浅谈水稳基层沥青路面开裂病害与预防措施

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450004)

1 水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝形成机理及影响因素

1.1 裂缝形成机理

道路投入使用之后，基层若出现开裂问题，将会逐步向路面反射，从而降低路面防水性能，待雨水等渗入之后，则会进一步影响路面稳定性、耐久性等。在基层裂缝产生原因分析中，往往需要了解2种裂缝形式的产生原因，即反射裂缝、非荷载裂缝。

1)反射裂缝。反射裂缝是指因为下层裂缝从而引发由底基层向面层发展的裂缝，产生原因在于半刚性基层干缩和温缩所引起，若半刚性基层沥青路面的面层厚度较薄，则会因半刚性基层的干缩、温缩裂缝，从而导致路面反射裂缝产生，特别是具有较大温缩性和干缩性的水泥稳定碎石基层存在更为显著的温缩裂缝问题。

2)非荷载裂缝。非荷载型裂缝是指不因为行车荷载产生的裂缝，如温缩、干缩、沉降裂缝等。常见形式包括：横向裂缝、块状裂缝、纵向裂缝等。此类裂缝在天气寒冷地区、半干旱地区、干旱地区、路基沉降路段等极为常见，甚至会向整个路面结构贯穿，形成贯穿裂缝。

1.2 裂缝影响因素

目前，产生水稳基层沥青路面开裂的原因较多，影响因素主要包括以下几点。

1)沥青混合料的质量。水泥稳定碎石基层沥青路面产生裂缝的原因较多，其中最关键的为沥青混合料的沥青、集料质量等，若沥青面层较厚，此时产生裂缝的主要原因为沥青面层自身的裂缝，因此，导致半刚性基层沥青路面裂缝的原因为沥青种类与质量，若矿料内碎石压碎值、磨耗值等均与施工规定要求不符，或吸水率太大等，均会降低沥青混合料的稳定性和耐久性，甚至产生沥青路面早期剥落等情况，最终产生裂缝。基于此，在原材料选择时，必须保证采用的石料洁净、干燥、无风化等，提高施工强度。

2)基层施工控制问题。经大量实践表明，水稳基层裂缝与基层模量之间关系极大。目前，采用弯沉值作为沥青路面控制指标，很多企业盲目追求路基高模量，希望能够达到早期弯沉值标准，这种方式存在极大局限性。经研究说明，可根据地质土质等情况，将基层模量控制在700～1 000 MPa，从而破坏面层，避免车辙病害产生。

与此同时，还要做好基层混合料含水量、施工时间等控制，在基层施工中，严格控制集料0.075 mm以下含量和级配的合理性，从而有效防止出现混合料离析情况。待完成基层施工之后，需及时覆盖篷布进行养生，若面层铺设不及时，将严重影响基层强度，甚至会出现干缩裂缝等情况。

3)路面设计方面的问题。若路面设计不合理，空隙率控制不到位或路肩设计存有误差，均会影响排水、封水等效果。

此外，影响水稳基层沥青路面的因素还有很多，如施工气候、配合比不合理等，均会产生基层收缩开裂、反射裂缝等病害。为此，必须重视开裂原因，找出解决之道。

2 工程概况

某公路工程全长30 km，为双向四车道，路面结构形式为4 cm细粒式改性沥青混凝土AC-13+8 cm粗粒式改性沥青混凝土ATB-25(C)+34 cm水泥稳定碎石基层+20 cm水泥稳定碎石底基层。选择K32+400～+800段为试验段，经实地勘察发现，在摊铺水泥稳定碎石基层表面15 d之后，路面出现了若干条横向裂缝。为此，决定针对水稳基层沥青路面开裂情况进行分析，经现场调查得知，沿道路走向，基层横向裂缝分布较为规则，裂缝间距为1～20 m，裂缝宽度约为2～5 mm，目前，少数裂缝已向上基层贯通。

3 水稳基层沥青路面裂缝原因分析

作为一种半刚性结构，水泥稳定碎石基层是以水泥为结合料，通过加水与集料共同拌和形成的混合料，待碾压成型之后，通过一定时间的养护可满足预期强度要求的一种路面基层结构。通过了解裂缝形成机理，并与现场裂缝病害实际情况结合，可将本路段水稳基层开裂病害原因归纳为表1。

4 水稳基层沥青路面开裂预防措施

4.1 配合比设计合理控制

混合料配合比设计是否合理，直接影响到材料是否离析、是否质量达标，为此，必须严格按照施工规范要求，合理控制混合料配合比设计，具体要求如表2所示。

4.2 原材料合理控制

原材料是工程建设的根本，应做好水泥稳定碎石原材料质量控制工作，严格把控集料进场规格的均匀一致性和0.075 mm以下的含量，如果0.075 mm过大，将大幅提升水泥用量，基层表面会出现细小裂纹，甚至会出现“起皮”等质量缺陷，最终影响基层整体质量，为此，必须做好材料质量控制工作。

表1 水稳基层沥青路面开裂原因

表2 配合比设计合理控制措施

4.3 现场摊铺合理控制

水泥稳定碎石混合料在拌和生产过程中，混合料在进入料仓过程中，由于落料差大容易造成储料仓混合料离析。在水稳拌和机成品储料仓上增加防离析挡板。正位置正对着拌和机运输带落料口，有效解决水稳混合料因拌和产生的离析，保证了施工质量。在装料过程中，车辆行进采用五步装料法，控制混合料在装料过程中产生的离析。摊铺施工中，要谨遵“缓慢、连续、匀速”的施工原则，保证摊铺施工具有连续性，不得随意中断，若遇到特殊情况，必须中断，需控制好停机时间。此外，要严控行驶速度，保证缓慢、匀速前行。

4.4 做好养生施工控制

待进入养生施工阶段之后，一般可在7 d以上控制养护周期，在整个阶段，要保证基层表面湿润，尽可能防止出现干缩、温缩裂缝。此外，还要做好覆盖洒水养生，避免因水分蒸发过多等问题，出现基层表面裂缝。

4.5 做好切缝处理

采用缩缝切割法进行水稳基层表面处理，从而避免产生干缩、温缩裂缝等病害。一般可采用切缝法进行处理。如采用切割机间隔5 m顺着道路纵向进行一道缩缝切割，3 mm为缝宽，5～8 mm为缝深。并将乳化沥青灌注到缝内，从而将基层可能产生的收缩应力及时消除，并提前释放基层的收缩应力。

4.6 密封胶封缝

作为当前较为常用的一项技术，密封胶封缝是指向裂缝内灌入密封胶，胶体将向裂缝两侧混合料渗透，并形成一个整体。待密封胶冷却之后，常温或低温条件下，具有较高弹性，可随着裂缝胀缩，导致密封胶产生弹性变形情况，从而实现水稳基层裂缝有效封闭。

5 结语

半刚性基层路面结构是大多数高等级公路路面结构类型之一，水泥稳定碎石基层的特点包括强度高、水稳定性良好等，因此，在公路工程建设中具有优良的路用性能与应用前景。但在实践中发现，由于行车荷载与自然因素等反复作用，水稳基层沥青路面往往会出现各类早期病害，如裂缝、坑槽等，其中路面基层开裂问题较为突出。为了更好地提升工程质量，延缓反射裂缝产生，必须了解路面基层开裂原因，采取切实可行的措施做好预防工作，只有这样才能更好地提升工程质量。