沥青路面水泥稳定碎石基层裂缝防治措施

刘新源

（北京政路桥股份有限公司，北京 100000）

0 引言

在当前的公路建设中，施工团队多采用沥青路面水泥稳定碎石基层作为基础层。这种结构是在水泥硬化作用下形成的半刚性结构体，结构强度大、刚度高，能够提高路基的承载力，且施工操作简单，可以缩短工期、降低造价成本。但基层施工中使用的混合料会在特定条件下出现干缩性和温缩性变化，使基层水泥稳定碎石基层受到破坏，进而导致基层表面出现一定的裂缝。施工单位需加强对这类问题的重视，根据施工要求和相关设计规范，科学编制施工方案，加强施工过程中的质量管理，制定相应的防治措施，提高基层的稳固性，保证公路工程施工质量。

1 沥青路面水泥稳定碎石基层裂缝的现象和原因

1.1 温缩裂缝

沥青路面水泥稳定碎石基层施工中使用的材料主要是由水泥、沥青混凝土、粗细集料等拌和而成的混合料，一般这种混合料会因外界温度的变化在基层路面上产生一定的温度膨胀收缩应力和温度曲翘应力，这两种应力会对水泥稳定碎石产生影响。一般在沥青基层施工中，混凝土现场浇筑时会释放出大量的热量，导致碎石基层的不良导体受到热气的影响，对基层产生冲击力。此外，在沥青混凝土铺设完成后，需要及时进行养护处理，以保证铺设质量，但在养护过程中碎石内部的温度会提高，升温膨胀原理会导致基层内部体积增大。而在外部气温下降的情况下，混凝土构件外部会出现收缩变化，体积缩小，在这种内外体积变化的作用下，会使路面压力持续增加，最终出现温缩裂缝。另外，施工完成后，公路投入运营的过程中也会因外界温度的变化、车辆荷载的影响，导致材料本身的体积和密实度受到影响，路基和路面的衔接处也会产生应力，如果应力超出抗拉力，则会产生裂缝[1]。

1.2 干缩裂缝

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工中，基层路面位于沥青路面底部，随着公路使用时间的增加，基层内部的材料和结构也会发生变化。公路在使用过程中，里层会产生压力，随着压力的增加，内部的水分会被挤压出，水分蒸发会导致基层材料体积发生变化，进而产生裂缝。这主要是由于基层对水分的要求高，如果材料水分不满足要求，则会出现干缩现象，引发裂缝。因此，在基层施工过程中，需要科学控制水分，以免基层材料产生变化。养护过程中也需要根据外界天气变化及时洒水，保证其湿度符合要求，同时应在其上覆盖一定的塑料薄膜，避免碎石基层长期暴露在外，水分蒸发，进而减少其收缩量，有效预防裂缝的产生。

1.3 荷载裂缝

随着交通事业的不断发展，交通通行量也不断增加，大型车辆在运输过程中常常会出现超载问题，导致公路承担的荷载增加，而这会对公路路基和路面造成不同程度的影响，若不妥善处理，会缩减公路的使用寿命。这主要是由于在车辆荷载的作用下，沥青路面水泥稳定碎石基层底部的应力会集中，如果该应力持续增加，并超出碎石基层的抗拉强度，则会导致基层开裂，如果施工队伍没有及时检修和处理，会导致底部裂缝持续延伸，扩大到面层，最终导致路面受损严重。

1.4 混合料碾压施工不科学

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工过程中，需要科学配比混合料，在混合料配比结束后，需要将其均匀地摊铺在路面上，后碾压成型，在此过程中需要加强对水泥稳定碎石基层施工工艺和流程的控制，规范操作，加强检查，避免基层出现裂痕。然而在实际施工过程中，存在施工人员不按照规范要求操作机械设备，未能有效控制含水量等现象。具体表现为：在碾压前没有根据规范要求选择适宜吨位的碾压机，碾压过程中没有科学控制碾压速度和力度，导致碾压不均匀、不平整，这会严重影响水泥碎石基层的施工质量，影响路面质量。在碾压过程中没有及时关闭振动，带振碾压会导致路面出现较大的收缩压力，造成水泥稳定碎石基层发生裂缝[2]。

1.5 混合材料摊铺工艺和养护工艺不科学

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工中，混合材料的摊铺和养护工艺十分重要。施工人员需要根据规范要求均匀拌和混合料，并将其运送至施工现场。如果运输距离远，所采用的运输方式不合理、未对混合料做好覆盖措施，会导致混合料在运输过程中水分蒸发严重，加之挤压变形，容易出现硬化和离析问题，导致水泥稳定碎石基层发生裂缝。此外，在摊铺过程中，施工人员若没有根据规范要求进行摊铺，如摊铺距离、速度、厚度控制不科学，也会导致混合料摊铺不均匀、水分蒸发，最终导致沥青路面水泥稳定碎石基层表层过于干燥，进而出现裂缝。另外，在沥青路面水泥稳定碎石基层施工完成后，要及时进行养护处理，采取有效的养护措施，以确保基层具备一定的承载力，能够在后期承担车辆荷载。但在实际施工中，部分施工团队在摊铺完成后没有对表层进行覆盖和遮挡处理，导致混合料水分蒸发，加速了混合料中水泥的水化热现象，导致表层出现裂痕。

1.6 施工管理不到位

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工中，个别施工单位为节省材料、赶进度、抢工期、降低成本，常常会忽略施工现场的管控工作，无法保证施工质量。沥青路面水泥稳定碎石基层是一种半刚性结构层，如果施工质量低会导致基层路网破损，尤其是新旧路面，或者桥面和路面的连接处，如果施工现场管控不到位，对纵向管沟回填不及时、不合理、压实度不足，也会导致路基发生变形和倾斜，进而使路基表层出现裂缝，影响基层的稳定性，在基层产生较大的拉应力时，容易因车辆荷载的增加而出现纵向裂缝。

2 水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝的防治措施

2.1 加强原材料配合比控制

对于以上沥青路面水泥稳定碎石基层的裂缝问题，施工单位要加强重视，根据相关规范和设计要求科学控制混合料配合比，确保配合比符合要求，以保证混合料的性能达标，为施工质量提供保障。并且，调查发现，水泥稳定碎石基层出现的温缩裂缝、干缩裂缝都是水泥材料自身的性能引起的，因此在混合料拌和过程中，应尽量减少水泥用量，适当增加砂石材料，科学控制水的比例。选择材料时，需要选择密度大、性能稳定、水泥含量少的原材料，有效控制水泥用量，并在混合料中加入碎石块，以粗集料来代替水泥，有效预防水泥水化热现象，保证混合料的质量。此外，在混合料初凝和终凝过程中，需要加强对温度、湿度和水分的控制，避免基层产生伸缩裂缝和温度裂缝[3]。

此外，在拌和前需要先取样、测试，加强对水泥使用量的监控，根据具体情况及时调整，确保配合比符合要求。并且，要根据设计规范控制无侧限抗压强度。一般抗压强度越高，需要的水泥量就越大，导致基层刚性增大，容易出现干缩性裂缝。因为，为避免此问题，需要科学选择材料，采用集中厂拌和方法，通过试验合理调整混合料配合比，科学控制水泥用量。为满足骨架镶嵌结构的抗裂要求，也可以在混合料中加入外加剂，通过外加剂的作用消除底层应力，不过需要控制好关键筛孔率的上限和下限，具体级配设计如表1 所示。

表1 级配设计

2.2 加强含水量控制

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工过程中，也需要科学控制碎石中的含水量，以保证基层压实度达标，有效预防裂缝。一般情况下，在混合料拌和摊铺、碾压过程中，水分会丧失，尤其是在温度较高的时候。因此，需要及时洒水，确保含水量最佳。如果含水量不足，会提高压实难度，基层表面的泥土容易黏在碾压机轮子上，导致表面凹凸不平。在后期养护阶段，也需要加强水量控制，确保含水量在标准范围内，确保压实强度、厚度和硬度等满足基本要求，有效避免后期出现“弹簧”现象[4]。

2.3 加强摊铺控制

在沥青路面水泥稳定碎石基层施工中，施工人员需要加强对摊铺工艺和流程的控制，在此过程中需要在变速箱底部和螺旋杆上安装反向叶片，并在施工过程中根据现场实际情况及时调整叶片的方向和角度，以此提高摊铺效果。传统的摊铺工艺主要是根据设计要求进行分层摊铺，以控制摊铺厚度，一般需要在底层成型且经洒水养护后，才可以进行第二层摊铺。但这种方法容易出现操作不当，上下层衔接不到位的问题，容易产生分层现象，导致基层受力情况发生变化，会影响沥青路面水泥稳定碎石基层的稳定性，最终诱发裂缝。对此，施工人员需要优化施工工艺，通过连续摊铺的方法，一次性完成摊铺，其间严格控制初凝、终凝时间，确保整个过程顺利进行，避免出现分层现象，确保基层的稳定性。

2.4 加强养护控制

沥青路面水泥稳定碎石基层施工完成后，需要进行养护处理，确保混凝土含水量不受影响。在养护过程中需要根据具体的情况选择不同的方法，同时要对基层混凝土的内外温度、湿度、风力变化情况进行检测。如果温度高、太阳光照强度大，需要在基层覆盖塑料薄膜和稻草，避免太阳暴晒，并适当洒水，避免混凝土表层出现体积缩小的问题，降低裂缝发生率。此外，施工完成后需要加强追踪管理，避免出现人为破坏的现象[5]。

2.5 施工裂缝的处理

第一，科学选择工艺和材料。在沥青路面水泥稳定碎石基层施工开始前，施工单位需要明确施工工艺，可以采用钻孔压力注浆工艺，并检查施工机械设备的性能、质量和运行状态，编制仪器台账，安排专业人员负责和管理，并定期保养和检修设备，进而有效发挥设备的作用。并且，在施工过程中可以采用环氧改性聚氨酯材料，不过使用这种材料时需要根据设计规范进行配比，之后将之注入路面裂缝，在高压环境下，这种材料会和混合料发生反应，黏结在一起，有效填充基层裂缝。这种材料也可以通过自身的体积碰撞作用产生泡沫固体，黏结在裂缝处，起到修补裂缝的作用。需要注意，采用该材料前需要加强质量检测，确保材料符合要求，并在使用前检查金属圆筒的情况，及时处理泄漏问题。

第二，注浆孔位裂缝处理。需要采用雷达探测器等对注浆孔位的深度和宽度、延伸情况进行检测，通过检测数据信息制定施工方案，后根据方案中的相关要求沿裂缝本身的走向设置并标注注浆孔。

第三，钻孔清孔。为了确保裂缝空隙注浆填充的密实，需要施工人员根据裂缝具体情况调整钻孔的深度，并对钻孔内部进行清理，采用螺旋钻杆进行施工，在施工过程中也需要及时清除其中的碎渣。

第四，安装注浆管。在清除完钻孔后人们在注浆前还需要设置注浆管，并科学设置注浆槽，根据现场实际情况选择符合要求的注浆管，一般注浆管的藏长度需要超出沥青面层厚度，避免材料进入到沥青面层中，影响沥青面层质量。

第五，加强施工环境控制。在沥青路面水泥稳定碎石基层施工过程中需要加强施工环境控制，需要保证最低温度和最高温度达标，一般需要在严冬到来之前完成基层施工。

第六，保证压实度。在碾压施工需要科学选择压路机和压实机，保证混合材料的压实度，提高基层压实的刚度与强度，减少干缩性裂缝。一般情况下在压实施工过程中，最好将混合材料拌和至碾压完成的时间段控制在2～3 小时内，保证材料强度[6]。

3 结语

总之，在沥青路面施工中常常会因为原材料本身的属性问题会出现不同程度的裂缝，这些裂缝的存在直接会影响路面平整度和稳定性，对此需要施工单位重视裂缝的防治工作。一方面需要科学分析原因，从施工材料和工艺、过程入手预防和控制，另一方面需要对早起裂缝进行处理，及时修补，保证路面质量，并在后期也需要做好养护工作，有效提高沥青水泥路面的使用寿命。