公路施工中水稳基层裂缝的防治措施

公路施工中水稳基层裂缝的防治措施

姜波

北京市交通委员会路政局平谷公路分局北京101200

摘要：现阶段，大部分的公路路面基层大部分采用水泥稳定碎石基层，在施工中其技术指标受外界环境、温度、气候、荷载的影响，水泥稳定碎石基层易产生裂缝。笔者结合自身工作经验，重点就公路施工中水稳基层裂缝的防治措施展开探讨，期望对同行能够有所裨益。

关键词：公路施工；水稳基层；裂缝；防治措施

水泥稳定碎石的整体强度，刚度、水稳性较好，已应用于我国大多数高等级公路基层中。但水泥稳定碎石基层容易产生裂缝却一直是一个亟侍解决的问题，基层出现裂缝将影响到路面结构的整体性和耐久性。通过分析裂缝产生原因，并从水泥稳定碎石基层材料、级配、施工控制影响、预防措施以及产生裂缝后的处理等方面进行研究，全面提出改善裂缝问题的方法与措施，减轻路面因水稳基层裂缝而产生的破坏。

1裂缝产生的原因分析

1.1干缩裂缝

水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时，水分的减少使体积收缩，每隔一段距离产生均匀的干缩裂缝。干燥收缩是基层内部含水量变化而引起的体积收缩的现象。因此含水量是影响半刚性材料干燥收缩最重要的因素，它影响着材料的干缩程度和规律。适当控制含水量，可以控制收缩值的变化。所以在半刚性基层施工中，严格控制各原材料的含水量是提高基层抗干燥收缩开裂性能的重要措施之一。

1.2温缩裂缝

水泥稳定碎石混合料，由于水泥具有热胀冷缩的性质作用，在混合料硬化初期，水泥水化放出较多的热量，内部高温膨胀、外部低温冷缩，造成内胀外缩，相互制约，产生较大的应力。一旦应力超过其极限抗弯拉强度，将产生温缩裂缝。

1.3纵缝

施工过程中，若局部土基压实度或基层压实度没有达到规范要求，或者道路基层7d养护期满后，管理维护不到位，就会产生纵缝。由于基层较厚，采用分层碾压作业。第一层摊铺碾压成型时，其厚度较薄，一般在15cm左右，尽管养护期满，但其承载能力较低，若此时堆放大型重物或重型车辆上路，基层极易被压裂。

1.4疲劳型裂缝

在通常的气候条件下，半刚性基层材料即使在承受荷载之前，已经存在大量的微细裂纹和孔洞，这些区域在荷载的作用下起着类似于预裂区域的作用。而水泥稳定碎石基层在硬化过程中水泥不断水化放热，硬化水泥浆体与集料的热胀性不一致产生界面裂纹。且在硬化过程中水泥产生化学收缩，容易导致微细裂缝的产生。另外，水分的蒸发、毛细管表面张力发生变化也将产生裂缝。

1.5路基不均匀沉降产生裂缝

水泥稳定碎石基层纵向裂缝多是由于局部土基及底基层压实度达不到规范要求而引起的，在重车的作用下产生的反射裂缝，有时显弧状分布，且表面形成一定的高度差。

2、公路施工中水稳基层裂缝的防治措施

2.1施工质量控制要点

2.1.1原材料质量控制

施工过程中涉及的水，水泥，级配碎石质量是保证水稳基层质量的基础，应当进行严格要求。水泥一般可采用32.5级或以上的普通硅酸盐水泥，质量应满足规范要求，初凝时间在3h以上，终凝时间在6h以上，3d与28d胶砂强度、安定性等指标符合设计要求，且水泥用量不宜过多。对于级配碎石，要根据路况的要求，选择颗粒规格、针片状含量、含泥量、不大于0.075mm颗粒含量、压碎值等各项指标符合规范要求的材料。集料最大粒径一般不超过31.5mm，一般用20mm～30mm，10mm～20mm，5mm～10mm，0mm～5mm四种材料进行配合比设计，从而保证水稳强度的要求。一般的饮用水即可满足水稳的施工要求。

2.1.2水稳配合比设计

施工前应在施工现场抽取原材料，对每档原材料进行筛分，根据结果确定合适的级配曲线，以此为基础进行标准试验，确定最大干密度及最佳含水量，确保试验中各项指标符合设计要求，同时水泥含量应处于合理范围内，一般不宜超过6%，防止路面产生裂缝等病害。

2.1.3施工工艺控制

（1）下承层的准备工作

下承层的表面应平整密实，压实度和平整度应符合有关规范的要求，按规定路拱进行设计，不存在松散及软弱地区，保证下承层具有足够的强度及稳定性。在摊铺前应洒水湿润，并撒布一层水泥净浆，确保层间粘结良好。

（2)水稳混合料的拌合

水稳混合料拌和设备的好坏在一定程度上影响着施工质量。主要有路拌法和厂拌法两种施工工艺，一般采用厂拌法集中搅拌。在厂拌法中，拌合机应当计量准确，拌和均匀，保证拌和混合料含水量、骨料级配、水泥含量均符合配合比设计，拌和能力应当与运输，摊铺相匹配，生产能力应比相应的摊铺能力略有富余。拌和过程中，厂拌法应保证含水量比最佳含水量高0.5%，路拌法宜高1%，以保证混合料运至现场碾压时含水量与最佳含水量相符。拌和过程中，要保证拌和遍数，使混合料无离析，同时拌和时间不宜过长。

混合料的运输。一般采用自卸汽车进行运输，摊铺地点不宜过远，运输过程中混合料应予以覆盖，保证水分散失，运输时间不宜过长。

(4)及时摊铺。摊铺过程中，每个作业面应配备两台以上摊铺机同时摊铺，一般采用稳定土摊铺机，机具应具有找平及调节摊铺厚度的能力。混合料应尽量均匀，对于离析现象，可以辅以人工进行适当搅拌，且整个摊铺过程应该在一定时间内完成，摊铺完成后立刻碾压。

(5)保证碾压。碾压应紧随摊铺作业进行，应选择适当类型的压路机组合碾压，一般根据静压与振动两种方式、碾压功率的大小来选择压路机。主要有双轮双振压路机，手扶式小型振动压路机等。施工前，应铺筑试验段，确定适当的松铺厚度，碾压顺序及遍数，一般遵循先慢后快，先静后振的方式进行初压、复压、终压等步骤。碾压过程要在混合料初凝前完成，碾压完成后进行压实度检验，若不满足规范要求，则调动压路机进行复压。碾压过程中，要保持混合料表面湿润，若失水过多，应稍微补水。

(6)适时养生。水稳碎石强度形成时间相对较长，早期的养护至关重要。一般采用塑料薄膜、草袋等进行覆盖，注意保湿，养生过程中应禁止车辆通行，养生期应不少于7d。

2.2施工过程中的病害防治

水泥稳定碎石基层在施工过程中由于温缩及干缩特性，容易产生裂缝，其裂缝形式为沿道路纵向规则分布的横向裂缝，且施工过程中的路面病害主要表现为裂缝，另外，水泥剂量的多少、水泥种类的选取、养生不及时也易导致裂缝的生成，故主要对裂缝的防治进行分析。针对水稳碎石裂缝的产生可以采取以下措施：①重视原材料的质量，保证其质量及稳定性，在此基础上进行合理的配合比设计，在满足强度要求的情况下，尽量降低水泥用量，不超过6%。②根据工程特性，选用干缩较小的水泥，例如普通硅酸盐水泥，这样能尽量减少由于水稳碎石基层自身的特性而导致的裂缝。③控制细集料的含量与塑性指数，确保0.075mm颗粒含量处于适当水平，一般根据工程特性及当地的材料品质来确定。④根据气候条件选择适当的施工时间，夏季过热时，宜在早晨或傍晚施工，尽量减少混合料水分的蒸发，保证施工质量。⑤加强养生，严格控制施工过程中混合料的含水量，使之处于最佳含水量范围内，及时采用布对路面基层进行覆盖，养生期间，要做好交通管制。

综上所述，在公路施工过程中，水泥稳定碎石基层裂缝是路面工程不可忽视的一种病害，施工过程中一定要严格控制好碎石级配、压实度、水泥用量和碾压时的最佳含水量，做好养护工作，以避免基层出现裂缝。

参考文献：

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[2]朱卫国.公路路面施工中的裂缝防治措施[J].科技创新与应用,2014,32:

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