水稳基层裂缝的分类、鉴别及防治方法

高伟光 陈清松 磨炼同

(1.广东省南粤交通揭惠高速公路管理中心 广州 511400； 2.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室 武汉 430070)

随着半刚性基层沥青路面广泛应用，基层开裂并由此引发沥青路面反射裂缝、唧泥、沥青路面破碎等现象，逐渐成为影响高等级路面正常使用的主要问题之一。

裂缝产生原因归纳为如下3种：①路基填挖交接、填料不一致、路基填筑过快等引起的路基不均匀沉降；②基层混合料因水泥用量、集料级配、含水量、施工配合比等控制不佳导致的其本身缺陷；③因高温、雨期季节施工原因养护不及时或时长不足引发的温缩、干缩和循环性干缩。具体到某处裂缝，往往是上述几类原因叠加产生的结果，这对分析其产生原因及有效防治形成较大障碍[1-3]。

文中根据裂缝表征将其分为4类，结合所处位置、地质特性及进一步检验观测，提出一种快速判断、鉴别裂缝主因和及时处治裂缝问题的方法，有较强的实操性。

1 裂缝的采集与分析

以某路段为例，徒步采集前期施工路面基层裂缝情况，总长约10.34 km，共计裂缝423道，其分类情况见表1。

表1 基层裂缝的统计与分类

第四类裂缝间距受地方资源条件、施工管理水平、气候特点等多因素影响，目前未有明确界定。从省内以往项目经历来看，平均裂缝分布约20 m/道。若低于这一水平，应重点排查施工过程管理中的缺陷。

二类、三类裂缝成因经后续观测存在调整互换的可能，防治目标应随之调整。

2 裂缝的鉴别

结合现场实际，在423道各类裂缝中，选取一类、二类各1道，三、四类裂缝各2道，进行取芯观察和沉降、弯沉持续观测，以验证裂缝初步判断的准确性。

2.1 现场钻芯检测

钻芯要求通过结构层厚，主要对缝宽、发展深度、芯样完整性进行观察，具体情况见表2。

表2 取芯观测情况统计

由表2可见，K57+543与K67+200 2处裂缝共同特征为缝宽上窄下宽，深度贯穿基层，这与因路基不均匀沉降导致的初步判断相吻合。 K56+630，K57+897和K58+100，K64+700 4处裂缝的共同特征为横向裂缝为主，伴有少量纵向裂缝，缝宽上下均匀，一般不超过3 mm，这符合因客观或主观原因导致混合料或施工缺陷而引发的裂缝特征。从大量观察来看，二者不同之处在于后者比前者发生更为集中。

2.2 沉降和弯沉检测

裂缝产生后迅速进行第一次高程、弯沉检测，根据项目进展、裂缝发展等情况合理确定观测次数及时间跨度。本案观测2次，时间跨度为3个月，检测结果见表3。

表3 裂缝高程和弯沉检测

由表3可见，6处裂缝60 m范围内平均高程差均在3 mm以内，说明6处路基整体基本稳定；但K57+543和K67+200 2处沉降明显，与初步判断成因相符。

随着裂缝产生、发展，裂缝处的弯沉值总体呈增大趋势(除K57+897外)，说明裂缝削弱了基层的整体承载力；同时，K57+543和K67+200 2处弯沉值显著增大，与沉降观测结果一致。6处弯沉值均小于设计值28.2 MPa，满足面层施工要求，但K57+543和K67+200 2处沉降较大，弯沉值下降显著，说明一、二类裂缝存在发展潜质，应持续监测，必要时进行补强处理。

3 成因分析与防治方法

3.1 原材料与配比

基层出现大量裂缝尤其是第四类裂缝时，应迅速排查原材及施工配合比。目前行业现状显示，高等级公路水泥质量稳定，拌和站自动机计量准确，而集料级配不良、含粉量大、含水量波动大等问题偶有发生，后者对裂缝有显著影响，应重点排查。目前对上述指标追溯存在如下困难。

1) 由于基层施工高峰期集料使用快，发现问题后在拌和站取样与现场用料不一致。尽管对原材留样有明确要求，但高峰期时集料量大批次多，工地试验室规模有限，集料按要求留样可操作性差。

2) 采用现场芯样破碎后筛分，人为因素较大：①因水泥凝结作用，部分细料未从粗料上分离，导致细料偏少；②存在粗料被敲碎的现象，导致粗料偏细。见图3。

图3 芯样破碎后筛分发生细料残留和粗料破损

3) 广东省标准化建设对水稳拌和站细集料遮雨棚、集料30 cm清仓线等有明确要求，对集料含水量、含粉量控制提升显著，但料仓排水沟长期堵塞、料仓残留料(泥、粉含量大)的不当利用等日常维护问题仍十分突出。

根据实际情况，建议应采用现场芯样破碎筛分来检验集料级配。在拌和站设置专门的集料留样室，规模参考集料检测批次及留样期限来决定。

不宜按检测频率(1次/400 m3)对应一一留样，应根据工作日、集料不同产地、垭口变化等实际情况进行留样。雨期应加大粗集料含水量的检测。

3.2 施工与养生

1) 现场碾压。含水量控制应遵循宁低勿高的原则，若出场混合料含水量偏大，可以采用翻晒等措施。雨季施工应特别注意料车应具备防雨措施，同时控制卸料摊铺速率，降雨立即停止施工，已摊铺混合料尽快压实[4]。

2) 控制层间质量。在施工组织允许前提下，可让施工车辆通行1周左右，磨去表面水泥浆薄层，同时特别注意清洗下承层面上的磨损颗粒、洒落物等杂物，在基层间形成咬合作用，提高整体强度，以起到约束基层收缩应变，抑制收缩裂缝产生的作用。

3.3 处治方法

1) 第四类裂缝。该类裂缝多处于常规路基段，裂缝宽度、深度不大，有规律间隔呈现，不具备持续发展潜质。可灌注改性乳化沥青封堵，铺设玻璃纤维格栅后进行面层施工[5-6]。

2) 第三类裂缝。该类裂缝发生集中，纵横交叉，横向为主，裂缝宽度、深度不大，基本不具备持续发展潜质。可灌注改性乳化沥青封堵，在多条裂缝所在区域至两端裂缝外侧各1 m范围内铺设玻璃纤维格栅，再进行面层施工。若裂缝纵横交错密集，应考虑铣刨后再回铺基层。

3) 第二类、一类裂缝。该类裂缝多发生特殊路基段，由路基不均匀沉降为主因引发。此2类裂缝宽度、深度较大，有持续发展潜质。在灌注乳化沥青封堵和铺设格栅后继续观测，建议沉降稳定后施工面层，对沉降未稳定但沉降速率满足规范要求情况下急于施工路面，可考虑注浆加固处理。3类主要处理方式见图4。

图4 项目主要采用的3类处理方式

4 结论

1) 按裂缝表征对其进行分类，根据裂缝所处位置、地质特性等对其形成主因进行初步判别，再通过钻芯观察、沉降、弯沉检测等方式对成因进一步鉴别、修正，能够快速准确地判断处理裂缝，有助于优化路面面层组织施工。

2) 二类、三类裂缝成因经后续观测存在调整互换的可能，应加大此2类裂缝的后续观测频率。

3) 第一、二类裂缝具有持续发展潜质，面层施工前须持续监测，必要时应对路基进行注浆补强处理。

4) 为控制基层裂缝的源头，应特别注意拌和站标准化的日常维护。