！ Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 建筑科学 水泥稳定基层裂缝的原因及措施 李天华 （城建试验检测有限公司 乌鲁木齐８３００００） 摘要：随着交通运输业的繁荣，道路基层建设广泛使用水泥稳定基层，由于其突出的优点，在工程应用中收到了很好的效果。但是水泥 稳定基层也有其缺陷，本文主要分析了水泥稳定基层裂缝产生的原因以及预防裂缝产生的相关措施。 关键词：水稳基层 裂缝 原因 措施 中图分类号：ＴＵ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７４－－０９８ｘ（２ｏ１ ２）０３（ｃ）－－Ｏ０５５－０２ 随着国民经济的高速发展，交通运输 指数过高的矿料铺筑的水泥基层产生裂缝 说明了。 业日趋繁盛，相应道路建设的标准也Ｉｔ益 的概率大。提高。为了提升道路建设质量，各地都在道 １．２施工因素的影响 路基层中引入了水泥稳定基层（简称水稳 １．２．１混合料的搅拌 基层），在工程应用中效果明显。水泥稳定 施工因素中，混合料搅拌效果很关键， 基层具有很多优点：承载力大、强度高、抗 如果搅拌不均，使某些区域粗、细集料过于 疲劳性和抗冲刷性好、施工进度快、水稳定 集中，或水泥剂量在某些区域过大，都是裂 性好等等。但是，水泥稳定基层裂缝依然会 缝产生的原因。 产生裂缝，造成道路质量的降低和使用寿 １．２．２混合料的运输及摊铺 ２水稳基层裂缝预防措施 要防止水稳基层产生裂缝，就必须在 设计施工过程中做足功夫，通过合理的工 程设计、过硬的施工工艺、优良的材料选取 等途径杜绝或者尽量减少裂缝的形成。 命的减短 因而针对实际情况对裂缝的成 因进行分析，相应在施工过程中采取有效 的防裂措施，就能够确保水泥稳定基层的 施工质量。 ２．１提高设计质量 道路设计过程中，一个重要环节是料 混合料搅拌好以后，必须尽快运到施 源调查和选择，要确保料源的贮存量足够， 工现场，防止混合料性能降低。如果未及时 质量过硬。在对质量进行判断时，不能主观 １水稳基层裂缝成因 水稳基层裂缝的成因可以从多个角度 分析，本文主要从更贴近工程应用的角度 分析原因。在总结大量工程实践的基础上， 通过施工材料和施工因素这两点来阐述。 运往施工地，或者由于距离较远、在运输过 主义，需对材料样本做试验鉴定。水稳结构 程中混合料未经防护使水分散失；以及摊 层厚度在设计时要仔细分析计算，要充分 铺路段过长使混合料的水分大量蒸发，都 考虑个体差异，不能前篇一律。不同路段的 会使水稳基层表面丢失水分产生裂缝。运 交通量、路基填挖情况及自然因素等都有 输使如果颠簸严重，可能使搅拌好的混合 所不同，都需要认真设计厚度大小。充分考 料产生分离，或者摊铺混合料不够细致也 虑水稳层的最大厚度和最小厚度，并且要 会导致粗、细集料集中而产生裂缝。 对路面结构层及路基进行综合考虑，以防 １．２．３含水量大小的控制 因施工质量难以保证而导致各种裂缝的发 含水量的大小影响水稳基层初期产生 生。 收缩裂缝。含水量不易过大，多大会导致波 ２．２加强集料质量 浪和弹软等现象，造成混合料强度和密实 施工过程中使用的集料要通过筛分试 度不高，使干缩性增大，进而造成结构层干 验，检查矿料是否符合设计及规范中材料 缩裂缝的产生。据有关数据显示，含水量增 的颗粒级要求，压碎值及塑性指数、含土量 加ｌ％时干缩应变增大的影响比水泥含量增 等是否超标。级配如果不满足施工要求，需 加１％的影响大２３倍。过大的含水量易产生 要补充需要的材料补什么材料。对于粒料 道路车辙，是道路平整度降低，最终产生裂 量高、塑性细土量低的材料应多余采用，集 料中小于０．０７５ｍｍ细粉含量应低于５％，这 样可以降低水稳粒料收缩。 ２．３优选水泥品种及水泥剂量 水泥对水稳基层的性质作用关键，不 易采用快凝水泥、早强水泥以及受潮变质 的水泥，应采用初凝时间在３ｈ以上、终凝时 间在６ｈ以上、标号较低及干缩率小的硅酸 １．１施工材料的影响 １．１．１水泥的品种及剂量影晌 水泥在水稳基层的施工材料中非常重 要其，其材料成份优劣及剂量大小觉得了 水稳基层收缩裂缝的产生情况。各种类型 的水泥的效果是不同的，硅酸盐水泥就比 铝酸盐水泥稳定效果好。对于一些小厂生 产的水泥中含有较高的硅酸二钙、铝酸三 钙及其他有害杂质，会降低水稳层的稳定 缝。最后，碾压时含水量愈大，竣工后干缩 性，产生收缩裂缝。 裂缝也将愈严重。 加大工程中的水泥剂量可以使水稳集 １．２．４碾压方法的影响 料的强度增加，但是水泥剂量过大也会产 道路的碾压成型在水稳基层施工中是 生较大的收缩和较多的裂缝，也增加了施 必不可少的一步，碾压效果的的好坏主要 工成本。不同厂家、不同批次、不同标号的 有如下因素：含水量大小、碾压机械及碾压 水泥混用也会增加裂缝产生的可能性。 的方法等。初次碾压应应用吨位较小的碾 １．１．２集料选用的影响 压机，碾压速度也不易过快，若选吨位大的 盐水泥。不能混用标号、批号、厂家不同的 集料的细粉料较多、级配较差容易使 压路机，而且速度不加控制，则可产生裂 水泥。水泥存放时间过久，应该检测其性能 水稳基层产生裂缝。如果集料的级配不佳， 纹。过振碾压也很容易使水稳层表面的水 指标是否还满足施工要求。水泥剂量的大 则会造成粗、细集料集中的情形，使的水稳 泥浆含量过多而增大表面收缩性产生收缩 小也觉得了水稳基层的强度指标，水泥用 基层的强度不均匀性，弯沉值的变异系数 裂缝。 量过大时不必要的，不仅造成浪费，也会由 和水稳基层悬空系数都变大。在粗集料集 １．２．５养生的影响 收缩造成裂缝。水泥剂量高于７％抗裂性能 中的区域，结构强度高，在细集料集中的区 水稳基层施工后，需要及时保养，且要 降低；但是当水泥剂量低于３．５％抗温缩性 域，结构强度低，干缩系数大，在内部应力 或外力负荷的双重作用下使水稳基层从强 度较低断面处开裂。小于０．０７５ｍｌｙｌ的细粉 有足够的保养时间，使水泥得到充分水化， 能迅速变差。水泥含量在４％时比较合理，当 使其水稳强度逐步增强，杜绝失水过快形 然最终的剂量要求需通过设计试验确定。 成千缩裂缝。养生工作做的不好会造成混 ２．４均匀搅拌且及时摊铺 料偏多使得粉料不但本身含有塑性，而且 合料失水过快，水泥水化反应不充足产生 采用集中厂拌法可以减少粗、细集料 集料本身不可避免地含有少量的土掺入， 千缩裂缝。混合料失水率直接决定了裂缝 集中或局部水泥剂量过大而产生的收缩裂 使塑性指数增大。矿料的细粉料含量和塑 的多少。 缝。水稳混合料搅拌好以后，应第一时间运 性指数是影响水稳基层于缩应变的主要因 除以上各因素，还有一些环境因素会 到施工现场。运输时应混合料覆盖以降低 素之一，且干缩系数随细粉料的含量和塑 对水稳基层的质量产生影响，如路基的强 水分损失。混合料运到施工现场就要及时 性指数的增大而增大。细粉料过多和塑性 度、稳定性及冻融作用等，这里就不再详细 （下转９８页） 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ５５ 鱼： ２ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １ｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工业技术 １．５）【４５。 图４加工零件 加工如图４所示Ｒ３／４锥管螺纹： 通过查管螺纹标准手册，Ｒ３／４管螺纹 的螺距Ｐ：１．８１４ｍｍ，牙高 一１．１６２ｍｍ，基 准距离为９．５ｍｍ，在基准平面内螺纹小径 Ｄ．＝２４．１１７ｍｍ，螺纹大径Ｄ＝－２６．４４１ｍｍ。得 纹加工程序）： ０１１１ ８ 图５编程尺寸分析 Ｇ ７６ Ｃ２Ｒ一４Ｅ１．１６２Ａ５５Ｘ２４．８３６Ｚ一 ２１Ｉ一０．７８２Ｋ１．１６２Ｕ０．１Ｖ０．１Ｑ０．４Ｆ１．８ｌ４ 出上述数据后，可以算出编程时需要的如 图５所示切削起点 、螺纹有效终点 在工 件坐标系中的坐标值，根据编程经验，螺纹 收尾长度，取１．５～２倍螺距，约４ｍｍ，螺纹 升程距离６同样取４ｍｍ，如图５所示。Ａ点距 基准平面的距离为（９．５十４）＝ｌ ３．５ｍｒｎ， Ａ ＴＯ１０１ （换ｌ号刀，确定共坐标系） （循环加工螺纹） ＧＯ０ Ｘ８０ Ｚ８０ （程序起点或换刀点） Ｇ００ Ｘ８０ Ｚ８０ Ｍ０３￥６００ Ｆ１００ Ｍ０５ Ｍ３０ （主轴正转，转速６００ｒ／ｒａｉｎ，进给速度 １００ｍｍ／ｍｉｎ） ＧＯ０ Ｘ４５ Ｚ４ （返回程序起点） （主轴停） （程序结束） 通过对上述分析得知，合理地利用基 （圆锥面加工循环起点） 准平面，可大大简化圆锥管螺纹在数控编 Ｇ８０ Ｘ２７．４ｌ Ｚ一２５ Ｉ一０．７８２ 程时的数值计算，使螺纹切削复合循环指 （加工圆锥面） 令Ｇ７６在实际应用中变得方便与简单。 Ｇ００ Ｘ８０ Ｚ８０ ２４．１１ ７—１ ３．５／１６＝２３．２７３ｍｍ，即 （返回程序起点或换刀点） Ｔ０２０２ 参考文献 【ｌ】ＧＢＴ一７３０６１１］［１】．２－２０００—５５。密封管螺纹 第２部分：圆锥内螺纹与圆锥外螺纹． （ＸＡ２３．２７３，Ｚ ）。Ｃ点距基准平面的距离为 （２５—４—９．５）＝ｌ１．５ｍｍ， ｃ＝２４．１１７＋１１．５／ ｌ６＝２４．８３６ｍｍ，即ｃ（ｘ ２４．８３６， ２１）。同理 可计算出锥螺纹外表面大端直径为２６．４４１ ＋１５．５／１６＝２７．４１ｍｍ，小端直径为２６．４４１— （换２号刀，加工螺纹，确实其坐标系） Ｍ０３￥３００ （主轴转速降至３００ｒ／ｍｉｎ） Ｇ００ Ｘ４５ Ｚ４ ［２］世纪星车床数控系统ＨＮＣ一２１２２Ｔ编程 说明书． ９．５／ｌ６＝２５．８４７ｍｍ。半径差为０．７８２ｒａｍ程 （螺纹加工循环起点，注：起点的Ｘ值必 序如下（只列出圆锥外表面精加工与Ｇ７６螺 须大干圆锥大端直径） 分流失快，碾压段长度应适当减小，；在气 摊铺，避免水分蒸发产生干缩裂缝。施工 温低时，碾压段长度应适当增加。在水分蒸 中，可采用大型摊铺机保证水稳基层的平 发过快时，需及时撒少许水，在水泥初凝前 完成碾压工作。碾压的压实度越高，其混合 整度。 料固相体积越大，体积收缩越小，抵抗收缩 ２．５含水量要控制好 稳基层要达到较高的强度，必须经过 的能力也越强。但过振碾压，造成水稳层表 充分的压实和水化作用，这些都需要混合 面水泥浆产生收缩裂缝。为此，在施工前应 料里有足够的水分。含水量必须控制好， 铺试验段确定出最佳碾压遍数，坚决避免 （上接５５页） 道路建设中应用广泛。同时水稳基层的裂 缝产生也影响了工程质量。本人通过自己 多年的工程实践经验，总结了裂缝产生的 原因，提出了相应的应对措施。要尽量减少 和避免裂缝的产生，就必须做到设计施工 的精益求精，从而确保水稳基层品质符合 各项工程指标要求。 过大多小都不合适。过大会产生道路车辙 和路面平整度差，使混合料的干缩性增大； 含水量过小，造成混合料比较松散，不容 过振碾压。 参考文献 ［１】李晓飞，刘广全，陈彤华．水泥稳定基层 裂缝产生的原因及预防措施［Ｊ】．科技与 ２．７加强养生 养生工作在水稳基层碾压完成就应该 经济，２００５，４． 易压实。所以，必须通过科学的试验数据 开展。养生期一般在１ ０天以上，这段时间 ２】林育彬．、水泥稳定基层裂缝的防治【ＪＪ． 来确定混合料的最佳含水量。在工程应用 内，水稳基层应覆盖均匀，进行精心的保 【筑建建材装饰，２００９，６． 中，考虑到环境因素和施工因素造成的水 湿，每日需洒水３次，杜绝水稳层因太阳暴 ３】于大波．浅谈控制水泥稳定基层裂缝 分的丢失问题，搅拌含水量应比最佳含水 晒而形成裂缝。养生期工作做的充分，保湿 【［Ｊ】．黑龙江交通科技，２００９，６． 量略高０．５％～１％。 充足，水稳基层水化反应和结晶作用越充 ２．６压实段长度要科学选定且避免过振碾 分，强度高则变形小，收缩裂缝的产生相应 【４】叶超，张碧，冯华．苏通大桥水泥稳定基 层裂缝防治控制措施［Ｊ】．路基工程， 压 会少很多。水稳基层施工完成后也不宜长 混合料在经过摊铺后，需要经过碾压 期暴晒，最好早点开展面层施工。操作，需要保证含水量等于或略大于最佳 含水量。同时碾压段长度需要科学选定，要 ３结语 水稳基层由于具有很多突出优点，在 考虑到施工时的天气情况，在气温高时，水 ２０１０．１． ９８ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
