水稳基层裂缝处理方案及效果分析

刘文亮

（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰 442000）

0 引言

水泥稳定碎石基层（简称：水稳基层）具较好的抗疲劳强度和水稳定性，其板体性、半刚性在保证基层稳定性的同时能有效保证沥青面层平整度，极易因温度及湿度变化产生裂缝，为保护沥青面层，防止反射裂缝的产生，保障沥青面层平整度，行车舒适性及安全性能，必须对基层裂缝进行处理。某高速公路路面工程在施工后出现不同程度的裂缝，裂缝宽度0.1~3mm，较严重段落裂缝间间距不足20m，且存在部分位置裂缝贯穿水稳基层。

1 裂缝产生原因

1.1 干缩及温缩裂缝

水稳基层中的水泥和水会发生水化反应，水化反应及产生的极大热量会消耗及蒸发掉大量水分，水温基层的体积在硬化过程中会随着水分的流失发生伸缩变形，由拉力而产生裂缝。干缩裂缝的产生主要与混合料中水泥和水的比重有关。水泥反应时放出大量的热导致结构层内外温度差较大，热胀冷缩的膨胀压力下产生温缩应力，当水稳基层的抗拉强度无法抵消温缩应力时就会产生温缩裂缝。

1.2 配合比调整不当

水稳基层除所用材料必须干净、无杂质，满足施工规范及设计要求还必须严格控制混合料中石屑含泥量及水泥用量。经过对现场取芯，芯样检测结果分析发现当混合料中0.075mm 以下粉尘含量较高或水泥含量较大时极易出现裂缝，尤其混合料中水泥含量较大时早期强度富余值较大，更易产生裂缝。一般施工过程水泥温度混合料中水泥用量小于等于6%（美国及日本相关规定控制在6%，法国限制在5%）。

1.3 基层裸露时间长

基层施工完成距离沥青面层施工间隔时间较长，须长时间裸露。某高速线路位于广东省，为武夷南邻山地过湿区及华南沿海台风区（Ⅳ6-7），夏季气温高，多阵雨且雨水较多，水稳基层在较长时间处于干燥状态—饱水状态—干燥状态中不停循环，天气炎热，雨水蒸发速度快，水稳基层因内部、干湿状态转换快而发生多次干缩过程，在较为薄弱的部位因干缩过程产生拉裂效果而产生裂缝。

1.4 路基不均匀沉降导致开裂

高速公路路基施工期间因碾压工艺或材料变化碾压不密实，或施工完成后路基固结等都会造成路基固结产生不均匀沉降，致使水稳基层底部受力不均匀，进而产生裂缝，表面一般具有明显的高度差。由路基不均匀沉降产生的裂缝多为贯穿裂缝，纵向裂缝、横向裂缝均有可能产生，处理较困难。填挖交界、桥台及涵洞搭板处也较易产生横向沉降裂缝。

图1 水稳基层裂缝

图2 贯穿裂缝

2 裂缝处治

2.1 方案依据

某高速路面工程对水稳裂缝处理原则均参照《某高速公路路面施工标准化手册（试行）》（下称《细则》），相关意见如下：

（1）裂缝严重的路段。对于横向间距超过5m 且小于10m 的干缩、温缩裂缝必须返工处理；每200m 段落内，长度大于1/3 单幅路面宽度的横向裂缝不得超过5 条，否则返工处理。

（2）裂缝不严重的路段。对除第1 条之外的干缩或温缩横向裂缝采用清扫、切缝、灌缝、采用玻纤格栅、自粘性抗裂贴或加筋聚酯玻纤布处理。

（3）因路基不均匀沉降产生的裂缝一般较为严重，应现场查看判断纵横向裂缝是是否未非收缩裂缝应，分析原因后根据裂缝产生原因确定处理方案。

2.2 处治工艺

（1）裂缝排查：全面排查已施工（底）基层，建立裂缝台账，统计已有裂缝数量、长度、产生时间及是否进一步开裂等。

（2）表面清理：下封层施工前用自行式清扫机或人工辅以水车对（底）基层表面进行全面冲洗、清扫。清理干净后的（底）基层表面必须确保泥浆清除干净，保持干燥、骨料外露。

（3）灌缝：先将裂缝内灰尘用森林灭火器吹除。对于宽度不足2mm 的裂缝，灌热沥青处理；对于宽度大于2mm 的裂缝，须灌沥青砂浆或水泥砂浆处理，再用热沥青封缝。灌缝时应分两次或多次施工，待上一次灌缝材料冷却凝固后才能进行下一次的灌缝，灌缝必须饱满，与两侧水温基层不能有明显的错台、凸出、封缝必须待灌缝材料冷却，受力不产生明显位移后才可进行。封缝应及时，避免积水下渗。

（4）先用热改性沥青涂刷裂缝两侧，增加粘结力。在两侧各0.75～1m 范围内平铺玻纤格栅或聚酯玻纤布，铺设后应采用U 型钉加以固定。对于裂缝宽度不足2mm，且长度不足5m 的可使用自粘性抗裂贴。玻纤格栅、聚酯玻纤布及抗裂贴技术要求如表1~3 所示。

表1 玻纤格栅技术要求

表2 聚酯玻纤布技术要求

3 裂缝处理及效果

3.1 裂缝处理

根据《细则》相关要求，清理干净，待表面干燥后先对水稳基层裂缝使用改性热沥青灌缝，待灌缝饱满后在裂缝两侧涂刷热改性沥青粘结层。某高速路面工程根据水稳基层开裂情况，对裂缝采取以下措施处理：

（1）对宽度不足1mm，且长度不足10m 的裂缝在铺设玻纤格栅，并用U 型锁固定，确保不起皱、不被车辆轮胎卷起。

表3 聚酯玻纤布技术要求

（2）对宽度不足2mm，且长度不足5m 的裂缝采用自粘性抗裂贴处理，抗裂贴宽度不能少于30cm，且裂缝两侧宽度不少于10cm。

（3）对宽度不足2mm，但长度大于5m 的裂缝，或对宽度不足1mm，但长度大于10m 的裂缝必须铺设聚酯玻纤布，聚酯玻纤布宽度不少于2m，且裂缝两侧宽度不少于75cm。

（4）由于路基不均匀沉降造成的路面结构裂缝，应根据现场开裂情况采取合理处理措施，对于裂缝较少且宽度不足3mm，不少于2 个月观测裂缝宽度及长度未增加且裂缝两侧弯沉检测结果一致的铺设聚酯玻纤布，如需要多条搭接铺设时搭接宽度按照5cm 控制。较严重的裂缝必须返工处理，必要时应对路基进行注浆或换填处理，防止出现二次沉降。

裂缝处理后在边部做好标记，以方便后期观测。为保证抗裂效果，待裂缝处理后及时洒布碎石封层，铺筑沥青下面层。

3.2 处理效果

某高速路面工程裂缝处理在后续施工过程中定期观测，至交工验收完成沥青下面层、中面层、上面层均未观测到反射裂缝。3m 直尺、八轮仪检测平整度符合设计及规范要求，未见明显错台、沉降。综上某高速路面工程水稳基层裂缝处理后能满足要求，方案合理。

4 结语

水稳基层裂缝所导致的反射裂缝不仅影响沥青面层的外观，平整度，而且由于渗水会破坏路面工程结构的稳定性，加剧损坏，缩短使用寿命。因此必须对水稳基层裂缝经行处理，处理时可根据裂缝开裂情况采用较经济合理的方式，保证水稳基层的板体性、强度、稳定性及耐久性，保证水稳基层的使用品质，提高沥青路面行车舒适性、安全性能，延长路面过程的使用寿命。