耿增亮
中铁一局集团有限公司广州分公司 广东广州 511400
摘 要：本文介绍了水泥稳定碎石基层裂缝以及相关危害，对其成因进行了分析，并且有针对性地提出了相关的优化措施。
关键词：水泥稳定碎石；裂缝成因；解决措施
引言：水泥稳定碎石基层被广泛应用于当前的道路施工过程中。但是水泥稳定碎石基层这种材料在施工过程中很容易受到外界环境因素的影响而产生裂缝，进而导致这种材料的刚度与水稳定性也受到影响，甚至会导致道路工程的路面发生严重的裂缝，影响道路工程的质量。
1各类水泥稳定碎石基层裂缝以及其危害
1.1干缩裂缝现象
干缩裂缝是由于水泥在硬化的过程中，整体的体积会缩小的问题。特别是在水泥稳定碎石基层在碾压完成后，由于外界温度变化的影响而导致基层中的水分减少，这样整体水泥的体积就会变小。对于基层水泥来说，其中的水分主要是分为毛细水与结合水两种，通常情况下随着外界温度的变化，基层水泥中的毛细水首先逐步开始蒸发，此时水泥的体积就会逐渐开始变小，后续过程随着结合水也在逐步的蒸发，进而导致水泥干缩进一步加剧，这样就会导致水泥稳定碎石基层中出现裂缝，影响整体路面工程的质量。
1.2温度裂缝现象
通常情况下，水泥稳定碎石基层中水泥掺和量大约在4.5%～5.5%[1]，因此如果水泥稳定碎石内部与外部之间的温差高于 25℃，那么就很容易产生温度裂缝。产生温度裂缝的主要原因，就是因为水稳混合料在进行凝固的过程中，水泥会释放大量的水化热，导致水泥稳定碎石基层中的温度急剧上升，进而使得内部与外部的温差较大出现温度裂缝。
1.3网状裂缝现象
网状裂缝的产生是由于道路在施工过程中局部弯沉值过大，进而使得道路局部的应力集中在一个地方，远远超出了水泥稳定碎石基层的强度，这样就会使得其结构被破坏。网状裂缝是一种较为严重的施工危害，如果在施工过程中遇到下雨天，外界的雨水通过网状裂缝流入到路基中，会严重影响到路基整体的质量，再加上外界车辆的荷载较高，会导致网状裂缝进一步加剧，整体道路工程的安全质量受到影响。
1.4水泥稳定碎石基层裂缝的具体危害表现
水泥稳定碎石基层裂缝的危害较大，其中主要体现在以下几方面：第一，水泥稳定碎石基层裂缝会导致道路工程整体结构的强度受到影响。第二，水泥稳定碎石基层裂缝的出现会导致路面同样出现，从而影响车辆的通行安全。第三，如果在水泥稳定碎石基层中出现裂缝会导致整体结构的完整性遭到破坏，特别是整体结构的刚度、水稳定性都会有一定的下降。另一方面，如果水泥稳定碎石基层出现裂缝没有进行及时的修补，进而导致路面出现裂缝，特别是在外界降雨的状况下，雨水沿着裂缝流入到路基中，再加上外界车辆的超载通行，就会使得道路工程结构以及路基都会受到严重破坏，甚至会影响车辆通行的安全。
2水泥稳定碎石基层出现裂缝的原因
2.1水泥掺和量较大
施工人员在水泥稳定碎石基层完工后通过钻芯取样，通常情况下，为了满足取芯的操作需求，盲目追求高强度，加大水泥剂量。同时由于在搅拌的过程机器设备自身的问题导致了许多颗粒搅拌不均匀，进而使得基层碾压完成之后强度过高，在后期的应用过程中很容易出现干缩裂缝和温度裂缝。
2.2混合料含水量把控不到位
在进行具体的施工过程中，特别是运输、摊铺及碾压过程中都会导致材料中的水分出现流失，因此制造的材料含水量需要比标准的含水量更高一些，只有这样才能够保证后续的施工效果。但是由于粒料很难控制其含水率，如果含水率过高的话，混合料中水分减少的愈多愈快，产生的收缩应力越大，进而在投入使用之后就容易出现裂缝。
2.3后续养护工作没有落实
施工人员在完成水泥稳定碎石基层的施工后，需要在基层的表面铺一层保护膜，然后进行定期的洒水养护，通过这样的方法能够对机场的整体进行降温，同时还能够保持表面的湿润。但是如果表面干燥过快养护不当的话，会导致水泥稳定碎石基层中的温度过高，与外界的温差较大，很容易出现温缩裂缝与干缩裂缝。
3防治水泥稳定碎石基层裂缝的有关措施
3.1将原材料控制工作落实到位
3.1.1水泥
对于拌合料来说，加入的水泥需要保障出料、运输到现场直至摊铺碾压这段时间的充足，因为对于水泥的初凝及终凝时间都有相应的标准规范，所以务必确保符合有关要求。一般情况下，水泥初凝的时间需要大于3h，终凝的时间不可以低于6个小时，对于温度比较高的环境来说，因为混合料中水分蒸发的速度也很快，为了避免在完成碾压操作之前混合料会出现硬化的现象，在夏季施工的过程中，需要延缓混合料中水泥的终凝时间，使之尽可能小于10h。对于混合料中水泥的用量以及标号方面，需要根据具体工程的设计说明来确定，不仅如此，在正式摊铺之前，需要通过修筑试验段来确定最科学合理的水泥掺加量。
3.1.2 集料
对于水泥稳定碎石来说，使用的材料可以按照粒径的区别分成粗集料以及细集料。粗集料主要是用石子，而细集料主要使用的是石屑或者砂。粗集料与水泥稳定碎石基层的强度以及平整度有着密切的联系，如果粗集料粒径越大，基层也会具有更大的稳定性和强度，从而更好的防止出现裂缝。然而，粗集料之间缺乏黏结力，这样就会使得基层顶面很容易受到外界因素的干扰，从而影响黏结性变得松散。但是如果细集料含量太大的话，又会给基层的承载力带来不好的影响，同时也会增大基层的收缩性，增加出现裂缝的可能性，因此在实际的施工过程中，需要根据《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015中不同粒径混合料的备料规格进行备料和掺配。
3.1.3选用骨架密实结构
对于骨架密实结构来说，提高粗集料的含量，可以在很大程度上强化混合料的强度，在填充细集料以后，也可以强化混合料的密实度，从而使得半刚性基层具有一定的抗冲刷能力，这样可以在一定程度上避免出现缩裂的概率[2]。在骨架密实结构0.075mm以下粉料含量为掺配的混合料2%-5%, 降低了出现裂缝的可能性。不仅如此，对于悬浮结构来说，其基层表面很光滑，与面层黏结起来具有一定的难度，但是骨架密实结构的基层表面很粗糙，更容易与面层黏结。
3.2 合理选择施工工艺
3.2.1掌控好含水量
含水量可以在很大程度上控制压实度，同时也与裂缝的出现有着密切的关系。在运输和摊铺水泥稳定碎石的过程中，混合料中的水分会逐渐的被蒸发，所以，在出料的时候，含水量需要比最佳含水量略高，这样才可以给压实的效果提供保障，特别是在温度比较高的环境下实施施工操作的时候，出场的含水量较最佳含水量高1%-2%。
3.2.2振动搅拌
使用振动搅拌的方式来拌和水泥稳定碎石，能够在很大程度上降低水泥的用量。有关实验证明，在水泥用量为4%的情况下，利用振动搅拌的方式能够使抗压强度的平均值达到4.3MPa, 这符合公路有关的标准要求，同时与普通的搅拌方式比较来说，节省了20%的水泥用量。振动搅拌的方式可以使得团聚的水泥颗粒分布均匀 (见图3) , 从而使得混合料在宏观以及微观方面都具有很好的均匀度。在确保强度符合标准要求的情况下，降低水泥以及水的用量，混合料各组份之间含有一定的黏聚性, 这样在实际摊铺和运输的时候也不容易发生离析的情况，同时也在很大程度上强化了压实度。
图3 水泥结团与充分弥散
3.2.3分层摊铺、一次成型
在摊铺之前需要全方面的检测基层，在检测的时候要根据要求实施操作，同时认真仔细做好记录，从而给后期资料的查询与比较提供方便。与此同时，需要综合现实的施工状况选择合理的基准，通常情况下，选取直径2.5mm的钢丝来作为基准线，在特别情况下，可以按照施工的标准实施调整。不仅如此，还需要控制好碎石集料、水泥剂量等的质量。在实际的施工过程中，每摊铺一段距离，质量检测人员就需要进行检测，同时进行有关记录，从而在根本上保障摊铺的均匀性。 除此之外，需要科学合理的控制摊铺的速度，确保操作的稳定性，通常来说匀速为佳，同时要最大限度的减小摊铺过程中的间断，一般摊铺的速度是2.0米/分钟。在施工环境特殊的条件下，可以合理的调节摊铺速度，但是尽量防止任意改变。
3.2.4碾压成型
在进行基层施工的过程中，确保压实度非常重要，压实度是确保基层承载力以及强度的基础，满足标准要求的压实度才可以尽可能避免基层出现裂缝。在实施摊铺之后，需要实施初压、复压以及终压三个环节，在碾压的时候，需要完全根据实验所确定的施工参数，确保碾压的质量符合要求。对于边角等大型设备无法碾压的部位，可以采取人工操作或者是使用小型设备进行碾压，务必保障压实度符合要求。
3.2.5基层预开缝加土工布
土工布在道路养护项目中的应用非常普遍，为了有效保护地基，增强地基的稳定性，可以通过采用基层预开缝的措施可以降低基层内部的干缩应力效果，从而在一定程度上避免发生裂缝。有的学者曾说，采用半刚性基层预锯缝+土工布的方式，可以增加基层开裂之间的距离，降低半刚性基层沥青路面出现裂缝的概率。除此之外，在预锯缝处铺设土工布能够在很大程度上避免面层出现反射裂缝，同时也具有防渗层的功能，防止基层的恶化。
3.2.6养护到位
在碾压成型之后，需要及时的将其覆盖，然后实施洒水养护工作。对于基层中的水泥来说，想要发生水化反应就需要加入水，要是基层中的水分很快蒸发，就会制约水化反应的顺利进行，从而给基层的凝结硬化带来不好的影响，以至于引发裂缝。特别是在温度很高的情况下，这种现象更加突出。使用比较广泛的养护方式就是使用土工布将碾压好的基层进行覆盖，然后进行洒水养护[3]。在冬季施工的过程中，需要采取科学合理的防冻手段，避免基层中的水分结冰，否则会使的基层内部出现空洞，使得路基强度无法符合设计的标准。在养护工作落实之前不可以投入使用，必须得等到养护时间足够之后才可以让车辆通行，但是一定要严格禁止重载车辆通行。
结语：现阶段在进行道路基层施工的过程中，水泥稳定碎石的应用非常常见，其具有很多的优势，比如承载能力强以及稳定性好等等，然而其具有一个缺点就是很容易出现裂缝，因此在实际的工程建设过程中，需要强化对于水泥稳定碎石裂缝的防治，在根本上强化道路路基的工程质量。
参考文献：
[1]沈凌翔. 水泥稳定碎石基层常见质量问题的原因及防治[J]. 质量与安全，2008(11):44-45.
[2]袁嗣华. 水泥稳定碎石基层收缩裂缝成因及防治[J]. 黑龙江交通科技，2017(5):73-74.
[3]朱汝峰，苏国忠. 水泥稳定碎石基层裂缝的成因分析及其防治措施[J]. 科技资讯，2007(15):62-63.