李淼
（德阳市罗江区公路工程质量监督管理站，四川德阳 618500）
0 引言
水泥稳定碎石基层具备良好的整体性能和承载力性能，然而，在受到内外环境因素影响时，容易产生微细裂缝。随着时间的推移，这些微细裂缝可能逐渐扩展，甚至蔓延至路面，导致路面早期损坏，缩短公路使用寿命。为避免此类问题，对公路工程水泥稳定碎石基层裂缝问题成因及防治措施进行研究。
1 水泥稳定碎石基层裂缝成因
1.1 收缩性裂缝成因
水泥稳定碎石基层压实后，由于结构内部水分不断蒸发及水泥水化作用，基层中的水分不断减少，导致压实体的体积收缩，进而形成收缩裂缝。
1.2 内应力裂缝成因
水泥稳定碎石基层会因自身干燥收缩及温度变化产生张应力，当张应力大于自身抗拉承载力时，在强度较弱的部位容易产生裂缝，主要特征为横向裂缝较多，纵向裂缝较少，裂缝较规整，上、下贯穿，但无垂向错位。
1.3 荷载性裂缝成因
道路建成通车后，受车辆荷载的影响，特别是超载超限车辆荷载，水泥稳定碎石基层内部可能产生裂缝，发展、反射到沥青面层，引发路面沉陷、坑槽、松散等病害[1]。
2 水泥稳定碎石基层裂缝防治措施
2.1 控制路基不均匀沉降
路基是公路的主要承载层，进行路基填筑时，应采取科学的填筑施工方法，且要确保路基压实度满足规范与设计要求，否则容易导致路基不均匀沉降，导致水泥稳定碎石基层开裂，进而造成路面早期损坏，降低道路的使用寿命。
路基不均匀沉降的原因较多，包括地质条件、水文气候、施工技术等，涉及的专业范围较广，因此控制路基不均匀沉降是一项综合性任务，需要从优选填筑材料、控制填筑速度、分层碾压成型等方面进行质量控制，尤其是高填方、填挖交界处、涵洞涵背回填处、桥台背回填处、挡墙墙背回填处等特殊施工部位，应采取特殊的处理方法，保证路基压实强度，并设立沉降观测点，确保碾压成型后的路基自然沉降到位，避免发生不均匀沉降导致水泥稳定碎石基层开裂。
2.2 水泥品类与剂量控制
水泥作为胶凝型材料，在水泥稳定碎石基层骨架结构中起到黏结砂石材料的作用。水泥的品类、剂量对水泥稳定碎石基层混合料的品质有很大影响。水泥用量太小，会影响混合料的强度；用量太大，水泥的水化热反应会导致基层内外出现温差，导致基层开裂。
2.2.1 水泥品类选择
水泥品类繁多，不同施工部位需要采用不同品类的水泥，目前水泥稳定碎石基层施工多采用强度等级为32.5 或42.5 的普通硅酸盐水泥，且要求初凝时间大于3h，终凝时间大于6h。施工前应严格按照检测频率对拌和站进场水泥的相关指标进行检测，确保水泥质量。同时，严禁混合使用不同品牌的水泥，以免影响水泥的初凝和终凝时间，改变水泥性能，导致水泥稳定碎石基层产生裂缝。
2.2.2 水泥剂量控制
水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，碾压密实后，具有一定的强度，同时具有柔性变形特征。在工程实践中，为避免水泥稳定碎石基层产生裂缝，必须严格控制水泥剂量，需要通过试验室检测，获得最优剂量值，一般控制在3%～6%。水泥稳定碎石基层水泥剂量的控制具体方法如下：
首先，对水稳拌和设备的水泥剂量系统进行标定，确保剂量系统的准确性。
其次，按照检测频率通过EDTA 滴定法测定水泥剂量，并与拌和设备设定的水泥剂量进行实时对比。
最后，拌和站管理人员应实时对水泥罐中的水泥消耗量与水泥稳定碎石基层混合料生产量进行复核，避免设备故障导致水泥剂量控制不准确，进而保证水泥稳定碎石基层施工质量[2]。
2.3 原材料质量控制
碎石是水泥稳定碎石基层结构中的骨料，且水泥稳定碎石基层施工对碎石的需求量较大。然而，由于平原地区砂石资源相对贫乏，有时需要同时采购不同厂家、不同产地的碎石材料，这种情况下容易存在碎石材料生产工艺、质量标准不一致的情况，会影响水泥稳定碎石基层施工质量。此外，材料进场后若管理不到位、料场储备场地受限，容易出现材料混合堆放的情况，不利于施工质量管控。
为保证水泥稳定碎石基层施工质量，必须确保碎石材料来源一致、质量稳定、并按相关管理标准进行堆放，且要按规范要求对进场的碎石材料及时进行抽样检测，严格控制粗集料的压碎值、细集料的含泥量、针片状比例含量等关键指标，保证材料质量。
2.4 水泥稳定碎石基层混合料配合比设计优化
混合料中细集料比例大、水泥剂量大、密度偏小、收缩变形大，会影响水泥稳定碎石基层性能，在各种因素的影响下容易出现裂缝。为避免水泥稳定碎石基层产生裂缝问题，需要优化混合料配合比设计。抗裂型骨架密实结构级配区间如表1 所示。
表1 抗裂型骨架密实结构级配区间
首先，应严格控制集料中细集料的含量，建议在配合比设计中，将通过0.075mm 筛孔的颗粒含量控制在3% 左右，通过4.75mm 筛孔的颗粒量控制在32%左右。
其次，应严格控制粗集料的最大粒径，基层最大粒径一般不超过31.5mm，且小于19mm 的颗粒含量需控制在合理范围内，这两个指标会影响混合料骨架嵌挤状况和施工抗离析性能，因此须严格控制。
最后，应严格控制水稳基层的强度和水泥剂量，在满足设计和相关规范的前提下，通过改善粒料级配，尽可能减少水泥剂量，建议控制在6%以内，确保基层成型后稳定受力，有效避免裂缝问题。
2.5 混合料含水量控制
水泥稳定碎石基层混合料含水量过大，碾压时会出现弹簧、波浪、黏轮等现象，施工完成后会逐渐出现明显的干缩裂纹。根据相关资料，在最佳含水量的基础上，每增加1%的含水量干缩裂纹出现数量约为同水泥剂量的3 倍。混合料含水量过小则不利于压实成型，强度难以达到设计标准，会降低基层承载力。
因此，经试验室检测得出混合料最佳含水量后，应综合考虑运输、碾压、天气等因素导致的混合料水分流失情况，合理调整混合料的含水量。
在实际施工中还应该注意，进行水泥稳定碎石基层摊铺之前，应将下承层清扫干净并洒水湿润，避免下承层过于干燥，将水泥稳定碎石基层混合料中的水分吸走，并确保在混合料含水量最佳的情况下进行碾压，从而保证水泥稳定碎石基层的质量，降低裂缝问题产生率[3]。
2.6 水泥稳定碎石基层混合料装车与运输
在混合料装车过程中，要按中、前、后顺序分3 次装料，以有效避免混合料离析，且在运输过程中必须用篷布遮盖，防止混合料洒落，最重要的是避免运输途中混合料水分过度挥发，导致水泥稳定碎石基层碾压密实度不足，强度达不到要求，在外力作用下出现表面脱落、松散、开裂等病害[4]。
2.7 水泥稳定碎石基层压实度质量控制
压实度是水泥稳定碎石基层施工质量控制中十分重要的指标之一。在实际施工中，若是碾压遍数不够、碾压不到位等，容易导致压实度不满足要求，影响水泥稳定碎石基层的整体质量，通车后在车辆荷载的作用下，水泥稳定碎石基层易产生裂缝和下陷等病害，严重影响道路的使用寿命。
因此，进行水泥稳定碎石基层施工前，应提前进行铺筑试验，总结水泥稳定碎石基层施工的最佳机械组合、碾压遍数，确定松铺系数，验证设计配合比和最佳含水量等重要施工参数，进一步检验施工工艺的合理性，规范施工流程，完善施工工艺，为水泥稳定碎石基层施工质量提供保证，避免裂缝病害。
2.8 施工接缝质量控制
水泥稳定碎石基层施工过程中不可避免会产生施工接缝，且接缝处往往是整个结构中最薄弱的部位，若是施工处治不到位，接缝处易在应力、温度和行车荷载的作用下逐步形成裂缝，最终反射到路面。
施工接缝分为横向接缝与纵向接缝，一般路面宽度大于摊铺机宽度时，建议采用两台摊铺机，一前一后同步摊铺，前后摊铺机距离不超过50m，将纵向搭接宽度控制在10～20cm，保证接缝质量。
横向接缝处理方法如下：将末端混合料碾压密实后，采用人工方式将端头挖成横向垂直向下的断面，并清除附近多余未压实的混合料，待下一段铺筑时，摊铺机返回已压实层的端部，用木方垫板垫至虚铺高度，并在已压实端洒上水泥浆，增加新旧结合面的黏结力，再摊铺、碾压新的混合料。
2.9 水泥稳定碎石基层养生质量控制
养生质量直接影响水泥稳定碎石基层质量与结构强度，因此应结合工程实际情况，制订科学合理的养生方案，规范基层养生作业流程。
基层养生方法有覆盖土工布+洒水养护、覆盖养生薄膜、喷洒养护剂等。目前常用的是覆盖养生薄膜，在基层碾压成型后，立即在表面覆盖一层养生薄膜，使基层形成一个温度、湿度相对稳定、独立的体系，这样一方面可以保证基层养护期间表面保持湿润；另一方面，养生薄膜具有良好的保温效果，可以有效提高基层早期强度，避免温湿度不稳定引发收缩裂缝。
此外，在水泥稳定碎石基层养生期间，需要做好施工路段的临时交通管制工作，水泥稳定碎石基层养生时间要根据项目实际情况和设计要求确定，一般为7～14 天，养生期满后开展相关指标试验检测，质量达到设计要求方可开放交通。在基层强度未达到设计要求前，禁止一切车辆通行，避免基层在早期强度成长期间受到外部荷载影响，内部产生微裂缝。基层养护完毕后，应及时进行沥青路面施工，避免水泥稳定碎石基层长时间暴露在自然环境下，以有效防治“重复干缩”产生的裂缝。
3 水泥稳定碎石基层裂缝处治与预防措施
在水泥稳定碎石基层裂缝处治方面，需要根据裂缝类型制订针对性的处治方案，有效减轻基层裂缝对沥青面层的破坏，提高路面的耐久性，延长道路使用寿命[5]。
3.1 灌缝
对基层裂缝进行清扫，清除裂缝内外的杂质，采用密封材料（沥青或专用密封胶）进行灌缝，避免水通过裂缝向下渗，对基层造成水破坏，且灌缝时原则上不对裂缝进行扩缝。
3.2 铺设自黏式抗裂贴
抗裂贴又叫贴缝带，是一种新型的路面基层裂缝修复材料，利用特殊黏结剂，将其粘贴到路面基层的裂缝上，可以有效分散集中应力，防止基层裂缝拉应力直接传递到面层，也能在基层表面形成隔离保护层，防止水渗入基层，延缓路面病害的出现。
3.3 铺设玻纤土工格栅
为有效预防水泥稳定碎石基层反射裂缝，可在路面施工之前，在基层薄弱部位铺设玻纤土工格栅，该材料具有抗拉强度高、低延伸、耐温、嵌锁力强、稳定性好等特性，可有效抑制应力集中、释放应变，提高水泥稳定碎石基层的抗拉和抗剪能力，可有效避免反射裂缝的产生。
4 结语
水泥稳定碎石基层防裂工作对延长公路使用寿命、提高公路运营安全性与稳定性起重要作用，因此在水泥稳定碎石基层施工过程中，需要从原材料质量、混合料配合比设计、规范施工工艺、加强养护管理等方面入手，切实做好每一环节的质量管控工作，以有效避免水泥稳定碎石基层出现裂缝问题、改善路况、提升公路服务水平。未来需要继续探索新型抗裂材料与施工技术，同时推动相关标准与规范的完善，更有效地预防和处治水泥稳定碎石基层裂缝问题，为公路交通的安全性与畅通性提供坚实的保障。
