软基路段水泥稳定碎石基层裂缝处治方法探讨

2013-04-16刘显刚

交通运输研究 2013年8期

刘显刚

（贵阳公路管理局，贵州贵阳 550000）

0 引言

水泥稳定碎石基层是公路建设中通常设置的基层，其作为公路的基础结构层发挥着很大的作用。水泥稳定碎石层作为半刚性基础起到连接硬质路面与软质路基的作用，它使路面和路基更好地结合成一个有机整体。水稳碎石层本身就具有一定的强度和刚度，介于路基强度和路面强度之间，在满足使用要求的同时还能减少施工造价。水泥稳定碎石层具备良好的透水性，这种功能可以有效地避免路基内部积水而造成路基承载能力的下降。在承重能力上，水泥稳定碎石层可以把车辆在行驶中产生的荷载力传导至基底以下，并进行均匀分散。水泥稳定碎石层还可以避免基础存水，防止基层因浸泡发生变形。

水泥稳定碎石层属于半刚性基层，具有特殊的结构性，其优缺点也十分明显。作为一种半刚性材料，它有一定刚度，而且具备较强的荷载扩散力，所以在施工中要保持整体性，也要有足够的结构承载力。而沥青路面属于功能性面层，所以沥青路面在遭到破坏的时候通常是半刚性层发生损坏。

1 水泥稳定碎石层的优缺点

半刚性基层的主要优点是具有板体性、刚度且卸载能力强，而且还具有一定的抗拉强度以及抗疲劳强度。这些特点有利于保证路面整体受力，延长公路使用寿命。

半刚性材料的缺点也很多，通常会给施工以及成品保护造成困难：

a）水泥稳定碎石层的表面不耐磨，所以不能作为路面面层，在施工中必须保证其不被车辆碾压；

b）水泥稳定碎石层虽然本身有很强的散水功能，但其渗水性很差，如果施工中坡度得不到保障，水从各种途径进入基层后形成积水，水能沿着沥青和基层的界面扩散，所以水泥稳定碎石层的内部排水问题对路基本体造成的影响较大；

c）半刚性基层有很好的整体性，但是在使用过程中，半刚性基层材料的强度、模量会由于干湿和冻融循环以及在荷载的反复作用下因疲劳而逐渐衰减，半刚性基层的状态由整块向大块、小块、碎块变化，显然按照整体结构设计路面是偏于不安全的；

d）在施工中一定要做好水泥稳定性碎石层成品保护工作，半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性，同样的超载车对半刚性基层沥青路面的影响要比柔性基层沥青路面大得多，对路面的损伤大得多；

e）半刚性基层沥青路面损坏后没有愈合的能力，且无法进行修补，只能挖掉重建，这给沥青路面的维修养护造成很大的困难，通常采用切割换填的方法修补，但这并不能解决根本问题。

2 水泥稳定碎石层裂缝形成的原因

水泥稳定碎石层裂缝和沥青路面反射性裂缝的问题在我国公路建设中普遍存在。其成因主要来源于施工技术和成品保护。

2.1 干缩及温缩裂缝

所有的半刚性材料都受干缩性及温缩性的影响，水泥稳定碎石层也是一样，尤其在秋季施工刚刚结束进入冬季时，水泥稳定层的强度和结合度还没有达到最高，热胀冷缩的特性就特别明显，其表现形式很不规律，裂缝长度一般在4m左右，宽度在4mm以下。

2.2 路基不均匀沉降裂缝

由于施工工序衔接不紧密，很多填筑层往往被搁置很久，在静载作用下土层会被提前卸载，如果继续进行上层施工就会出现碾压过度的情况，基层会把荷载力传送到水泥稳定碎石层上，就容易出现裂缝。另外，软土路基和桥梁过渡段会因结构形式和施工技术的不同而使两者不能很好地连接，从而出现裂缝。

2.3 施工技术不当造成的裂缝

在施工生产时常常会受到人为因素的影响，比如赶进度、赶工期，使得路基填料含水率增大，再加上雨季等因素的作用，就会出现裂缝。要避免这些情况，就要加强人员管理和工程项目管理，只要管理得当，这一现象是完全有可能避免的。

2.4 原材料配比不当造成的裂缝

水泥灰量过大和材料级配偏细造成的裂缝在实际施工中也占有很大的比例。所以在水泥量的控制上要加大检测力度，对每次进场的水泥都进行检测，随时调适水泥配合比，在石料的控制上要保证材料的均匀性，以满足施工要求。

3 不均匀沉降裂缝的处理方式

裂缝的处理需要引起高度重视，如果处理不当，就会造成道路积水，最终导致路面大面积开裂。裂缝主要分为横向裂缝和纵向裂缝，其处理方法几乎是相同的。裂缝的处理方式是根据裂缝的严重程度来决定的。如果裂缝长度大于10m且宽度大于5cm，就需要刨除并进行返工处理。对于小裂缝，要采用乳化沥青进行修补，而对长度大于10cm的裂缝则要采用热沥青进行修补，而且要在每个结构层面铺设玻璃格栅。选择玻璃格栅时要满足以下要求：抗压强度不小于50N，荷载延伸率不大于3%，孔网间距控制在12mm×12mm的范围内。玻璃格栅还要具有耐高温性，最少能承受120℃的高温。如果是因为不规则沉降造成的路基面开裂，就要先用热沥青灌平裂缝，然后再用玻璃格栅满铺。

4 水泥稳定碎石层裂缝治理现状

由于水泥稳定碎石层属于半刚性基层，在它出现裂缝的同时，上部的沥青路面也会出现同样长度的裂缝，所以一旦沥青道路出现裂缝，就意味着水泥稳定层出现了开裂。目前欧美发达国家对公路裂缝采用的施工处理技术是封缝法，但是在高速公路或主要交通干道进行这种工艺的施工非常困难。而在我国，对沥青路面裂缝缺乏有效的治理手段，往往是任其发展，当公路劳损到达极限时就采取刨除的方法对受损路面进行重建，这样不仅影响了公路的正常使用，还会造成建设资金的浪费。