引言
由于水泥稳定碎石基层属于半刚性基层，是目前中国公路工程应用最为广泛的基础结构。半刚性底座结构稳定，具有强度高、稳定性好、刚度大等特点，能提高路面的承载力。但是，基层整体韧性差，对温度和湿度敏感性强，容易因温度变化和湿度变化产生裂缝并反射到路面，最终造成沥青混凝土路面早期破损，导致路面强度和使用性能大大降低[1]。因此，水泥稳定碎石作为路面基层，不应当仅考虑其强度性能的要求，更应适当考虑其抗收缩、抗变形能力等。水稳碎石基层质量控制主要影响因素有原材料质量、水稳碎石基层配合比、施工工艺以及施工时所用的设备等。在水稳碎石基层的施工过程中进行适当的施工质量要点控制，就能够大大的减少公路工程的建设时间，提高工程的质量，降低建设的成本[2]D所以，水稳碎石基层的施工对整个公路工程的建设是非常重要的。
1工程概况
国省干线横四线顺昌关东至焕仔坑段（城关过境段）新建工程（二期）工程，公路等级为二级，设计速度为60km/h，路基宽度17.5m，路段长度4.884km。路线起点桩号K2+970，往西北经黄源东，在K3+234.5处建通道跨越通往顺昌啤酒有限公司的村道，在K3+460处建黄源东大桥跨越延顺高速公路连接线，继续向西后经午押坵，沿猪头垄南麓路线往西南，经西岗小区边，在K7+154处建西门2#大桥跨越鹰厦铁路和富屯溪，终点位于水南镇焕仔坑，，路线终点桩号为K7+379.8，本项目路基开挖土石方70.41万m³，填筑土石方51.0万m³；涵洞404.04m/12道，桥梁443m/2座。其中黄源东大桥长217m，上跨延顺高速匝道，西门2#大桥长226m，上跨鹰厦铁路及富屯溪。
该二级公路路面设计为基层+24cm沥青混凝土路面，基层由30cm厚3%水稳碎石底基层+16cm厚级配碎石下基层组成。施工过程发现水稳碎石基层出现开裂，对裂缝情况进行了统计，基本情况如下：部分段落产生网状龟裂。路面基层横向裂缝沿道路方向呈规则分布，间距一般为10～20m，裂宽一般为3～5mm,部分裂缝已贯通底基层。
2水泥稳定碎石裂缝的成因分析
水泥稳定碎石基层是一种半刚性结构，是将固定级配的集料、水泥和水一起拌和后，碾压成型，经过一定时间养生后达到预期强度的路面基层结构。根据裂缝形成机理，结合现场调查检测情况，该段工程形成水稳基层裂缝主要原因分析如下。
2.1路基质量缺陷
路基弯沉达不到设计要求，或软土路基沉降未稳定，或者路基出现积水等病害，致使在水稳完成后路基出现不均匀沉降或变形，超过了基层的变形能力，将会出现基层被拉裂。由于上述原因，基层在外力作用下产生结构性破坏形成网状裂缝，它是一种破坏性较大的裂缝。
2.2干缩性裂缝
水泥稳定碎石产生干缩裂缝的原因与其水泥、水和碎石集料都有很大的关系。水稳碎石干缩性裂缝表现为，每隔一段距离产生均匀的裂缝。主要产生原因:一方面，混合料在凝结硬化过程中，水泥与水起水化反应，消耗大量的水分，引起基层混合料体积出现某种程度的收缩，产生干缩裂缝，水泥含量越高则消耗的水分越多。另一方面，碎石集料表面也要吸附水，集料中的细料成分越多，表面吸附的水分就越多。
2.3施工原因
（1）离析现象
离析现象是指水稳基层粗细料集中现象，即级配变异现象，离析使水稳基层的强度不均匀，水稳基层发生离析会影响水泥稳定碎石强度，细集料偏多区域为水泥稳定碎石基层强度相对薄弱之处，也是温缩裂缝最容易产生的地方。基层水稳碎石产生离析主要原因：拌合质量不髙，不稳定，集料计量不准确，集料级配得不到保证，水泥和水分用量控制不严，每盘料差异太大，拌合时间不足、拌合不均匀，易出现粗细料集中离析等现象。以及在运输过程屮发生颠簸离析，在卸料过程中发生卸料离析等。
（2）养护不及时
养护不及时容易发生干缩裂缝，并且会影响水泥的水化作用，从而降低基层的强度。适宜的温度、湿度养生可减少水稳基层的干缩作用。
（3）施工不规范
水泥稳定碎石在运输过程中未按照规定进行篷布覆盖，水分挥发；运输时间过长，导致水泥超过终凝时间。碾压不足导致压实度不能达到要求，使基层不够密实，空隙率大，抵抗干缩温缩拉应力的能力也会大大降低。实践证明，压实度越高，收缩程度越小。
3现场控制措施
3.1水稳碎石配合比设计
3.1.1原材料选择
（1）水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可。如果选择终凝时间短的水泥，在水稳基层碾压成型前水泥已经进入凝固期，无法有效与碎石结合产生强度。水泥生产出后存放期不足，就直接投入混合料拌合，由于水泥在拌合水化过程中产生大量的水化热，使其内部的高温与外部温度形成温差，在一定条件下产生温度裂缝(I
选用初凝时间超过3h，终凝时间较长(超过6h)的PO42.5MPa缓凝水泥。
(2)碎石
不同粒径的集料其干缩性不同，细集料比粗集料的干缩性大；级配的优劣影响混合料的均匀性、稳定性和耐久性，优良的级配能保证混合料的拌合质量，在保证强度的前提下合理降低水泥的用量，减少出现收缩裂纹的情况σ
用于基层的碎石最大粒径不应超过31.5mm(方孔筛)，且压碎值不应大于30%。按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》标准方法进行试验时，压实度应达到97%以上θ碎石中不应有粘土块、植物等有害物质。
3.1.2配合比设计
（1）水泥稳定碎石作用原理
水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，其压实度接近于密实度，强度主要靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙，它的初期强度高，并且强度随齡期增加而增加很快结成板体，因而具有较高的强度，抗渗度和抗冻性较好。
（2）主要技术指标
最佳含水量和最大干密度是水泥稳定碎石质量控制的主要技术指标。
水泥稳定碎石结成板块后表面坚实，是高级路面的理想基层材料。水泥稳定碎石含水率的大小对压实程度有很大影响，一般认为压实是在最佳含水量下进行的，很容易达到最大的致密性，获得最大干密度，达到最大压实度，同时考虑运输、气温、摊铺过程中的水分损失。因此，因进行合理的配合比设计，对于保证水稳层的质量，防止出现开裂至关重要。
（3）最佳试验配合比
进行配合比设计时，需进行多次试验，并根据无侧限抗压强度作为判定依据，在满足要求的情况下减少水泥用量。采用重型击实试验确定水稳碎石的最佳含水量和最大干密度。
《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)规定重交通情况下，二级公路水泥稳定碎石基层材料的7d浸水无侧限抗压强度代表值应在3.0～4.0MPa范围内。拟定3组不同级配，分别采用不同的水泥剂量进行试验，取试验结果最佳一组作为施工配合比。
3.2确保下承层的质量
路基压实度经检验合格，路基横坡、纵坡及路基标高验收合格，并进行路基弯沉值检测合格后方可进入水稳碎石基层的施工。做好了路基的排水工作，尤其是低洼地段和软土地基段，加强了质量控制，确保不出现路基病害，确保了下承层的质量。
3.3规范施工
3.3.1拌和、运输控制
水泥稳定碎石采用集中厂拌机械拌制混合料，施工时配料要准确，拌和要均匀。含水量是水泥稳定级配碎石中一项重要控制指标，必须严格掌握。在炎热的夏季施工，考虑到拌和、运输、摊铺过程中水分的蒸发，可以在拌和时加大水量，根据施工经验，一般加水量比最佳含水量增加0.5%～1.0%左右。在雨季施工期间，每天拌和前应对砂石料进行含水量测定。
运输采用20t自卸车，出厂时采用蓬布覆盖，以减少水分流失；运输车出厂时要填写出厂单，标明车号、吨位、出厂时间，到场后填写到场时间、摊铺位置等，以计算混合的延迟时间，超出初凝时间的混合料要予以废弃。
3.3.2摊铺控制
(1) 摊铺前检查摊铺机各部分运转情况。
(2) 摊铺机就位前应调整好熨平板的宽度，并根据基层厚度调整好高度。将电子调平装置安放在基准钢丝上，按设计横坡调整好摊铺机横坡仪，1#摊铺机在前(主机)，左侧架设钢丝，摊铺机上安装横坡仪控制摊铺层横坡；2#摊铺机(副机)右侧摊铺机架设钢丝，左侧在摊铺好的层面上走“小雪撬”。
(3) 二台摊铺机一前一后，相隔5～8m成梯队向前摊铺，并使混合料横向搭接10cm以免出现纵向低谷，多余料人工将其铺平。两机应保证速度一致、摊铺厚度一致、松铺系数一致、横坡度一致、摊铺平整度一致、振动频率一致。
(4) 设专人指挥运料车向摊铺机内卸料。摊铺机前至少有4～6辆运料车等待卸料，方可开始摊铺，以保证摊铺工作连续进行，同时应使摊铺机受料斗中保持足够数量的混合料，以减少离析。
(5) 摊铺速度设定为lm∕min,要求做到匀速连续前进。摊铺时应有专人经常检查松铺厚度，发现问题及时进行处理。
(6) 摊铺机后应安排2～3人负责清除集料离析、粗集料窝或者粗集料带，并用新拌混合料填补，或加新料拌和均匀后填补整平。
, 3.3.3碾压控制
(1) 初压采用一台单钢轮振动单钢轮前静后振压一遍，速度1.5～1.7km∕h,并应紧跟在摊铺机后面；复压采用一台单钢轮振动压路机重振两遍，速度1.8～2.2km∕h;再用一台单钢振动压路机重振一遍，速度1.8～2.2km∕h;终压采用一台30T胶轮压路机碾压两遍，速度1.7km∕h,并对水稳表面进行补水。
(2) 初压要紧跟摊铺机，复压紧跟初压，终压要跟上，碾压由边至中，由低到高，先轻后重，先低频大振幅后高频低振幅，每次碾压要重叠1/2轮宽。相邻两段的接头处，应错成横向45°的阶梯状碾压。
(3) 严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，也不准停放在未压实的路段上。
3.3.4养护与成品保护
合理的养生既是保证水泥稳定碎石强度的需要，又是减少和避免干缩裂缝的措施。每一段碾压完成并经压实度检测合格后，应立即开始养生，养生宜采用土工布、草袋、棉毯覆盖并洒水保湿养生，养生工作设专人负责，监督洒水车经常洒水，使水稳表面保持潮湿状态，另外洒水时要注意洒匀洒足，特别上边缘一定要注意洒到位。
养生期间应封闭交通，除洒水车辆外，严禁其它车辆通行。水泥稳定碎石基层未铺封层或面层时，不开放交通。
4结语
水稳基层所用材料对温度和湿度敏感性以及路基质量缺陷、施工不当等是导致水稳基层开裂的主要因素。水稳碎石基层的骨架密实型级配对减少水稳碎石基层裂缝具有良好效果，使用较优质的材料，优化级配设计，严格控制施工工艺，是确保水泥稳定碎石基层施工质量，避免开裂的关键。
