公路工程施工中水稳基层裂缝的防治

刘松华

摘要：水稳基层施工质量是保证道路水稳和使用安全性的关键。结合施工经验，对公路施工中经常出现的质量问题进行综合分析，找出问题的主要原 因;制订有针对性的预防措施，减少质量问题，保证公路施工的顺利进行。本文对公路工程施工中水稳基层裂缝的防治进行分析，以供参考。

关键词：公路施工;水稳基层;基层裂缝

引言

水泥稳定碎石稳定性好、强度高、刚度大，能提高路面承载力，是修 建高等级公路常用的路面基层材料。但其是半刚性属性，容易受到温度和 湿度变化影响而产生温度收缩和干燥收缩，从而导致基层产生裂缝，尤其 是在高温高寒气候条件下水，收缩开裂行为表现得更为严重。基层裂缝不 仅会明显降低基层耐久性和强度，而且会反射到沥青面层，使路面出现裂 缝破坏，降低道路的使用年限。

1 水稳基层裂缝成因

（1） 各种不同标签的收缩程度差别很大，例如，矿渣水泥比硅酸盐的 收缩程度略高。（2）水泥的抗弯强度没有得到充分考虑。当抗弯强度较高 时，混合料甚至可以抵抗由于内部温度应力而增加的变形能力，从而有效 地防止了温度收缩裂纹的产生。但是，在实践中，在审查水泥性能时，通 常只强调水泥的抗压强度，而没有充分注意抗裂性。（3）水泥贮存时间不 足，不能直接使用，因此在水合物反应后会排放大量的水和热量，导致室 内温度较高，室外温度偏差较大，导致温度裂缝。（4）力的过度追求会盲 目增加水泥用量，导致混合物剧烈收缩中出现裂缝。

2 施工要点

2.1 施工放样

基坑施工开始前，先检查确定底基层的质量是否达到要求，经检查确 认合格后，利用全站仪进行中线恢复，在直线段按照 10m 的间隔距离设桩，在平曲线段按照 5m 的间隔距离设桩，并准确放出边桩，边桩因共设置在路 肩边缘以外 30～50cm 的位置。将边桩设好后，对其实施水准测量，根据设 计标高在现场确定水稳层顶部需要达到的标高，即施工标高，此时应充分 考虑压实系数。施工中一旦发现标桩移动或损坏丢失，应立即补桩。

2.2 混合料碾压

水稳层摊铺完成并检查合格后，先由三轮压路机实施静压，然后用振 动压路机进行连续振压，直到密实，碾压一般要从横坡的下层向上层进行，以保证表面的平整度。在混合料颗粒实际含水量适宜的情况下，通常要碾 压 6 遍以上。基层碾压时，相关试验检测人员必须跟班作业，测定混合料 中颗粒含水量与基层压实度，检测确定颗粒实际含水量保持在最佳范围内 后，开始稳压，此时压路机的行驶速度要控制在 1.5～1.7km/h 范围内，具体的碾压长度需根据气温确定。当在直线段进行碾压时，需从两侧路肩 开始不断向路中心进行碾压，而在平曲线段进行碾压时，需从内侧路肩开 始不断向外侧路肩碾压。在碾压过程中，压路机的后轮应始终保持轮宽一 半的重叠。碾压时，若混合料表面由于气温过高水分快速蒸发，则应及时 做好洒水。在碾压施工最后阶段，当压路机过重时，可能会使基层由于受 到太大的应力导致破坏，或碾压时间过程也会造成破坏。因此，应控制好 碾压应力与时间，防止成型的基層结构被破坏，影响强度的提高。

3 水稳基层裂缝处理

在处理水稳基层裂缝的过程中，应严格遵循以下基本原则：对于横向 长度在 5m 以上，而且间隔距离在 10m 以内的裂缝，必须予以返工;对于 横向长度在 5m 以上，且间隔距离超过 10m 的裂缝，应采用土工布或者是 玻璃纤维格栅进行处理。

4 控制措施研究

4.1 摊铺材料控制

摊铺材料应提前检查含水量并计算材料当天的配合比，保证施工材料 达到最优配合比而发挥最大使用性能，实际采用的水泥剂量和现场抽样的 实际水泥剂量控制在小于配合比的水泥剂量，混料到场后及时取样检测含 水量等指标，对施工材料质量严格控制使之达标。

4.2 层间级配碎石层控制

级配碎石是由特粗式开级配沥青碎石结合了组成，它能够将由于行车 荷载和温度作用下引起的半刚性基层的应力进行消散。目前国内采用配碎 石层作为中间层的设计并没有得到大范围的普及，但在国外这种设计已经 作为减少反射裂缝的措施，并获得了大量的推广和应用。我国江苏省也铺 筑了级配碎石层试验路，根据观测，发现铺设及配碎石层的路面反射裂缝 较未铺设的路面有一定程度的减少。

5 再生水稳基层层间措施抗反射裂缝分析

防治层厚度影响，面层底部的反射裂缝的扩展快慢与层间防治层厚度 有关，随着层间防治层厚度的不断增加，沥青层底部最大弯拉应力和最大 剪应力分别有所降低，且减小幅度不断降低，可见层间防治层并不是越厚 越好。合理设置防治层能有效减少裂缝扩展，但厚度的设计需根据裂缝分 布及实际综合确定。

6 水稳基层裂缝防治

6.1 水泥用量和质量控制

（1） 根据满足设计要求的能力，水泥的实际使用受到严格控制，范围 在 4 %至 5.5%之间。 （2）优先考虑硅酸盐水泥，施工所用水泥的水、热不 应过大，干通缩应尽可能小，弯曲和压力强度应符合设计要求。（3）在条 件允许的情况下，可添加适当数量的添加剂，如电容器和减水剂，以延长 初始冷凝时间，减少水合物反应所需的水量，并有效提高水泥的技术性能。

.2 选择总数

骨料粒度进行调整，以增加某些粗骨料的实际数量，降低骨料的精细 含量，从而确保骨料形成焊接结构。混合物必须足够均匀，以保证质量稳 定。

6.3 混合材料的健康

稳定基层施工结束后，应进行灌溉维护，基层实际寿命应大于 7d，基 层表面应在整个增肥过程中保持湿润。一层油必须在健康结束后第二天均 匀撒此外，路面施工前，应关闭交通，减少车辆的装载量，尽快实施路面 施工。施工前应仔细清理基层和清理垃圾，否则会影响基层和基层的正常 组合，造成薄弱环节。

6.4 伸缩缝设置

高温高寒气候极易使水稳基层出现裂缝，同时基层裂缝反射到沥青面 层使沥青路面出现裂缝破坏，导致道路的整体性能降低。通常锯缝深度只 是水稳基层的部分厚度，在热胀冷缩作用下，易产生受力不均，在集中应 力作用下更容易发生开裂，水稳裂缝容易往上反射破坏面层。温度疲劳裂 缝：在日照强烈、昼夜温差大的气候环境下，基层因热胀冷缩产生较大温 度应力，这种温度应力反复作用直接导致基层产生疲劳开裂。

6.5 摊铺工艺

传统基层施工方法是把水稳层分层施工，先摊铺下基层，至少养生 7 天满足强度后，才能施工上基层;上层摊铺完后，同样需养护 7 天。对于 半刚性材料，分层施工易导致层间粘结性差，当拉应力超过单层受力时就 会发生开裂，破坏了水稳层的整体性和结构强度。尤其在低温高寒气候下，路面温度随着冬季温度的下降而下降，基层材料开始收缩，由于基层材料 的收缩量与面层不同以及基层受到上下约束，当气温下降到一定极限时，基层材料的拉应变、拉应力超过材料的抗拉强度时，产生低温收缩裂缝，就 会引起基层开裂。层间含水量不同、或层间污染使两层很难结成一体，虽然 可采取在层间洒水泥浆的措施进行层间连接，但撒水泥浆的效果和均匀性不 是很理想。如上下层摊铺间隔时间长导致膨胀系数不同、密實度不同、水稳 养生不及时、洒水养生及覆盖不到位都是水稳裂缝出现的重要原因。

结束语

引起水稳干缩裂缝的因素很多，需要进行全过程质量控制，结合气候 状况，突出重点。只要在施工过程中充分考虑各种影响因素，采取多种有 效措施预防，从原材料、配合比设计、施工过程质量控制上严格把关，就 能减少水稳收缩裂缝的产生，保障基层的施工质量。

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