水泥稳定砂砾基层产生裂缝的原因分析
（铁岭市扬达公路工程检测有限公司，辽宁 铁岭 112000）摘 要：水泥稳定碎石基层拥有成型速率快、强度高等，被普遍应用于我国二级以上公路建设中，并获取良好的成效。由于施工技术要求高，基层材料自身抗形变能力薄弱，易受温度变化出现裂缝，成为路面早期损坏重要因素之一。因此，为进一步保证砂砾基层质量可靠性，需系统性分析基层产生裂缝原因，采取行之有效的解决措施，消除或减少砂砾基层产生裂缝。
关键词：水稳基层；裂缝；原因；处理措施
水泥稳定碎石基层凭借自身稳定性、耐久性较佳优势，普遍应用于公路及城市道路建设中国，成为我国使用频次最高的半刚性基层材料之一。水泥稳定砂砾不足为自身抗变形能力不足，易随温湿度变更出现裂缝，影响路面使用持续性，同时出现不平整现象，影响路面美观性及舒适性。为进一步有效提高水稳砂砾基层施工质量，需减少裂缝形成，有必要系统性分析其形成因素，有目的性采取解决措施，保证基层施工质量。
一、水泥稳定砂砾基层产生裂缝危害
水稳砂砾基层属于一种半刚性结构，施工过程中及后续养护中稍有不慎，会形成施工裂缝。通常水稳砂砾基础裂缝形式为，在基层顶面沿横向开裂成为裂缝，其拥有大致相同的间距，宽度一般在0.5-3.5mm，长度不一。初期水稳砂砾基层养生环境中可能出现裂缝，后续持续性受载荷影响，也可能出现基层裂缝问题，以此带来的危害包含以下几方面：一方面，水稳砂砾基层养生环节出现反射性裂缝。
在温度、载荷作用下，致使裂缝可能向下渗透自由水，大幅度削弱道路基层承载力，影响路面车辆行驶的安全性及可靠性；另一方面，道路投入正常使用过程中，长期受车辆载荷影响，道路基层原有裂缝不断发展与扩大，面层会出现与基层相类似的裂缝，拥有一定的规则性。
上述两种裂缝形成均会致使路面积水进入路面结构中，基层内部集料在水力作用下形成泥浆，在车辆行驶载荷下挤出路面。路面沥青混凝土黏附于砂砾表面，致使路面出现松散、碎裂等问题，减少道路使用年限[1]。
二、水泥稳定砂砾基层产生裂缝的原因分析
1、车辆重复性载荷引发裂缝
车辆反复性载荷裂缝通常多见于道路基层底部，随汽车保有量持续性增加，汽车不断普及，道路承受的车辆载荷持续性增加，加之部分车辆超载，道路持续性受外界载荷，基层面部会发生一定拉应力，当拉应力超过材料强度限值，水泥稳定砂砾基层底部出现裂缝。车辆载荷重复作用下，道路基层底部裂缝持续性扩大，并延伸至沥青面层，出现显著的裂痕，影响道路美观性及缩短道路使用周期。
2、材料温度胀缩性导致裂缝
水泥稳定砂砾基层属于一类半刚性材料，核心构成材料为水、胶凝材料、集料，拥有较强的脆性，对温度变化敏感度较强，易产生温度性裂缝。处于气温较低条件下，水稳砂砾材料会出现膨胀收缩效应，路面出现翘曲现象。水泥稳定砂砾材料上方温度低于下方温度，材料深度不同致使材料收缩程度不一，引发路面板出现翘曲现象，形成路面分裂。水泥水热化会释放大量热量，水泥稳定砂砾基层散热能力不佳，沥青表面覆盖等，增加其内部温度，出现膨胀现象，外部材料稳定降低出现冷缩现象，热胀冷缩交替，产生较大的拉应力变化，致使水泥稳定砂砾表层出现开裂。
3、材料水分干缩引发裂缝
水泥与天然砂砾土与水均匀拌和压实之后，由于水分蒸发混合料内水化作用，造成水泥稳定砂砾土结构层体积收缩。收缩形成的内力超过水泥稳定砂砾结构抗拉应力，该结构层会出现裂缝，其与细集料含量、砾石含量、水泥剂量等密切相关。形成干缩性裂缝包含两个阶段，一是水泥稳定砂砾基层结构压实成型至养护过程中干缩，该过程中由于材料自身水分持续蒸发，致使其材料出现收缩，基层出现裂缝；二是养护至沥青封层中干缩。温度保持一定条件下，水泥稳定砂砾材料从初期最佳含水量，转化至干燥状态，形成基层裂缝。
4、施工不规范引起裂缝
部分道路实际施工过程中，出于自身经济利益考量，过度重视施工进度，施工人员未严格依照相关规范进行合理施工，促使基层施工质量不佳，增加出现裂缝风险。施工人员提高施工速率过程中，忽视对原材料质量把控，对基层施工质量影响因素未进行严把关，铺筑基层脆性较大，易在车辆反复性载荷作用下损坏。水泥稳定砂砾基层被损坏，会引发路面板出现裂缝。
三、防治水泥稳定砂砾基层产生裂缝的方法
1、降低收缩裂缝，减少基层裂缝形成
采取有效措施，降低水泥稳定砂砾材料收缩率，提高水泥稳定砂砾材料实际抗拉力能力，减少基层出现裂缝，亦或选用补偿性收缩手段，根据实际状况，适当在材料中加入一定拥有膨胀性的化学物质，有效降低收缩率，进而达到减少基层裂状况。
2、防止反射裂缝形成
基层材料作为水稳砂砾基层施工重要原材料之一，应严控其基层材料，规避反射裂痕形成，建议选用抗拉力和抗冲刷力较强，干缩性弱的水稳碎石材料。亦或采取针对性措施，该撒改善沥青表层实际性能减少分裂，如在沥青面层的高度增加钢筋网面层，或布设可变化为中间层，以此消除裂缝形成。
3、合理的安排施工时间
水稳砂砾基层施工过程中，处于气温较高的夏季，其水分蒸发速率提高，基层易出现干缩性裂缝，建议基层实际施工选取在上午或下午，应避免在高温下施工；处于气温较低的冬季，气温不超过 5oC 时，避免处于温度过低基层易出现低温收缩性裂缝时期施工，形成反射裂缝，根据实际施工条件，合理安排施工时间至关重要。
4、从基层的设计、结构、施工、材料及养护防治裂缝水稳砂砾基层实际施工过程中，应从以下几方面做好质量控制，防止施工出现裂缝，体现在以下几方面：一是设计方面。配合比设计精准性，是水稳碎石基层裂缝形成核心因素，为进一步增强基层抗裂性，需按照相关要求，合理控制配合比。根据实践研究数据显示，粒径为 0.5mm 细集料，对水稳基层干性收缩造成严重影响，实际设计配合比过程中，需将集料控制边界予以掌控，一般处于 0.5-0.075mm，尽可能接近低限。水泥需按照不同比例进行试验，配备不同比例混合料。
选用插值法明确配合比，通过重型击实法获取最佳含水量及干密度，根据实际需求制备混合料试件，保持一周养护时间，实施抗压强度测试，基层强度在 3.5-4.0MPa，底基层强度为 2.5-3.0MPa，保证拥有充足的强度，以免由于强度过高形成反射裂缝。二是结构方面。基层结构施工过程中，应适当增加水泥稳定碎石基层厚度，在车辆载荷重复性载荷作用下，水稳碎石基层拉应力持续性降低，可减少基层出现裂缝。亦或加强基层抗拉能力，延长基层分裂路线，延缓裂缝实际扩展速率。三是施工方面。根据研究调查表明，水稳碎石基层发生裂缝问题，一定程度受施工影响，需加强集料管控，保证其质量达标，合理控制碾压层水分及厚度，以此提高基层实际厚度及稳定性。需对项目进行全周期管理，促使基层施工保持良好的状态。四是材料方面。影响水稳碎石材料收缩因素较多，如水泥用量及型号，集料塑性等，水泥用量与含水量对其收缩能力造成一定影响，水泥用量与最终收缩能力相关，水泥含水量较大，收缩能力较强，出现裂缝越多。应选取优质材料，减少基层出现裂缝。五是养护方面。部分收缩裂缝由于人员养生不当形成，初期成型过程中水分消耗量较大，收缩现象较为严重，若养护不当，易形成裂缝，需严格依照相关规范做好基层养护作业。
结束语
水泥稳定砂砾基层属于半刚性材料，拥有较大的脆性，易出现裂缝问题，影响道路美观性及使用年限。因此，需系统性分析水稳砂砾基层形成裂缝影响因素，有目的性、有针对性采取解决措施，减少基层中形成裂缝，发挥基层自身优势，增强路面稳定性及耐用性。
参考文献
[1]李文学，董翔宇.浅谈对新细则中水泥稳定碎石基层抗裂措施的认识[J].智能城市，2019，5(4)：113-114.
