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摘要：水泥稳定碎石的厚度，会直接影响基层的强度和平整度，导致沥青路面出现龟裂、沉陷、坑槽、波浪、搓板等病害。本文介绍了水泥稳定碎石的作用原理和特性，说明了厚度对自身的影响，通过水泥稳定碎石和沥青路面的相互关系，重点介绍了厚度对其的影响。
Abstract: The thickness of cement stabilized gravel will directly affect the strength and smoothness of grass-roots level, resulting in asphalt pavement cracks, subsidence, pits, waves, washboard and other diseases. This article describes the role of cement stabilized gravel principles and features, showing the impact of the thickness on their own through the relationship between the cement stabilized gravel and asphalt pavements.
关键词：水泥稳定碎石厚度沥青路面影响
中图分类号：U416.217 文献标识码： 文章编号：
Key Words: thickness of cement stabilized crushed stone, asphalt pavement, impact
一.水泥穩定碎石的作用原理及特性
1.原理 水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3%-7%，7天的无侧限抗压强度可达到1.5-4.0%MPa，较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。
2.厚度影响 厚度(或高程)不够：这也是混合料含水量、级配变化造成的。含水量和级配的改变，使压实系数相应改变，测量人员不可能不断改变压实系数。最终致使基层厚(薄)不均，高程超过容许偏差。作为优质基层，水泥稳定碎石最大的问题就是如何降低收缩裂缝。减少基层裂缝的产生可从4方面着手：
（1）降低基层材料的收缩系数，提高基层材料的抗拉强度；
（2）采用补偿收缩措施，如掺加膨胀剂；
（3）采用限制收缩措施，如掺加纤维、土工织物等；
（4）改善约束条件，如预锯缝、造成许多微细裂缝以及让基层先开裂等。作为膨胀性的化学物质，由于其实际效果受环境条件的影响，在复杂多变的路面自然条件下可能难以采用，而掺加各种加筋材料则增加施工难度、提高工程造价。降低约束则应从施工实际效果出发，例如预锯缝。由于在荷载和环境因素作用下基层预切缝缝隙处的沥青面层产生应力集中，因此必须对该缝预加处理。而处理措施如何在面层施工中以及在行车荷载下保持稳定效果却难以控制。因此，笔者认为从材料组成设计、施工以及养护措施入手最为切实可行。
3.有人在总结了大量研究成果后认为应从以下4方面减少裂缝：
（1）控制集料中细料的含量和塑性指数，以减少水稳集料中的粘土含量；
（2）在保证满足强度要求的前提下，尽可能减小稳定剂掺量；
（3）控制施工碾压时的含水量，含水量每增加1％对基层干缩应变的影响相当于水泥剂量2—3倍；
（4）减少半刚性基层的暴晒时间，养生结束后（也可以在养生期间），立即铺筑罩面。确实，水泥稳定碎石基层收缩的内因主要是组分中的水泥与水，外因则是环境的温湿度变化。因此，以上几点是最为重要的。
二、水泥稳定碎石基层厚度对沥青路面收缩裂缝影响的防治措施
具体来说，主要包括以下几方面：
（1）材料组成设计首先是原材料的优选。选用合适的水泥，一般来说，C3A含量大、细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内，砂岩骨料的收缩最大，石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。加入新型外加剂，如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。混凝土减缩剂的化学组成主要为聚醚或聚醚类衍生物，它几乎不存在水泥适应性问题，且与其它外加剂有良好的相容性。其次是良好的配合比设计。通过级配的合理调整，尽可能采用骨架密实型结构，减少水泥含量，降低单方用水量，增加粗骨料的相对含量。
（2）施工控制实践证明，水泥稳定碎石基层开裂的几率和程度，显著受现场施工控制的影响，在一定程度上也是施工组织管理、施工工艺水平的反映。只有在良好的施工前提下，减缩措施的效果才能得到反映。施工控制的主要内容是加强集料的组织管理，保证集料级配与实验室配合比相符、水泥剂量准确，保持基层材料强度的均匀性，控制碾压层的厚度和含水量，提高基层的压实度和整体稳定性，并注意合理的养生。许多收缩裂缝是由于不注意养生造成的。水分蒸发过大，或者时干时湿，甚至长时间暴晒。水泥稳定碎石在强度形成过程中，需要消耗水分，尤其是在强度形成初期，养护不良则收缩性大，同时材料自身的抗拉强度低，极易形成裂缝。因此，在铺筑沥青混凝土下面层前，要随时做好基层的养护工作。
三、对平整度的影响
在碾压过程中，铺层材料的推移，主要是因为压实机械选用不合理，压实方法不当及压实工艺不正确造成的，沥青混合料摊铺层在不同的温度和不同的压实阶段，其强度是不同的，只有压实设备的荷载、轮宽、轮径所决定的压实关系与受压层承载强度相适应时，才能得到好的压实效果。如果在碾压过程中碾压速度不均匀，或在某一断面停留时间过长，也会造成压实度不均匀而影响平整度。
1.碾压密实度不足
沥青混凝土路面的密实度，是影响沥青混凝土路面质量的重要指标之一。沥青路面的抗老化性能，高温抗车辙能力、低温抗裂纹能力、耐疲劳破坏能力，抗水剥离能力等，都与路面的空隙有直接关系，资料表明，当沥青混合料空隙率大于7%时，每增大1%其透水性将增大2倍，空隙率小于8%时，则可以消除剥落现象，空隙率由8%降至4%，其弹性模量将提高63.6%，空隙率由8%降至5%时，路面寿命延长3倍，由此可以看出密实度对路面质量的影响。
沥青混凝土路面的碾压目的，就是提高混合料的密度，减少铺层材料间的空隙率，使路面达到规定的密实度。
对沥青混合料的压实，一方面需要克服混合料之间的内聚力，另一方面要克服混合料之间的内摩擦力。因此，对沥青路面的有效压实，既要使混合料之间的内聚力和内摩擦力尽可能小，又要对混合料施加足够的压实力。
沥青混合料的内聚力，主要是由粘结剂和填料的性质决定的，内聚力的大小，主要受混合温度影响，温度越高，沥青粘度越低，混合料之间的内聚力越小，越易于压实，温度越低，沥青粘度越大，混合料之间的内聚力就越大，就越不利于压实，但是，温度过高时，混合料流动性大，稳定性差，碾压时混合料容易被推移，会破坏铺层材料的均匀性，使路面平整度下降。因此，碾压温度必须控制在一个最佳的范围内，最佳的碾压温度，是混合料具有一定的强度和稳定性，能够支撑压路机压力而不产生水平推移，又不至于因混合料的变形模量过高而难以压实。
混合料的内摩擦力，主要是由混合料的配合比、骨料的形状和大小决定的。碾压沥青混合料时主要是克服内摩擦力。实验表明，混合料材料处于振动之中时，其内摩擦力将显著减小；当材料处于共振状态时，其内摩擦力比静止时减小80%，这将容易使混合料材料重新组合而形成密实的结构层。选用共振压路机，可以使被压材料处于振动状态，从而使混合料得到有效的压实。
2、表面裂纹
沥青混凝土路面的表面横向裂纹，是常见的路面缺陷之一，通常的长度为25-102mm，间隔25-76mm。这些表面细裂纹在摊铺材料时，一般是看不到的，往往出现在压实过程中。导致表面裂纹的原因，除沥青混凝土材料及级配缺陷外，往往与压实设备的选用，碾压、工艺控制等因素有关，静力式滚轮碾压过于松散的沥青混合料时易造成路面的横向裂纹，这种裂纹一般不会扩展到整个面层，通常只有6-10mm深。
被动轮为前轮的静碾压路机，碾压稳定性较差的新铺层时，由于材料推移，往往会出现表面裂纹。
四、结束语
因厚度对其的影响，大多数都可以通过施工去消除和减弱，只要我们在施工中严格按规范施工要求进行，一定能减少和消除因水泥稳定碎石的厚度而影响沥青路面。
参考文献：
1《水泥稳定碎石施工规程》
2《水泥稳定碎石施工对沥青路面的影响》
Abstract: The thickness of cement stabilized gravel will directly affect the strength and smoothness of grass-roots level, resulting in asphalt pavement cracks, subsidence, pits, waves, washboard and other diseases. This article describes the role of cement stabilized gravel principles and features, showing the impact of the thickness on their own through the relationship between the cement stabilized gravel and asphalt pavements.
关键词：水泥稳定碎石厚度沥青路面影响
中图分类号：U416.217 文献标识码： 文章编号：
Key Words: thickness of cement stabilized crushed stone, asphalt pavement, impact
一.水泥穩定碎石的作用原理及特性
1.原理 水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实。其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。它的初期强度高，并且强度随龄期增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。水稳水泥用量一般为混合料3%-7%，7天的无侧限抗压强度可达到1.5-4.0%MPa，较其他路基材料高。水稳成活后遇雨不泥泞，表面坚实，是高级路面的理想基层材料。
2.厚度影响 厚度(或高程)不够：这也是混合料含水量、级配变化造成的。含水量和级配的改变，使压实系数相应改变，测量人员不可能不断改变压实系数。最终致使基层厚(薄)不均，高程超过容许偏差。作为优质基层，水泥稳定碎石最大的问题就是如何降低收缩裂缝。减少基层裂缝的产生可从4方面着手：
（1）降低基层材料的收缩系数，提高基层材料的抗拉强度；
（2）采用补偿收缩措施，如掺加膨胀剂；
（3）采用限制收缩措施，如掺加纤维、土工织物等；
（4）改善约束条件，如预锯缝、造成许多微细裂缝以及让基层先开裂等。作为膨胀性的化学物质，由于其实际效果受环境条件的影响，在复杂多变的路面自然条件下可能难以采用，而掺加各种加筋材料则增加施工难度、提高工程造价。降低约束则应从施工实际效果出发，例如预锯缝。由于在荷载和环境因素作用下基层预切缝缝隙处的沥青面层产生应力集中，因此必须对该缝预加处理。而处理措施如何在面层施工中以及在行车荷载下保持稳定效果却难以控制。因此，笔者认为从材料组成设计、施工以及养护措施入手最为切实可行。
3.有人在总结了大量研究成果后认为应从以下4方面减少裂缝：
（1）控制集料中细料的含量和塑性指数，以减少水稳集料中的粘土含量；
（2）在保证满足强度要求的前提下，尽可能减小稳定剂掺量；
（3）控制施工碾压时的含水量，含水量每增加1％对基层干缩应变的影响相当于水泥剂量2—3倍；
（4）减少半刚性基层的暴晒时间，养生结束后（也可以在养生期间），立即铺筑罩面。确实，水泥稳定碎石基层收缩的内因主要是组分中的水泥与水，外因则是环境的温湿度变化。因此，以上几点是最为重要的。
二、水泥稳定碎石基层厚度对沥青路面收缩裂缝影响的防治措施
具体来说，主要包括以下几方面：
（1）材料组成设计首先是原材料的优选。选用合适的水泥，一般来说，C3A含量大、细度较细、石膏含量不足及S03含量小的水泥收缩较大。选用含泥量小、结构致密、吸水率小、弹性模量较大的骨料。在普通骨料范围内，砂岩骨料的收缩最大，石灰岩和石英岩的干缩都较小。掺用质量好、颗粒细的粉煤灰。加入新型外加剂，如能减少混凝土收缩率的外加剂——减缩剂。混凝土减缩剂的化学组成主要为聚醚或聚醚类衍生物，它几乎不存在水泥适应性问题，且与其它外加剂有良好的相容性。其次是良好的配合比设计。通过级配的合理调整，尽可能采用骨架密实型结构，减少水泥含量，降低单方用水量，增加粗骨料的相对含量。
（2）施工控制实践证明，水泥稳定碎石基层开裂的几率和程度，显著受现场施工控制的影响，在一定程度上也是施工组织管理、施工工艺水平的反映。只有在良好的施工前提下，减缩措施的效果才能得到反映。施工控制的主要内容是加强集料的组织管理，保证集料级配与实验室配合比相符、水泥剂量准确，保持基层材料强度的均匀性，控制碾压层的厚度和含水量，提高基层的压实度和整体稳定性，并注意合理的养生。许多收缩裂缝是由于不注意养生造成的。水分蒸发过大，或者时干时湿，甚至长时间暴晒。水泥稳定碎石在强度形成过程中，需要消耗水分，尤其是在强度形成初期，养护不良则收缩性大，同时材料自身的抗拉强度低，极易形成裂缝。因此，在铺筑沥青混凝土下面层前，要随时做好基层的养护工作。
三、对平整度的影响
在碾压过程中，铺层材料的推移，主要是因为压实机械选用不合理，压实方法不当及压实工艺不正确造成的，沥青混合料摊铺层在不同的温度和不同的压实阶段，其强度是不同的，只有压实设备的荷载、轮宽、轮径所决定的压实关系与受压层承载强度相适应时，才能得到好的压实效果。如果在碾压过程中碾压速度不均匀，或在某一断面停留时间过长，也会造成压实度不均匀而影响平整度。
1.碾压密实度不足
沥青混凝土路面的密实度，是影响沥青混凝土路面质量的重要指标之一。沥青路面的抗老化性能，高温抗车辙能力、低温抗裂纹能力、耐疲劳破坏能力，抗水剥离能力等，都与路面的空隙有直接关系，资料表明，当沥青混合料空隙率大于7%时，每增大1%其透水性将增大2倍，空隙率小于8%时，则可以消除剥落现象，空隙率由8%降至4%，其弹性模量将提高63.6%，空隙率由8%降至5%时，路面寿命延长3倍，由此可以看出密实度对路面质量的影响。
沥青混凝土路面的碾压目的，就是提高混合料的密度，减少铺层材料间的空隙率，使路面达到规定的密实度。
对沥青混合料的压实，一方面需要克服混合料之间的内聚力，另一方面要克服混合料之间的内摩擦力。因此，对沥青路面的有效压实，既要使混合料之间的内聚力和内摩擦力尽可能小，又要对混合料施加足够的压实力。
沥青混合料的内聚力，主要是由粘结剂和填料的性质决定的，内聚力的大小，主要受混合温度影响，温度越高，沥青粘度越低，混合料之间的内聚力越小，越易于压实，温度越低，沥青粘度越大，混合料之间的内聚力就越大，就越不利于压实，但是，温度过高时，混合料流动性大，稳定性差，碾压时混合料容易被推移，会破坏铺层材料的均匀性，使路面平整度下降。因此，碾压温度必须控制在一个最佳的范围内，最佳的碾压温度，是混合料具有一定的强度和稳定性，能够支撑压路机压力而不产生水平推移，又不至于因混合料的变形模量过高而难以压实。
混合料的内摩擦力，主要是由混合料的配合比、骨料的形状和大小决定的。碾压沥青混合料时主要是克服内摩擦力。实验表明，混合料材料处于振动之中时，其内摩擦力将显著减小；当材料处于共振状态时，其内摩擦力比静止时减小80%，这将容易使混合料材料重新组合而形成密实的结构层。选用共振压路机，可以使被压材料处于振动状态，从而使混合料得到有效的压实。
2、表面裂纹
沥青混凝土路面的表面横向裂纹，是常见的路面缺陷之一，通常的长度为25-102mm，间隔25-76mm。这些表面细裂纹在摊铺材料时，一般是看不到的，往往出现在压实过程中。导致表面裂纹的原因，除沥青混凝土材料及级配缺陷外，往往与压实设备的选用，碾压、工艺控制等因素有关，静力式滚轮碾压过于松散的沥青混合料时易造成路面的横向裂纹，这种裂纹一般不会扩展到整个面层，通常只有6-10mm深。
被动轮为前轮的静碾压路机，碾压稳定性较差的新铺层时，由于材料推移，往往会出现表面裂纹。
四、结束语
因厚度对其的影响，大多数都可以通过施工去消除和减弱，只要我们在施工中严格按规范施工要求进行，一定能减少和消除因水泥稳定碎石的厚度而影响沥青路面。
参考文献：
1《水泥稳定碎石施工规程》
2《水泥稳定碎石施工对沥青路面的影响》