路面水稳基层裂缝分析及预防措施

路面水稳基层裂缝分析及预防措施

杨 岂

重庆市江津区  四川省交通建设集团有限责任公司

摘要：随着国家经济的迅速发展，为实现交通强国的目标任务，我国公路工程建设数量不断增多，现已建成四通八达的公路交通运输网。我国建设施工技术现已达到了世界先进水平，为实现“交通强国”而大力发展交通运输行业，被称为“基建狂魔”。同时对道路的施工质量也提出了更高的要求“建设平安百年品质工程”，为更好的满足车辆通行的驾驶舒适性需要，路面基层施工中应采取有效措施，加强施工质量缺陷预防以提高施工质量。

关键词：路面基层、水泥稳定碎石、水稳裂缝、施工质量

引言

在当今交通快速发展的社会中，我们会经常发现公路交通养护及市政路面施工维护经常性的影响着我们的生活出行。路面基层的施工质量直接影响着路面面层，施工过程中产生水稳裂缝将直接反射到面层，从而导致路面破坏。水稳基层作为路面的主要承重荷载结构层，水稳基层施工质量的优劣对道路工程路面施工的质量起决定性的作用。

水稳施工过程中，对水泥稳定碎石层产生的裂缝原因进行了对比试验，水泥稳定碎石基层产生裂缝的种类及原因分析：

1、干缩裂缝：砂石原材料含泥量高或水泥稳定碎石层配合比设计级配不合理，混合料级配偏细，养生期间水稳混合料里含有的粉尘及泥失水固结，水稳混合料体积不断收缩引起水稳开裂。

2、内应力裂缝：水稳混合料养生期间水分蒸发及水泥用量偏高水泥水化反应后，混合料自身的膨胀和干缩两个作用力同时进行，内应力集中并且超过了混合料自身的抗拉强度，导致水稳混合料在粗细骨料不均匀的薄弱处产生裂缝。

3、温缩裂缝：水稳混合料级配偏细，施工过程中地区早晚和中午温差大、气候干燥，水稳混合料养生期间受温度的骤变破坏了水稳基层的受力平衡，自身的膨胀和干缩共同作用下从而产生裂缝。

4、外力裂缝：在施工期间，路基填筑的高填方路基未经过雨季的沉降，路基表面干缩开裂或沉降不均反射到水稳层引起的水稳裂缝。

5、接缝裂缝：整个水稳基层施工过程中，接缝原则上应该是越少越好，但是由于一些不可避免的原因，不得不出现接缝。接缝位置正是许多病害发生之处，新旧混合料的贴合不均匀不密实直接导致水稳基层产生明显的裂缝。

6、施工工艺裂缝：

在施工过程中，特别是为了抢工期，过快的摊铺速度和经常性的停机收斗，导致混合料离散和窝料，形成局部松散和细小的短缝。压路机过快的碾压速度、随意的调头和急刹车，将混合料表面挤压变形、推移、起浪、弹软等现象，从而形成不规则的表面裂缝。

针对以上原因分析，施工中预防及处理措施：

1、配合比设计除了确保无侧限抗压强度满足技术要求以外，还应该分别进行劈裂强度试验、抗压回弹模量试验、水稳定性试验、抗冻性试验以及干缩温缩试验，确保各项性能指标合格。调整水泥稳定碎石基层混合料配合比设计，尽量调整为粗级配，控制混合料中4.75mm以上含石率达到64%--68%，形成骨架支撑作用，可降低水泥稳定碎石基层的收缩性和提高其抗冲刷性，减少温缩裂缝。

2、严格控制原材料的质量及各档分级，粗集料分级为4.75mm-9.5mm、9.5mm-13.2mm、13.2mm-19mm、19mm-26.5mm，尤其是将0-4.75mm石屑分级为0-2.36mm和2.36-4.75mm重新调整级配，更加保证水稳混合料的均匀性和级配稳定性。严格控制各档料的粉尘含量及含泥量，特别是0-2.36mm砂严格控制在4%-7%，注重料源的质量稳定，质量检验合格后使用。在满足无侧限劈裂及抗压强度条件下，尽量调整控制低水泥剂量的最佳水泥剂量及最佳用水量。以此减少材料自身粉尘及含泥和水泥硬化导致的干缩裂缝和应力裂缝的产生。

3、水泥稳定碎石基层施工中，为实现对裂缝的有效预防，加强施工养护是必要的。混合料的本身水分以及养护水分没有得到补充，混合料内部出现毛细管现象，内部分子间出现相互作用力和碳化收缩，导致混合料体积不断的收缩，从而水稳基层出现干缩裂缝。当水稳基层碾压成型之后，加强7天养生补水，能有效减少干缩裂缝的产生。同时覆盖节水养生膜前及时进行洒水养生，洒水湿润能降低水稳基层表面与内部的温差，预防温度裂缝产生。

4、有必要在水泥稳定碎石基层表面采取防冻保温措施，防止温度过低造成水稳基层结冰，避免水稳基层体积膨胀。可以在节水养生膜表面覆盖麻袋或土工布以保温抵御大温差，降低外界温度可能带来的不利影响，提高养护施工效果，减少水稳层产生的应力裂缝，确保水稳基层工程质量。

5、对已开裂的下承层进行加铺土工格栅、土工布、抗裂贴或灌浆处理等，避免下承层的裂缝继续发展反射到上层产生更多的贯穿性裂缝。          

6、定期对拌和站进行校定，保证生产的水稳混合料级配、用水量及水泥掺量精确稳定，水泥用量还应进行总量核定与剂量滴定进行比对，确保水稳混合料中水泥剂量稳定均匀，保证水稳基层的整体稳定性以减少应力裂缝的产生。

7、摊铺时力求匀速行驶，进而保证必要的平整度，同时匀速的摊铺速度和必要的减少停机收斗次数，可以减少混合料离散和窝料，防止形成局部松散和粗细骨料离析，避免不规则表面裂缝的产生。如果摊铺的间隔时间无法控制在水泥初凝时间内，则需要进行碾压后再进行接缝摊铺处理。接缝的处理，根据施工实际情况来补洒水泥浆或者结合水，进而防止两层水稳出现连接不稳的问题，避免出现分层脱离的问题以及施工接头间的裂缝。

8、待水稳混合料摊铺成型后，采用符合要求的压路机对其进行碾压，压路机必须匀速碾压、严禁随意的调头和急刹车，将混合料表面挤压变形、推移、起浪、弹软等现象。碾压时应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完全宽为一遍。水泥稳定碎石的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，同时避免含水量过大而引发的“波浪”“弹软”等问题，确保混合料的强度和密度，增加其稳定性。如有松散、起皮等现象，应及时清除干净后再施工，减少水稳基层裂缝的出现。

9、水稳基层由于会受到环境温度等因素的影响，因此，施工时间应该选择较为良好的时间段内，时间段内的气温变化不是很大，施工中所需的材料不会产生热涨冷缩的效应。如果，施工中的温度变化极大，那么就越容易出现温缩性裂缝。

结束语：水稳基层是公路工程的重要组成结构，属半刚性基层，具有良好的整体性、力学强度、水稳性和抗冻性。施工过程中应严格落实施工技术，把握质量控制要点，预防质量缺陷发生，使水稳基层施工取得良好的效果以保证路面施工品质。

参考文献：《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005；

《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009；

《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015；

《沥青路面施工技术指南》Q/SCJJ OO1—2022；