水泥稳定碎石基层沥青路面病害成因及处理措施

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1、水泥稳定碎石基层沥青路面病害成因及处理措施：本文分析了水泥稳定碎石基层的性能特点，并分析了水泥稳定碎石基层产生裂缝的类型和原因。论文还提出了水泥稳定碎石质量的控制要求，并以省道S205为例就水泥稳定碎石沥青路面出现的病害提出了处理措施。　　关键词：稳定碎石；沥青；裂缝　　　　　　引言　　沥青由于其较好的舒适性和平整性被广泛地应用在城市道路和公路路面的铺筑过程中。在路基路面组合设计过程中，水泥原料广泛、取材便捷，浇灌后的水泥具有良好的力学性能，水泥稳定碎石半刚性基层沥青路面已成为我国公路最重要的路面类型之一。　　据对省道S

2、205线部分已建的二级公路路段调查表明，水泥稳定碎石基层容易发生开裂现象，裂缝间距大多为70－90cm，裂缝宽度大多在1－10mm之间。公路路基基层的开裂会影响到公路路面的使用效果和质量。如何充分发挥水泥稳定半刚性基层的特点，克服其抗变形能力弱的问题，提高沥青路面、水泥碎石稳定基层的整体质量，是工程实践过程中的重要课题。本文就自己的认识，结合工程实践过程中的经验就此问题进行分析和探讨，提出防治和改进措施。　　1、水泥稳定碎石基层的特点　　水泥稳定碎石基层是一种半刚性基层，主要以水泥作为胶结材料，以碎石为主要骨料，配以适量

3、的水，在搅拌之后形成混合料，经摊铺、碾压成型的一种道路基层。由于集料中有较多的碎石材料，水泥稳定碎石基层具有成型快、强度高、承载力大等特点，是路面结构中最主要的承重层。　　水泥稳定碎石基层水泥含量较低，一般在5%左右，集料主要以碎石为主，因而形成的基层抗扰度能力较差，极易发生剪切变形。同时，基层的强度还与混合材料的材质、搅拌工艺、施工工艺以及施工时期的环境等因素密切相关。　　2、水泥稳定碎石基层病害原因　　根据对公路开裂路段的相关检测和调查分析发现，裂缝根据形成机理不同，主要有收缩裂缝、温度裂缝和荷载裂缝三种类型。　　2

4、．1收缩裂缝　　水泥混合料在经过搅拌和压实后，混合料中的水分不断减少，并发生进一步的物理化学反应，从而使水泥刚性材料体积不断收缩，继而导致产生基层裂缝。收缩裂缝与基层干缩过程中的水量变化密切相关。施工期间温差较小时，混合料从最佳含水量干缩到较干燥的过程能一次性完成，产生的裂缝少且细，对公路基层影响不大。当施工期间天气、温度多变时，混合料经多次风吹雨淋日晒后，多次进行重复干缩过程，使得基层容易出现比较严重的拉裂现象。　　2.2温度裂缝　　水泥稳定碎石基层为半刚性体，在热胀冷缩过程中容易产生裂缝。水泥结合料矿物颗粒由固态、液

5、态和气态混合物组成，受温度变化引起的热胀冷缩效果不一，继而引起温度裂缝。　　水泥稳定碎石基层具有热胀冷缩的特性。水泥结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中必然会使其产生热胀冷缩的体积变化，从而引起温缩性裂缝。混合料中存在较多的水分，在温度升高时，能够产生较大的扩张力增大颗粒之间的间距从而产生膨胀；混合料中还存在较多的空气，温度升高时水稳层内部气体受热而产生膨胀，结构内的颗粒之间充满扩张力；当温度下降后，原来膨胀的气体开始收缩，颗粒之间的结构应力逐步减小，并产生收缩力。在收缩力超过结构拉应力时，容易

6、产生横向裂缝；在扩张力超出临界值时，水稳层容易发生拱起现象。　　2.3荷载裂缝　　公路基层在重复高强度荷载下，容易对土基产生再压实的剪切变形，这时需要底基层、基层来消耗荷载的剪切力。水泥稳定碎石由于水泥含量较少、碎石含量高，抗折度能力较低，在基层受到剪切力时容易发生变形从而引起开裂。荷载性裂缝易发生在基层的底部，在车辆重复高荷载下，裂缝逐渐向基层表面扩张。　　3、水泥稳定碎石基层施工质量控制　　水泥稳定碎石施工工艺是决定其质量的关键要素，加强集料组织管理，确保集料级配、水泥剂量合理，均匀铺设基层材料，强化基层压实度和整体

7、性，进行合理的基层养护是提升水泥稳定碎石质量的重要保障。总体来说，施工过程中应该在以下几个方面做好保障工作。　　3.1优化材料组成和设计　　首先是要选好材料，在满足相关规范要求下，尽量选择含泥量较小、吸水率低、结构密实、弹性模量较大的集料；尽量选择细度较粗、石膏和SO3含量适当的水泥。其次要尽可能优化集料配合比。集料级配是决定水泥混合料强度的关键要素，主要分为悬浮密实型、骨架密实型和骨架空隙型，应结合实际情况合理确定集料级配，尽可能采用骨架密实型结构，降低水泥含量和用水量，增加粗骨料的比例，限制细料的使用。不同类型水泥稳

8、定碎石集料配比见表3-1.　　表3-1不同类型水泥稳定碎石集料级配　　　　　　　　3.2强化拌和厂的组织管理　　拌和厂是根据室内确定的各种不同颗粒级别矿料的配合比，在规定的级配范围和结合料剂量以及最佳含水量搅拌出均匀的混合料。首先是加强对集料的组织管理，尽可能与特定的矿石企业建立长期、稳定的材料供应关系，维持石料生产