4 设置过渡层
在施工过程中，为了提高路面的稳定性，通常情况下，需要在水泥稳定碎石基层和沥青面层之间设置过渡层，防止基层发生裂缝。级配碎石层、沥青稳定碎石层等是主要的过渡层。对于过渡层来说，其作用主要表现为：吸收应力。为了防止水泥稳定碎石基层裂缝反射到沥青面层，通常通过降低收缩应变等。
4 结束语
对于水泥稳定基层路面来说，由于其水分的蒸发以及混合材料的内部而发生的水化作用会使得其混合料内部水分不断减少，还有就是路面的温度变化温差较大、施工工艺等是水泥稳定碎石基层收缩裂缝产生的主要原因。因此，我们应该在修建公路之时就应该去合理选择其原材料及用量，以及改善和加强养护等措施去防止水泥稳定碎石基层路面的收缩裂缝的产生进而确保公路的路面能够不产生裂缝，保证道路的施工质量。