路面水泥稳定碎石基层裂缝原因及处理措施
【摘要】我国高等级公路建设中，水泥稳定碎石结构作为沥青混凝土路面的基层得到越来越广泛的应用，本文分析研究了水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝形成机理、裂缝状况、开裂原因，提出了裂缝处理措施，以保证沥青混凝土路面的正常使用。

【关键词】：路面；水泥稳定碎石基层；裂缝原因；处理措施
一、水泥稳定碎石的性能与应用
通常我们说的水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，半刚性基层是采用无机结合料稳定的各种集料和土类，并具有一定强度和厚度的路面基层结构。

水泥稳定碎石的优点有：承载力大，具有较高强度和刚度、水稳性好、抗冻性好、耐冲刷；同时施工易于就地取材、施工工艺简单、配套设施操作方便、工程投资较低、养护维修方便等；是一种优良路面基层材料。

随着水泥稳定碎石基层逐渐大量应用于交通量较大的城市主干路沥青混凝土路面的基层，它的缺陷也越来越明朗化和清晰化，其中最为突出的是裂缝问题，怎么样合理有效的处理裂缝问题是目前水稳基层应用的重点。

二、裂缝的危害
水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，在施工或运行时容易产生裂缝，这类裂缝成直线缝长不等，一般在基层顶面沿横向开裂缝宽4mm左右。

水泥稳定碎石基层的裂缝有些在水稳层养生时就开始出现，有的是由于通车后在荷载的作用下才出现。

随着基层裂缝的出现在很大程度上降低基层的强度，并且裂缝发展会反射到沥青混凝土面层，使沥青混凝土路面相应出现有规则的横向裂缝、起拱。

如果出现的裂缝不及时处理，裂缝内会渗透进入雨水导致自由水充满基层裂缝缝隙和沥青混凝土中，车辆荷载反复作用下沥青面层会被剥离，路面会变得碎裂、松散，同时基层的细集料形成泥浆被挤出路面，造成沥青混凝土路面早期破损，影响整个路面的运行。

三、裂缝产生机理
（1）裂缝产生原因
半刚性基层的裂缝据统计发现裂缝的形式是多种多样的，但形成的主要原因可以分为以下几类。

一类是环境作用的结果，通常有干缩和温缩。

干缩主要是水分在水泥稳定碎石层蒸发，随着空隙和毛细管孔中的水不断散失，在毛细管张力作用下使得管孔径变细，引起收缩。

一种是由于温度变化而产生的，因热胀冷缩的作用破坏固相颗粒间结构而产生的裂缝统称为温缩裂缝。

一类是荷载作用下产生的裂缝，主要包含疲劳裂缝。

受到垂直或水平应力荷载的作用，结构层底的弯拉应力超过其疲劳强度，基层内部产生超过材料的容许抗拉极限应力，基层底便
会产生裂缝，并逐渐向表面发展。

图1 荷载作用路基
（2）裂缝形成过程
据大量的研究发现，裂缝的发展主要是由于荷载反复作用。

在基层开裂后，由于基层失去抵抗拉应力的作用，就在开裂位置将应力传递给面层，造成面层在裂缝处的应力集中。

通常荷载比较小时，不会出现损害的现象，只有在荷载大到材料的抵抗极限时才会在材料的表面出现微小裂缝。

随着荷载的大小或作用次数的增加，裂缝就会贯通出现整个基层横或纵向断裂，导致整个路面性能下降，最终破坏道路的整体。

裂缝的发展过程如表1。

裂缝的发展过程
注释：为材料当前的应力状态，为材料破坏强度。

正确的分析应力与材料的关系，为材料的选择提供了理论的支撑，为后续路基路面设计提供相应的指导。

四、影响裂缝产生的因素
根据本人多年的经验积累，总结了以下因素会对裂缝的产生和发展有影响，主要包括：第一、集料级配，这是路面质量一个良好的整体保证；第二、混合料0.075mm颗粒的含量，它影响水泥的用量如果含量过高基层表面容易起皮；第三、水泥用量，水泥用量过大水化作用强，泥稳定碎石基层容易产生横向干缩裂缝，水泥剂量太小，水泥稳定碎石强度不能满足承载力要求。

第四、含水量，只有在最佳含水量时进行碾压才会有比较的好的压实效果。

发现导致水泥稳定碎石基层沥青路面开裂的因素主要有材料特性、车辆荷载和路面结构设计、路基强度及其均匀性、底基层强度及其均匀性、地形、地质、土质、水文、气象等自然因素等。

五、水泥稳定碎石基层裂缝的处理与控制
道路在施工或运行时，要定期对道路系统进行检测，发现裂缝要防止其继续扩散和反射到面层上，及时采取措施处理，通常处理办法有：
（1）胶封缝密封技术
当水泥稳定碎石基层出现裂缝时，为防止病害的进一步扩展我们可以采用胶封缝密封技术。

就是把密封胶加热到180℃，达到合适粘度后灌进裂缝，使得裂缝两侧的混合料融合到一起。

这种胶料在在常温和低温时均有着较高的弹性，可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形，始终保持其密封作用，这样就长期、有效地封闭了水稳层的裂缝。

（2）乳化沥青灌缝、铺设土工布技术
通常对基层顶面较大的裂缝进行切缝填灌沥青，对比较微小的裂缝铺设土工布。

对于1mm左右的裂缝，我们可以在施工前先在基层顶上先洒布0.6kg～1.0kg 的透层油每一平方米，然后再铺土工布，并进行碾压，同时注意不能在土工布表面转弯。

对于宽度在1～2mm的缝，我们要配改性乳化沥青喷灌，同时加铺玻璃纤维格栅，格栅尺寸为1×1cm。

如果遇到的缝大于2mm，要沿线凿成“V”形槽并采用吹风措施，吹干净后灌入改性乳化沥青。

（3）减少裂缝的措施
根据本人查阅相关资料，结合自己的工作经验，发现可以从以下方面减少裂缝的发生。

总结为：第一、配置良好的集合料级配，控制细料的含量，规范的塑性指数。

第二、在满足规范要求的同时，减少掺入稳定剂。

第三、控制施工半刚性基层的养生期间的暴晒时间。

第四、混合料的压实的含水量的控制，最好控制为最佳含水率，提高施工质量。

五、切割灌缝铺设玻璃格栅。

六、结语
路面工程中水泥稳定碎石基层裂缝是不可忽视的一种病害，综上所述，在出现裂缝时我们及时处理。

为避免水泥稳定碎石基层出现裂缝，要从级配控制、水泥用量、压实度和碾压时的最佳含水量，同时注意养护工作，只有这样才能从根本上减少水稳层的裂缝发生。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。