市政高速公路水稳基层裂缝原因及防治措施运用

高飞

摘 要：近年来，我国道路工程发展迅速，质量要求不断提高。在公路建设过程中，水稳碎石基层位于基层与面层之间，将道路荷载传递给基层，对质量要求较高。但由于施工技术要求高，易受施工环境影响。当施工过程中受外界因素影响时会出现裂缝，极大影响公路质量。本文主要分析公路水稳碎石基层裂缝产生的原因，并在此基础上提出对策建议，希望对相关人士有所帮助。

关键词：公路施工;水稳基层;裂缝问题;防治措施

中图分类号：U416.2 文献标识码：A

0 引言

随着社会的不断发展和城市化进程的加快，公路项目的数量不断增加。道路工程是民生工程，工程质量的好坏直接影响到人们的出行和经济发展。水稳基层的裂缝在公路建设工程中较为常见，这些裂缝的类型和原因有所不同，因此必须针对不同类型的裂缝及其具体原因采取有效的预防和控制措施，通过处理裂缝来提高项目的质量。

1 水稳基层概述

水稳地基的基础层称为水稳碎石层，是指在碎石中加入水泥作为结合剂，通过铺装、振动、压实等方法形成水泥稳定土，提高工程养护质量。水泥稳定土包括稳定细粒土、中粒土和粗粒土。稳水地基的工作原理是选择级砂和砾石作为骨料，在砾石缝隙之间加入水泥材料，形成水泥稳定土，按照埋藏原理进行摊铺、振动和压实工作。耐水基材的初始强度高，耐水基材的强度随着时间的推移而增加，迅速形成坚固的整体，适合工程路面基层材料的施工。

2 水泥稳定基层的特点

近年来，随着公路建设工程质量的提高，高效优质的水泥稳定平台施工技术在公路工程中得到了广泛的应用。水稳工艺的施工过程主要包括施工准备、计量设置、搅拌、运输、包装、碾压、养护等部分的试验工段。水稳基层在公路工程中具有质量高、硬度高、使用寿命长的特点，水稳基层独特的施工工艺可有效加强水泥养护，增加水泥基层强度，对有效提高公路地基质量具有积极意义。在水泥稳定地基施工中，施工道路的测量和放样可以有效判断公路地基质量。对相应的公路地基和水稳地基进行高效合理的水泥配比选择，可以最大限度地提高公路工程的施工质量，水泥稳定地基的有效碾压可以大大提高水稳地基的密度和性能。水稳基层还具有使用寿命长的特点，在这个过程中，对水稳基层进行维护保养，可以有效提高水稳基层的性能和使用寿命。

3 公路施工中水稳基层裂缝的类型及成因

（1）干缩裂缝。在公路建设中，很多环节都需要大量的水，而水更是水稳基础施工中不可缺少的要素。随着施工的进行，水分逐渐减少，水稳碎石体积变形收缩，形成收缩裂缝。收缩裂纹的形成与水分和材料密切相关。水稳碎石地基的建造需要使用多种材料，包括水泥、粉煤灰、砾石、沙子或石屑。根据公路的实际需要，水稳基层的材料配比也可能不同，一般情况下，水泥在硬化过程中会消耗大量的水。因此，一般情况下，如果水稳基层中所含的水泥比例较大，则施工时开裂的概率就会增加。

（2）温度裂缝。由于水稳基层受温度的影响，在施工过程中如果温度突然变化，很容易产生温度裂纹。施工过程中温度较高时，水稳基层的水分容易蒸发，水分流失量大，容易产生裂纹。其次，在施工过程中，当外界环境温度下降较快时，水稳基层表面因温度而收缩，但内部温度不易下降，导致整个水稳基层产生相对较大的应力。当应力超过水稳基层的极限弯曲和拉伸强度时，就会出现温缩开裂。在公路建设过程中，温度裂缝的客观性最为突出，而且由于外界温度在一定程度上也是受人为控制的，因此对这些裂缝采取有效的干预措施尤为重要。这对施工人员的经验水平要求比较高，也需要很强的专业能力。

（3）网状裂缝。网状裂纹是在外力作用下产生的一种裂纹，网状裂纹常呈网状或裂纹状。在网状裂缝形成初期，裂缝相对较小，但在后期，网状裂缝在各种外界因素的影响下，对水稳基层造成非常严重的破坏。在公路建设中，水稳基层挠度大，同时受外力作用，造成局部结构破坏和裂缝。网状裂缝形成后，遇到大雨、大雪等，细小的裂缝会扩大成不同形状，严重影响水稳基层的施工质量。

（4）沉积裂缝。下沉裂缝是水稳基层在施工过程中局部下沉而产生的一种裂缝。通常，公路建设的滚动过程是分层进行的。各基础层的压实必须严格按施工标准进行，压实后的基础层厚度必须符合标准要求。但在实践中，也存在因施工技术不足等原因，地基压实达不到要求的情况。如果不及时采取适当措施，水稳基层在重力作用下再次受压时会形成局部反射裂缝。沉积裂缝的出现对公路工程的质量有着非常直接的影响，尤其是私家车的增多，如果裂缝得不到有效处理，很容易发生各种交通事故。

（5）其他原因造成的裂缝。通过对道路所在区域基层的裂缝进行分析，发现裂缝所在区域的防水基层的稳定性比较差，造成了很大的波动。分析表明，道路水稳碎石基层出现裂缝的主要原因是寒冷季节水分蒸发缓慢，水泥终凝时间缩短。另外，工人在摊铺作业时没有根据当地的天气情况有效控制水泥和水的用量，因此出现了因碾压过程中水分增加而导致的收缩开裂问题。另外，在施工过程中要严格控制灰剂量，避免因灰剂量过大而造成收缩开裂。

4 公路施工中水穩基层裂缝的防治措施

（1）原材料控制。材料管理在公路建设的全过程中是一个非常重要的环节，只有保证所用材料的质量，才能有效地防止水稳基层裂缝的发生。水稳基层建设所需的两种最重要的材料是水泥和石材。对于水泥质量控制，首先要考虑水泥的终凝时间，一般以6～10小时为最佳范围。温度低时，水泥的终凝时间维持在6小时之多，温度高时，水泥的终凝时间维持在10小时左右。控制水泥的终凝时间可以有效优化水稳性碎石的运输、铺装和压实。石材质量控制最重要的是控制砂石的硬度和强度，选择含泥量和碎屑含量不超过标准的稳定颗粒。砂石的强度与石材的厚度有一定的关系。粗石可以有效提高水泥稳定碎石的强度，但太粗石之间的粘性不强，也会造成水稳基层裂缝。因此，在砂石料的组成中，应根据工程的实际要求，科学计算原料的级配，并在施工前进行试验。其中，保证原材料的质量非常重要。

（2）目标混合比设计。在水泥搅拌过程中，水泥按照特定的反应发生明显的水热反应，在这种情况下，混合物内外形成较大的温差，最终导致温度开裂。总结以往的经验，可以看出，如果混合料使用了大量的水泥，混合料的收缩更明显，同时产生更大的应力强度，最终耐水开裂。应注意水稳基层的强度设计，根据最佳级配适当减少水泥用量。细骨料在加工破碎过程中，会产生相应的副产物，石料含量为7%，合成时应选用粒径小于0.075 mm的细骨料。在设计配比过程中，应按科学配比进行，石屑粒度控制在0 mm～5 mm。要充分考虑施工现场的实际情况，尽量减少水稳基层裂缝的出现。

（3）水稳碎石基础的合理强度范围。水稳碎石基层具有良好的承载能力，能有效保证半刚性基层路面的质量，使其在工作过程中发挥全部潜力。应采取适当方法合理控制强度范围，计算水泥用量上限，控制在稳定值范围内，避免水稳碎石地基发生干燥、温缩、开裂。同时控制水泥用量下限，避免疲劳条件下开裂。据资料显示，根据相关实验，4.1 MPa为水稳碎石层平均强度上限，在减少裂缝的过程中需要粗级配，在混合和配比过程中，控制强度才能发挥良的表现。3.1 MPa～4.1 MPa为水泥稳定碎石地基7天无约束抗压强度的平均值，变异系数为15%时，2.3 MPa～

3.1 MPa为代表值。施工中使用的级配较粗糙，不能有效保证精度，为减少干燥和温缩开裂，应考虑骨料的成分，选择较粗的中间级配。

（4）注重摊铺机和运料车辆的配合。在铺装水稳地基的过程中，材料的输送也会出现一定的问题。如果司机的技术欠缺或出现失误，那么与铺装人员的合作就存在明显的问题。在这种情况下，摊铺机走在履带前面，混合料的洒落现象，如果施工人员没有及时清理，将阻碍摊铺机在路面上行走，严重影响路面的平整度和完整性。要控制物料运输车的倒车，结合实际情况，配备专人，避免铺装物料与物料运输车发生冲突，确保摊铺工作顺利进行。摊铺前要彻底清理缝隙中的杂物，将砂浆倒入缝隙中，使基岩和砂浆相互粘结，增加整体稳定性和密封性，加快施工速度，避免出现裂缝，提高道路施工质量。

（5）加强水稳碎石基层的养護。养护是保证水稳碎石地基质量的重要保证，需要通过铺好地基后通过“覆盖补水养护”以及“覆盖密闭养护”的方法，提高水稳基层的施工质量。具体操作可以如下：首先，可以使用覆盖膜来进行养护。用密封膜覆盖铺装和滚动基层的表面，隔膜是防水的，因为能有效保证膜内基层的水分，稳定性非常好。为确保更好的保健效果，确保膜密封良好，同时，角落压有重物，避免被风吹走影响养护效果。其次，用草帘或土工布覆盖养护。将水稳碎石层铺装滚压后，在表面覆盖草帘或土工布，并以此为基础，施一定量的水。通过喷水，始终保持水稳碎石基层表面的润湿性。要保证始终湿润，需要根据实际天气情况调整喷水频率，一般情况下，养护时间保证在7天以上，在养护过程中，要特别注意有效控制交通情况，当基础层表面强度不符合设计标准时，严禁受外力影响，当稳定碎石基础的强度保证满足设计和标准要求时，可拆除覆盖层，清理水泥稳定碎石基础表面。最后，以泥浆密封的方式进行养护。这种养护方法是在水稳基层碾压后，在基层表面干燥后立即喷洒乳化沥青透层油。层油乳化后，每隔15天应施一次浆封层，在水稳碎石基层表面形成较好的封层。

5 结束语

水稳基层的质量问题包括混合物离析、平整度不足、基层表面开裂、压实不足等。造成这些质量问题的主要原因归根结底是施工单位的质量认知差、技术水平差、管理不善，为了从源头上减少质量问题的发生，应建立完善的质量管理体系，提高管理人员和操作人员的质量认知，并经常进行技术讲解或技术培训，并提出质量控制建议。通过采取有效措施，按照设计图纸和相关施工技术规范进行施工，确保水稳基层施工质量，减少质量问题的发生。

参考文献：

[1]蔚佳伟.水稳碎石基层裂缝的成因和防治措施[J].山西建筑，2018（10）：15-17.

[2]王振利.浅析高速公路抑制水稳基层裂缝的监理要点[J].黑龙江交通科技，2017（7）：55-56.

[3]蒋玉华.谈水稳碎石基层裂缝成因及防治措施[J].住宅与房地产，2017（9）：88-91.

[4]陈志明.苏通大桥北接线水稳基层裂缝防治措施探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2016（5）：77-79.