论文部分内容阅读
[摘 要]本文对水泥稳定砂砾底基层产生裂缝及其影响因素进行了分析，并提出了一些防治裂缝的措施。
[关键词]水泥稳定砂砾土底基层 裂缝 防治
中图分类号：TE371 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0167-01
水泥稳定砂砾基层属于半刚性基层，它施工比较简单，取材方便，造价低且经久耐用。水泥稳定砂砾基层是路面结构的主要承重层，其厚度通常不能低于15cm。通常将水泥剂量控制在占水泥砂砾总质量的3%至5%上下，如果砂砾质量较好可以把水泥剂量适当的降低。由于水稳料固有的干缩性、温缩性，表面产生裂缝是不可能完全避免的，而裂缝一旦形成，必然会影响到基层本身、路面面层的稳定性，影响其使用性能。
1.裂缝产生机理和及其影响因素
1.1 干缩裂缝。水泥与天然砂砾土和水拌和压实后，由于水分蒸发和混合料内部发生水化作用等，引起水泥稳定砂砾土结构层产生体积收缩。当收缩产生的内应力大于水泥稳定砂砾土结构层的抗拉应力时，水泥稳定砂砾土结构层就会产生开裂。干缩裂缝的产生与砂砾土的砾石含量、细集料含量、塑性指数和混合料的水泥剂量、成型时的含水量、密实度以及养生时间的长短、暴露时间长短、失水量等有关。
1.1.1砂砾土的类型。砂砾土中小于0.425mm的颗粒含量越大、塑性指数和线收缩越大的砂砾土用水泥稳定后的干缩越明显，且受龄期的影响也越大。
1.1.2混合料的水泥剂量。在一定的水泥剂量范围内，水泥稳定砂砾土的强度随水泥剂量的增加而增加，而水泥稳定砂砾土的干缩应变开始随水泥量的增加而减少，然后又逐渐增加，存在一个干缩应变最小的最佳水泥剂量。水泥剂量宜控制在4%～6%之间，水泥剂量对塑性较大的砂砾土影响较大。
1.1.3成型时的含水量、密实度。含水量较大、密实度较低干缩应变就大。含水量应控制在最佳含水量+1%范围内。
1.1.4养生时间的长短。一般养生期为7天，若养生时间加长，有利于结构层的抗拉应力的增长，起到减少裂缝和扩大裂缝间距的目的，但会增加裂缝的宽度。
1.1.5暴露时间的长短和失水量。当失水量一定范围内时，干缩系数相当小，当失水量超出这一范围时，干缩系数骤然增大，失水量达到一定程度后，干缩系数又变得相当小。养生结束后，暴露时间越长，失水量越大，干缩应变越大。
1.2温缩裂缝是由水泥稳定砂砾土层内固相物质自身的温缩和由于结构层内水的温缩而对结构层的收缩二者共同作用的结果。温缩裂缝有两种形成机理，一种是低温裂缝，另一种是温度疲劳裂缝，温缩裂缝的产生主要与砂砾土中土的含量、结构层的含水量和水泥剂量等内在因素有关外，还与环境温度变化、施工时的温度、密实度等外在因素有关。
1.2.1砂砾土的中土的含量。
水泥稳定砂砾土结构层中，水的温缩性（在大于4℃时）>土的温缩性>胶凝体的温缩性>砾石的温缩性，砂砾土中含土量增加，混合料的温缩系数变大，且温度越低，含土量对温缩系数的影响越大。
1.2.2结构层的含水量。？含水量约在最佳含水量状态时，水的温缩影响对结构层的温缩影响最大，此时，结构层的温缩系数最大。
1.2.3环境温度变化。环境温度变化越大，对结构层温缩影响越大，温度变化影响有时甚至超过干缩变化影响。
1.2.4施工成型时的温度、密实度。施工时的温度越高，成型时的体积在温度变化时其温缩效应最大，结构层收缩时，极易在此处产生开裂。
1.3荷载型裂缝分为：瞬时荷载型裂缝和疲劳荷载型裂缝。它与结构层厚度、结构层的弹性模数、行车荷载大小、速度和路基的弹性模数等有关。
1.3.1结构层厚度。厚度越大，荷载传递到结构层底部时受力面积越大，在底部产生压强越小，拉应力就越小。
1.3.2结构层的弹性模数。结构层的弹性模数越大，结构层弹性下降就小，底部产生的变形小，结构层底部产生的拉应力就越小。
1.3.3行车的荷载和速度。行车的荷载越大，对结构层产生的下沉越大，行车速度越大，对结构层产生的推力越大，结构层内产生的拉应力越大。因此，在养生期间，除养生洒水车外严禁其他车辆在结构层行驶，洒水车应控制行车速度。
1.3.4路基的弹性模数。当路基的弹性模数越大，路基受力下降少，这样结构层下降也小结构层产生的拉应力就越小。
1.4由于路基不均匀沉降，产生裂缝。它与路基填筑有关。
2.裂缝的防治措施
2.1控制砂砾土中细集料的含量和塑性指数，以减少水泥稳定砂砾土中的粘土含量。建议通过0.075mm筛孔的颗粒含量应控制在5%～7%，细土的塑性指数宜不大于3，如果细土或塑性指数过大，用部分粉煤灰或0～5mm石屑代替，或先用石灰处治。合理使用水泥用量，水泥剂量不大于6%，在达到强度标准的前提下，采用最小水泥剂量，但不小于4.0%。
2.2运输及摊铺。运料时，对预定堆料的下层在堆料前先洒水，使其湿润。集料装车时，应控制每车料的数量基本相等，按计算的距离将材料卸到路中间，卸料距离应严格控制，避免过多或过少，由专人在现场控制卸料。卸完料后用平地机将料摊平，摊铺厚度由试验确定的松铺系数来确定， 摊完后由领工员负责用高程桩检查材料的虚铺厚度，如不合适要及时调整。
2.3摊铺水泥。在摊铺好的集料上，按计算的每袋水泥的纵横间距，用水泥在集料层上做好安放每袋水泥的标记，同时划出摊铺水泥的边线。水泥从厂家发货时直接运到现场，运送的水泥应有防雨设备。在稳定层施工的当天早上，在平地机开始工作前打开水泥袋，将水泥倒在集料层上，然后用平地机前面的刀片将水泥均匀摊开。每袋水泥的摊铺面积相等，水泥摊铺完后，表面应没有空白。
2.4干拌。用平地机后面的铧犁将铺好的水泥翻拌两遍，使水泥分布到集料中，但不翻犁到底，以防止水泥落到底部。第一遍由路中心开始，将混合料向中间翻，同时机械应慢速前进。第二遍相反，由两边开始将混合料向外侧翻。
2.5湿拌。干拌结束后，应立即洒水湿拌。洒水车在前面洒水，平地机紧跟洒水车后面进行拌和，使水分在混合料中分布均匀，在纵坡比较大的路段上应配合紧密，减少水分流出。湿拌应先从中间开始，用平地机前面的刀片将材料翻至路基的两侧，然后再将材料由路基两侧翻至路中间，最后再将材料摊平， 湿拌至少进行3遍；洒水车洒水时应连续进行，不能中断，洒水距离应长些，水车的起洒处和另一端调头处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留，以防止局部水分過大；洒水及拌和过程中，应及时检查混合料的含水量，可采用含水量快速测定仪测定混合料的含水量，也可在现场人工控制，最佳含水量的混合料为在手中能紧捏成团，落在地上能散开；洒水拌和过程中，还要人工配合拣出超尺寸颗粒，消除粗细颗粒“窝”以及局部过分潮湿或过分干燥之处；拌和完成的标志是混合料没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”且水分合适均匀。
2.6碾压。整形后，当混合料处于最佳含水量±1%时，立即用12t以上的振动压路机在路基全宽内进行碾压。直线段，由两侧路肩向路中心碾压；平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩碾压。碾压时，要求碾压轮横向错半轮，压路机行走速度为1.5km/h～2.0km/h，路基密实度增大后，可适当增大碾压速度。由试验人员检测密实度，不合格时应继续碾压直到合格；压实度合格后，最后静压一遍即可。
2.7养生期间，除洒水车外，禁行一切车辆，洒水车采用侧喷方式进行养生。养生结束后，应尽快铺筑上层结构层，使水泥稳定砂砾土中水分不至于散失过快和过多，同时减弱温差对结构层的影响，避免产生干缩裂缝和温缩裂缝。未能及时铺筑上层结构层时，根据天气情况，进行洒水补水，补充暴晒的散失水分。
3结语
通过对水稳基层裂缝产生的原因分析，水稳基层裂缝的产生是难以避免的，但采取一定的措施后，可以减少裂缝的出现和减轻开裂所造成的病害。
[关键词]水泥稳定砂砾土底基层 裂缝 防治
中图分类号：TE371 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0167-01
水泥稳定砂砾基层属于半刚性基层，它施工比较简单，取材方便，造价低且经久耐用。水泥稳定砂砾基层是路面结构的主要承重层，其厚度通常不能低于15cm。通常将水泥剂量控制在占水泥砂砾总质量的3%至5%上下，如果砂砾质量较好可以把水泥剂量适当的降低。由于水稳料固有的干缩性、温缩性，表面产生裂缝是不可能完全避免的，而裂缝一旦形成，必然会影响到基层本身、路面面层的稳定性，影响其使用性能。
1.裂缝产生机理和及其影响因素
1.1 干缩裂缝。水泥与天然砂砾土和水拌和压实后，由于水分蒸发和混合料内部发生水化作用等，引起水泥稳定砂砾土结构层产生体积收缩。当收缩产生的内应力大于水泥稳定砂砾土结构层的抗拉应力时，水泥稳定砂砾土结构层就会产生开裂。干缩裂缝的产生与砂砾土的砾石含量、细集料含量、塑性指数和混合料的水泥剂量、成型时的含水量、密实度以及养生时间的长短、暴露时间长短、失水量等有关。
1.1.1砂砾土的类型。砂砾土中小于0.425mm的颗粒含量越大、塑性指数和线收缩越大的砂砾土用水泥稳定后的干缩越明显，且受龄期的影响也越大。
1.1.2混合料的水泥剂量。在一定的水泥剂量范围内，水泥稳定砂砾土的强度随水泥剂量的增加而增加，而水泥稳定砂砾土的干缩应变开始随水泥量的增加而减少，然后又逐渐增加，存在一个干缩应变最小的最佳水泥剂量。水泥剂量宜控制在4%～6%之间，水泥剂量对塑性较大的砂砾土影响较大。
1.1.3成型时的含水量、密实度。含水量较大、密实度较低干缩应变就大。含水量应控制在最佳含水量+1%范围内。
1.1.4养生时间的长短。一般养生期为7天，若养生时间加长，有利于结构层的抗拉应力的增长，起到减少裂缝和扩大裂缝间距的目的，但会增加裂缝的宽度。
1.1.5暴露时间的长短和失水量。当失水量一定范围内时，干缩系数相当小，当失水量超出这一范围时，干缩系数骤然增大，失水量达到一定程度后，干缩系数又变得相当小。养生结束后，暴露时间越长，失水量越大，干缩应变越大。
1.2温缩裂缝是由水泥稳定砂砾土层内固相物质自身的温缩和由于结构层内水的温缩而对结构层的收缩二者共同作用的结果。温缩裂缝有两种形成机理，一种是低温裂缝，另一种是温度疲劳裂缝，温缩裂缝的产生主要与砂砾土中土的含量、结构层的含水量和水泥剂量等内在因素有关外，还与环境温度变化、施工时的温度、密实度等外在因素有关。
1.2.1砂砾土的中土的含量。
水泥稳定砂砾土结构层中，水的温缩性（在大于4℃时）>土的温缩性>胶凝体的温缩性>砾石的温缩性，砂砾土中含土量增加，混合料的温缩系数变大，且温度越低，含土量对温缩系数的影响越大。
1.2.2结构层的含水量。？含水量约在最佳含水量状态时，水的温缩影响对结构层的温缩影响最大，此时，结构层的温缩系数最大。
1.2.3环境温度变化。环境温度变化越大，对结构层温缩影响越大，温度变化影响有时甚至超过干缩变化影响。
1.2.4施工成型时的温度、密实度。施工时的温度越高，成型时的体积在温度变化时其温缩效应最大，结构层收缩时，极易在此处产生开裂。
1.3荷载型裂缝分为：瞬时荷载型裂缝和疲劳荷载型裂缝。它与结构层厚度、结构层的弹性模数、行车荷载大小、速度和路基的弹性模数等有关。
1.3.1结构层厚度。厚度越大，荷载传递到结构层底部时受力面积越大，在底部产生压强越小，拉应力就越小。
1.3.2结构层的弹性模数。结构层的弹性模数越大，结构层弹性下降就小，底部产生的变形小，结构层底部产生的拉应力就越小。
1.3.3行车的荷载和速度。行车的荷载越大，对结构层产生的下沉越大，行车速度越大，对结构层产生的推力越大，结构层内产生的拉应力越大。因此，在养生期间，除养生洒水车外严禁其他车辆在结构层行驶，洒水车应控制行车速度。
1.3.4路基的弹性模数。当路基的弹性模数越大，路基受力下降少，这样结构层下降也小结构层产生的拉应力就越小。
1.4由于路基不均匀沉降，产生裂缝。它与路基填筑有关。
2.裂缝的防治措施
2.1控制砂砾土中细集料的含量和塑性指数，以减少水泥稳定砂砾土中的粘土含量。建议通过0.075mm筛孔的颗粒含量应控制在5%～7%，细土的塑性指数宜不大于3，如果细土或塑性指数过大，用部分粉煤灰或0～5mm石屑代替，或先用石灰处治。合理使用水泥用量，水泥剂量不大于6%，在达到强度标准的前提下，采用最小水泥剂量，但不小于4.0%。
2.2运输及摊铺。运料时，对预定堆料的下层在堆料前先洒水，使其湿润。集料装车时，应控制每车料的数量基本相等，按计算的距离将材料卸到路中间，卸料距离应严格控制，避免过多或过少，由专人在现场控制卸料。卸完料后用平地机将料摊平，摊铺厚度由试验确定的松铺系数来确定， 摊完后由领工员负责用高程桩检查材料的虚铺厚度，如不合适要及时调整。
2.3摊铺水泥。在摊铺好的集料上，按计算的每袋水泥的纵横间距，用水泥在集料层上做好安放每袋水泥的标记，同时划出摊铺水泥的边线。水泥从厂家发货时直接运到现场，运送的水泥应有防雨设备。在稳定层施工的当天早上，在平地机开始工作前打开水泥袋，将水泥倒在集料层上，然后用平地机前面的刀片将水泥均匀摊开。每袋水泥的摊铺面积相等，水泥摊铺完后，表面应没有空白。
2.4干拌。用平地机后面的铧犁将铺好的水泥翻拌两遍，使水泥分布到集料中，但不翻犁到底，以防止水泥落到底部。第一遍由路中心开始，将混合料向中间翻，同时机械应慢速前进。第二遍相反，由两边开始将混合料向外侧翻。
2.5湿拌。干拌结束后，应立即洒水湿拌。洒水车在前面洒水，平地机紧跟洒水车后面进行拌和，使水分在混合料中分布均匀，在纵坡比较大的路段上应配合紧密，减少水分流出。湿拌应先从中间开始，用平地机前面的刀片将材料翻至路基的两侧，然后再将材料由路基两侧翻至路中间，最后再将材料摊平， 湿拌至少进行3遍；洒水车洒水时应连续进行，不能中断，洒水距离应长些，水车的起洒处和另一端调头处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在正进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留，以防止局部水分過大；洒水及拌和过程中，应及时检查混合料的含水量，可采用含水量快速测定仪测定混合料的含水量，也可在现场人工控制，最佳含水量的混合料为在手中能紧捏成团，落在地上能散开；洒水拌和过程中，还要人工配合拣出超尺寸颗粒，消除粗细颗粒“窝”以及局部过分潮湿或过分干燥之处；拌和完成的标志是混合料没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”且水分合适均匀。
2.6碾压。整形后，当混合料处于最佳含水量±1%时，立即用12t以上的振动压路机在路基全宽内进行碾压。直线段，由两侧路肩向路中心碾压；平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩碾压。碾压时，要求碾压轮横向错半轮，压路机行走速度为1.5km/h～2.0km/h，路基密实度增大后，可适当增大碾压速度。由试验人员检测密实度，不合格时应继续碾压直到合格；压实度合格后，最后静压一遍即可。
2.7养生期间，除洒水车外，禁行一切车辆，洒水车采用侧喷方式进行养生。养生结束后，应尽快铺筑上层结构层，使水泥稳定砂砾土中水分不至于散失过快和过多，同时减弱温差对结构层的影响，避免产生干缩裂缝和温缩裂缝。未能及时铺筑上层结构层时，根据天气情况，进行洒水补水，补充暴晒的散失水分。
3结语
通过对水稳基层裂缝产生的原因分析，水稳基层裂缝的产生是难以避免的，但采取一定的措施后，可以减少裂缝的出现和减轻开裂所造成的病害。