浅谈公路改扩建工程水稳基层开裂原因及防治措施

程海生

摘  要：水稳作为公路工程重要的一种基层形式，被广泛应用于各等级公路新建、改扩建工程中，但受原材质量或施工等影响易发生开裂现象。本文选取某公路改扩建项目案例，从各方面分析水稳基层开裂原因，并给出具体的解决措施，最后结合案例提出几点防治建议，以期能够为同类型工程提供参考。

关键词：水稳基层;开裂;防治措施

1引言

受初期设计标准影响，我国当前很多公路存在基层强度不足、路面宽度不满足要求等情形，为满足日渐增长的交通量需求并节约成本，多采取改扩建工程形式。因水泥稳定碎石的刚度、强度性能良好，因此常作为各等级公路工程施工中的基层。但是很多改扩建工程在水稳基层养护期即出现裂缝，严重影响后续正常运营，同时还会减少道路使用寿命。因此有必要对水稳基层开裂原因进行分析，并采取科学有效的防治措施。

2工程案例

某国道改扩建工程采取半幅施工半幅通行，在先行施工的半幅水稳基层养护期发现基层出现了纵缝、横缝、蜂窝状龟裂缝等不同程度的病害问题。该工程是基于一期路基工程进行路面扩建，主要受一期路基施工标准低、路基不均匀固结变形、新老路基沉降不均匀等因素的影响，导致水稳基层出现开裂现象。

3水稳基层开裂原因分析

3.1路基因素

在公路工程施工中，作为路面承受全部荷载的下承层，路基填筑质量直接关系到道路整体质量^[1]。本项目属于改扩建工程，在路面加宽设计时，将原水泥砼路面老路碎石化处理后摊铺水稳基层、沥青面层，但据调查复测显示，本工程施工一期路基项目时设计标准低（当时路基设计弯沉值较现有规范值高40%左右）且填筑不规范，路基填筑厚度及压实度均不符合要求等原因导致复测的路基实际弯沉值数据较当时设计标准值更为偏大（高30%～120%，局部路段甚至高150%～250%）;此外，还存在路基与桥台过渡段处理不到位产生的不均匀沉降;填土有机物含量多、土质较差等不规范情形，以上诸多原因都会导致现状路基不满足交付要求，从而引起后续路面施工水稳基层裂缝产生。

3.2新老路交接处因素

在改扩建工程新老路基交接处，由于新老路基沉降不均匀、施工处理不到位，路基不均匀沉降反射到水稳基层，导致该部位基层出现以纵缝为主，横缝、蜂窝状龟裂缝并存的多种裂缝形式。因此，应严控新路基的填筑质量，确保其压实度、弯沉值等工程数据符合现有设计要求，同时在新老路基交接处做好台阶式搭接，并铺设钢塑土工格栅或土工布加筋处理，以提高新老路基交接处的抗剪和受弯扭能力，保障交界处水稳基层的稳定性。

3.3水稳基层材料因素

水泥稳定碎石属于半刚性材料，工程性能良好，但如果施工方法不当，发生水稳材料粗骨料偏少、黄沙石粉等细集料、胶结料水泥偏多等影响集料施工配合比的情形，将可能导致粗集料集中的部位强度较高，细集料集中的部位强度较低，影响水稳基层内应力平衡，进而导致水稳材料偏离其工程属性，从而引发干缩等裂缝产生;或者为顺利取芯有意加大胶结料水泥用量，加剧干缩裂缝;或者进场原材料质量不稳定，引起水稳集料质量不均衡。此外，水泥矿物成分也影响着水稳基层是否会产生收缩裂缝^[2]。因此，应加强对水泥等原材质量把控和水稳集料配合比的试验管控，并根据天气状况、路基下承层含水率等及时调整集料配合比，保障集料摊铺的均匀性、稳定性，确保集料配比、基层结构等要因符合工程要求。

3.4养生及交通管制因素

水稳集料属于干硬性砼，需要摊铺前在下承层（如碎石垫层）洒水，摊铺后需要覆盖土工布（薄膜）洒水养生。如果摊铺前洒水不到位、下承垫层过于干燥，将发生垫层吸收集料水分;如果摊铺后未覆盖或洒水养生不到位，将发生基层水分蒸发过快，以上情形均易导致水稳集料没有充足水分硬化、且强度不能正常發展，进而基层发生干裂现象。洒水量需要根据基层材料、施工温湿度等条件灵活确定，且洒布均匀，在上基层在施工完成且基层表面的毛细水干后应及时洒布透层油保护。此外，基层养生阶段要保障充足时间养护，未达到规定车辆通行强度前、或者铺筑沥青面层前尽量封闭交通，以减少车辆荷载影响，并尽快铺筑面层。

3.5其他影响因素

路基填筑土质，水泥品种选型，基层施工配合比设计，水稳集料拌和、摊铺工艺，以及拌和、养生用水水质等均对水稳基层的稳定性产生影响，在实际施工中应把好原材关、优化配合比设计、加强工序质量控制，就能减少、避免常规性干缩温缩裂缝的产生，保障水稳基层品质。

4解决措施

针对案例中出现的纵缝、横缝、蜂窝状龟裂缝等不同程度的病害问题，经与设计方、业主沟通，并结合现有实际情况，拟采取如下处理措施：

4.1对于局部区域的蜂窝状龟裂缝，采取挖除基层并对下承层路基处理合格后，再用水稳混合料分层碾压密实;与周边交接处台阶式搭接，并铺设钢塑土工格栅或土工布加筋处理。

4.2对于横缝，以及部分不规则的纵缝，形式大部分是缩缝。针对缩缝，应吹扫干净后采用带压热沥青灌注，施工上层沥青砼前表面铺玻纤格栅或防裂贴，起到加固作用^[3]。

4.3对于走势规则的纵缝，基本是因为新老路基交接处不均匀沉降或老路基弯沉值不满足要求等因素所致，需要在裂缝发育位置选取代表点逐层检视各层水稳及土路床开裂情况以便进一步确定处理方法。

5结语

近年来，随着国家加大基础设施投资建设，公路新建及改扩建工程日渐增多，水稳基层等路面开裂现象难以避免并时有发生，为提高道路使用寿命、降低运营成本，在施工及运营过程中，需要做好以下几方面工作：一是设计阶段需统筹当前投资和未来交通成本需求，充分考虑区域整体路网规划及后期交通量增长带来的需求压力，适当提高道路结构等级以减少、避免后续的改扩建需求;二是施工阶段需着眼成本和质量管控的平衡，在确保质量达标的前提下优化设计和施工工艺，加强配合比的优化选型、原材选择及进场验收、过程中工序检查及成品养生，以工序质量保障整体质量，提高工程质量效益;三是运营阶段统筹日常维护和运营管理成本，充分利用国家智慧交通便利条件来调度区段的维护保养管理工作，提前编制好预案和养护措施，定期对公路使用性能进行收集并及时反馈维护，以推动我国公路工程和国民经济高质量发展。

参考文献：

[1] 游剑峰.水泥稳定碎石基层开裂成因与处治方法探析——以漳州市某市政道路工程为例[J].江西建材，2021（04）：154-155.

[2] 陈静，刘飞飞.公路工程施工过程中混凝土路面裂缝的成因及质量控制方法浅析[J].四川水泥，2019（09）：34.

[3] 王体俊，余凯.道路路基开裂处理设计[J].交通科技，2017（03）：27-29.