浅析水泥稳定基层切缝防止裂缝反射沥青面层的措施

郑开龙（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北　十堰　442013）



浅析水泥稳定基层切缝防止裂缝反射沥青面层的措施

郑开龙（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰442013）

水泥稳定基层易产生裂缝而影响路面使用寿命，通过对水稳基层加强施工质量控制，对水泥稳定基层切缝并铺设玻纤格栅，减少或避免水稳基层产生裂缝反射沥青面层破坏路面结构，影响行车。

水稳基层；切缝；玻纤格栅

水泥稳定碎石具有良好的力学性能和板体性，其初期强度高并且随着龄期的增长强度增强。其力学强度可以根据需要增加水泥剂量来进行调整。水稳基层一般水泥剂量在4～5%。具有强度高、水稳性好、抗冲刷等优点。但脆性大，对温度和湿度敏感性强，温度和湿度变化易产生裂缝并反射到路面，从而降低路面强度和使用性。

麻竹高速公路宜城至保康段项目地处亚热带季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，年平均气温10.4～11℃，区内东西温差大于南北温差。夏季雨多，冬季雨最少。这种湿热天气对水稳基层裂缝产生影响很大。

1　设计与施工情况

麻竹高速公路宜城至保康段水泥稳定碎石基层主要设计指标为：单幅基层宽度11.82m，厚度18cm，水泥剂量5%，压实度≥98%，7d无侧限抗压强度≥4.0MPa。

基层施工方法：水泥稳定碎石基层采用水稳拌合站厂拌，大吨位运输车运输，2台摊铺机梯队摊铺。

原材料：水泥采用湖北钟厦水泥有限公司的P·C32.5缓凝水泥，其初凝时间大于4h，终凝时间大于6h，小于10h。集料采用南漳县国安石灰石料有限责任公司生产的19～31.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm三种规格石料。

2　水稳基层施工工艺

2.1混合料的拌合

水泥稳定碎石上基层混合料采用稳定土厂拌设备拌和，拌和机型号为徐工XC800型两级搅拌缸串联拌合，设置5个料斗。上料采用3台ZL50装载机配合上料。

2.2混合料的运输

混合料用大型自卸车运输，混合料运输途中用篷布覆盖好。行车道及摊铺现场经常洒水，保持湿润，避免尘土飞扬污染混合料。运料车司机必须按前、后、中的顺序装料，减少离析。

2.3混合料的摊铺

2.3.1准备下承层

开工前对下承层进行质量验收，经监理工程师批准后方可进行下步施工。铺筑前清除下基层表面的浮土、杂物、积水等，对表面适当洒水湿润。为了保证上基层两侧线形直顺、宽度一致、压实效果和施工横坡满足要求，设置纵向钢模板，钢模板采用不少于三根角钢上下错开连接支撑，角钢另一端采用钢钎固定，模板之间采用榫卯连接。

2.3.2施工放样

开始摊铺的前一天进行测量放样，以中线为基准，在两侧放出两条钢丝线，用于控制摊铺机厚度的控制线的钢丝拉力不小于800N。托架间距直线段10m，曲线段5m。两摊铺机之间高程控制用铝合金导轨梁控制，前面摊铺机以钢丝和铝合金导轨梁为基准进行摊铺，后面摊铺机一边在已铺好面上走滑靴、一边走钢丝线控制标高。

2.3.3混合料的摊铺

摊铺机就位，确定摊铺机起始摊铺位置后，在钢丝线上挂线，然后在下承层上垫方木，摊铺机就位坐落在方木上，调整摊铺机仰角及传感器。在摊铺机中间链齿箱处加装反向叶片，防止摊铺机中间链齿箱处的纵向离析；降低布料器前挡板，或者焊接前挡板，以减少其离地高度，防止摊铺的竖向离析。安排专人检查铲除局部粗集料“窝”，并用新拌混合料填补。质检人员随时检查摊铺厚度、标高及平整度，出现异常情况，立即采取补救措施。汽车喂料时由专人指挥倒车，不得碰撞摊铺机，汽车挂空档，摊铺机推着汽车前进。下坡铺筑时，应略带刹车，以防溜车事故发生。

2.4混合料压实

混合料碾压程序为：先稳压-弱振-强振-最后稳压，压至基本无轮迹为止。适宜作业（碾压）长度为50～80m，气温高时紧跟碾压。碾压段落层次分明，设置明显的分界标志。稳压要充分，振压不起浪、不推移。强振过程中，应注意避免过振，造成结构层表面松散和集料振碎现象。

表1　碾压组合方案

碾压过程中，上基层的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，现场发现含水量不足时，可适当喷洒（宜呈雾状）少量的水。碾压过程中要特别注意桥头搭板前水泥稳定碎石混合料的碾压。铺筑结构物台（墙）背时，将松散物、垃圾等清理干净，采用振动夯配合压路机复压，对于死角部分，用小压路机和平板夯反复碾压。

2.5施工缝处理方法

（1）横向施工缝要求采用平接缝。

（2）压路机施工完后不得停放在当天施工的段落上。

（3）第二天将压路机开到头天施工的段落上，用6m直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，挖除清理干净接头料，摊铺时在接头处洒上水泥浆（横缝切割示意图）。

图1

（4）两台摊铺机中间的纵缝使其自然搭接，搭接处产生的离析部分及时清除离析粗料，适当补充细料后再碾压密实。为保证接缝处的平整度及时沿接缝处横向放置6米直尺测量平整度。

2.6养生及交通管制

水泥稳定碎石上基层碾压完毕后，应立即进行质量检查并及时进行养生。采用透层+稀浆封层的养生方法，宜在上基层碾压成型后表面稍变干燥、但尚未硬化的情况下喷洒透层油，待透层破乳后施工稀浆封层。基层养生期不应少于7d，养生期间禁止一切车辆通行。

3　基层裂缝防止措施

（1）选择优质的材料，施工前对水稳结构层的料源调查和选择至关重要，既要调查料源的储存数量，又要调查料源的质量，原材需要通过试验鉴定合格后方可使用。

（2）严格控制级配和压实度，高速公路基层碎石用量很大，一般一个碎石场的生产量是有限的，不可能满足生产需要。常常需要同时使用几个料场的材料，并且储料仓不可能满足每个料源单独出料，常常需要混堆在一起，这就产生两个问题：①由于不同矿源筛网不同造成同一档料内各粒料数量不同，几档材料混合后，生产配合比经常变化，极易超出上限或下限。②各料场碎石的密度不同，在确定最大干密度带来很大的困难，无法在几种混凝土合矿料中得到一个最具代表性的最大干密度，最终导致现场无法进行正常压实度检测和控制，压实度经常超过100%或小于极限值。事实证明，水泥稳定碎石基层级配和压实度的好坏，不但影响水泥稳定基层的干缩性，而且还影响到水泥稳定基层的耐冻性。所以，控制好级配和压实度可预防裂缝的产生。需要对不同料源的筛网尺寸进行更换，使筛网尺寸一致，生产的材料规格尽可能一致。不同料源的材料分时段进料，尽量同一时段进一个料源的材料，减少不同料源材料混掺。

（3）严格控制混合料中0.075以下的颗料含量，0.075以下的颗粒含量增加时，不但增加了水泥的用量，而且基层表面还容易起皮（起砂），严重影响水稳层的质量。细集料含量多，水稳基层压实厚表面容易形成镜面效果，层间联结效果降低，表面容易形成干缩裂缝。

（4）控制好水泥剂量和施工最佳含水量，水泥稳定碎石基层其设计强度通常3～5MPa。设计强度越高，所需水泥用量越大。水泥含量越多，越易产生干缩性裂缝，缝宽也越大，所以规范规定水泥济量不超过6%。水泥稳定碎石基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大。施工碾压时含水量越大，结构层越易产生干缩性裂缝。因此在施工时，应根据施工天气情况控制好水稳料的含水量。在夏季施工气温较高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也应早、中、晚各不相同，并且还要根据运距远近，运输车辆配置情况不断的调整，确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。摊铺完成后，及时进行基层养护。

4　基层预切缝铺设玻璃纤维格栅

基层裂缝是不可避免的，在施工中是经常容易出现的。我们借鉴混凝土面板切缝防止断板的措施，对基层进行切缝，避免基层不规则裂缝反射到沥青面层影响路面结构层。

4.1水稳基层切缝时间

水稳基层切缝时间需要掌握好，切缝时间过早，基层还未凝固好容易拉起碎石，切缝不齐；切缝时间过晚，基层强度过高不易切割。一般基层施工完成养护3～4后开始切缝，以切口不形成松散又不因强度高切割困难为准。

4.2切缝及玻璃纤维格栅铺设

切缝操作程序为：放样划线、导架定位、注水切割、清洗切缝、灌入乳化沥青、铺设玻璃纤格栅。

水稳基层切缝以横向切缝为主，一般15～25m/道，缝宽4～ 6mm，锯缝深度基层厚度的1/3～1/4。

切缝前先用墨线按规定间距画出切割位置，然后用切割机进行切割，切割完后需用高压水枪将切缝内灰浆及表面污染冲洗干净。待切缝干后在缝内灌入乳化沥青，并在切缝位置铺设1m宽的玻璃纤维格栅，玻璃纤维格栅用水泥钉按梅花形布设钉在基层上。

图2

表2　玻纤格栅材料技术要求

玻璃纤维格栅铺设尽量在沥青下面层施工前铺设，避免玻璃纤维格栅被破坏，摊铺时运输车不得在玻璃纤维格栅处掉头。

麻竹高速公路水稳基层采用预切缝加铺设玻璃纤维格栅防止基层裂缝的措施，从施工到交工验收，基层裂缝明显减少，经过一年多的通车时间，未发现有不规则网状裂缝反射到沥青面层，从而揭示了这种方法的良好效果。

［1］《公路路面基层施工技术细则》（JTJ/TF20-2015）.北京：人民交通出版社.

［2］《高速公路建设标准化指导意见》（第三册）.施工工艺及管理-第四分册：路面工程.湖北省交通运输厅，2012，11.

2016-4-10

U416.217

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2095-2066（2016）13-0204-02