遂西高速公路水泥稳定碎石底基层、基层裂缝防治

2018-03-28戚波

四川水泥 2018年7期

戚波

（四川蜀工公路工程试验检测有限公司，成都 610100）

0 前言

遂西高速公路项目位于遂宁市蓬溪县、南充市嘉陵区、西充县境内，沿线主要城镇有蓬溪县、嘉陵区、西充县。遂西高速全线约67.6km，主线路面结构为15cm级配碎石垫层+25cm水泥稳定碎石底基层+25出门水泥稳定碎石基层+1cmSBS 改性沥青同步碎石封层+6普通沥青砼 AC-20C 下面层+6cm中粒式 SBS 改性沥青砼 AC-20C 中面层（下面层）+4cmSBS 改性沥青玛蹄脂碎石 SMA-13上面层。

遂西高速公路在大面积使用水泥稳定碎石，不可避免的出现裂缝，裂缝已成为底基层、基层的结构缺陷。

1 底基层、基层裂缝类型

1.1 荷载型裂缝

遂西高速公路在施工过程中由于施工组织相关问题，在底基层、基层在沥青面层覆盖之前，让施工车辆、运输车辆在短时间养生过后的底基层、基层上行驶，并且运输车辆超重、超速问题严重，从而引起了底基层、基层集料飞散，并产生荷载型裂缝。

荷载型裂缝为遂西高速水泥稳定碎石底基层、基层的典型裂缝类型，产生的原因主要是包括运输原材料的拌合站和运输成品混合料到施工现场的大量运输车辆在底基层和基层上通行，并且超重和超速，当行车荷载作用在底基层、基层上时，在底部产生弯拉应力，当弯拉应力大于底基层、基层的抗弯拉强度时，底基层、基层底部就会出现开裂。在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到顶面。

1.2 干缩裂缝

遂西高速公路地处遂宁市与南充市境内，公路自然区划:V2——四川盆地中湿区，昼夜温差不大，故温度收缩引起的底基层、基层裂缝较少，主要以干缩裂缝为主。

干缩裂缝主要是水泥稳定碎石混合料在拌和、运输、摊铺、压实过程中，由于水自然蒸发和水与水泥发生水化作用，混合料的水分会不断减少，尤其混合料表面水分减少较快，内外收缩不均，从而出现拉应力，产生裂缝。

水泥稳定碎石产生体积干缩的程度或干缩性的大小与下列因素有关：水泥的种类和水泥剂量、水泥稳定碎石矿料级配、小于的0.075mm颗粒含量和塑性指数、矿物成分、含水量和龄期等。

遂西高速水泥稳定碎石采用的为缓凝水泥，减慢水化反应的速度。在水泥稳定碎石生产过程中，拌合机械为连续式拌合机，水泥称量不准确，使得混合料的水泥剂量较正常配合比高，使得底基层、基层在强度形成过程中收缩产生产生裂缝；在水泥稳定碎石混合料拌和过程中，应更改施工现场温度、天气情况、拌合站与施工现场距离，适当在最佳含水量基础上调高混合料含水量，若含水量控制不好，致使摊铺完的混合料含水量过高，混合料水分迅速蒸发使得底基层、基层顶面出现干缩裂缝；夏季高温施工，水泥稳定碎石混合料强度形成较快，如果不及时覆盖养生薄膜或者洒水养生，表面也会因为水化热、水蒸发过快而出现干缩裂缝；原材料细集料中小于0.075mm的集料具有比表面积大、吸水性强，失水干缩变形大，若小于0.075mm的集料含量过高，混合料内部空隙就越多，水作用下收缩也就越大，进而引起干缩裂缝。

1.3 路基承载能力不足

路基在交工验收时是验收合格的，但由于施工组织的问题，没有及时进行底基层、基层施工。在雨水浸泡过后，并没有对路基弯沉进行复测，就进行底基层施工，在行车荷载的综合作用下，底基层出现开裂。

2 对底基层、基层裂缝的处治措施

2.1 铺设土工格栅处治底基层裂缝

为防止底基层已开裂的裂缝反射至基层，在底基层开裂段落裂缝中心两侧各60cm范围铺设土工格栅，并用铁定固定，延缓裂缝反射。土工格栅一般要求横向抗拉强度≥75kN/m。

2.2 铺设玻纤格栅、防裂卷材处治基层裂缝

在基层开裂的段落裂缝上玻纤格栅，或者在裂缝处条铺防裂卷材，在基层上铺筑同步碎石封层作为应力吸收层和粘结层，以达到减少基层裂缝反射引起的沥青混凝土面层开裂的目的。

2.3 无纺土工布处治

采用无纺土工布处治能有效防止水分由裂缝进入基层、底基层至土基，使土基不因水分进入而降低承载力，防止裂缝的反射。

2.4 返工处理

对于路基承载能力不足或路基不均匀沉降引起的底基层开裂进行返工处理，在重新铺设底基层前，应对原路基进行预压，以满足设计要求。

3 底基层、基层裂缝防治措施

3.1 针对水泥稳定碎石原材料和施工配合比措施

水泥选用缓凝水泥，采用水洗过后的砂石材料，并且在水泥、砂石材料进场时进行抽样检测，保证进场材料满足设计及规范要求。在施工过程中，应对成品混合料水泥剂量进行实时检测，在满足要求的条件下，宜采用最小水泥剂量以降低水泥稳定碎石混合料的弹性模量和干缩系数。混合料矿料级配推荐采用骨架密实型级配，较悬浮结构可以有效降低温缩系数和干缩系数。

3.2 针对施工过程的措施

从遂西高速公路水泥稳定碎石底基层、基层现场检测和后期钻芯来看，相当数量的底基层、基层裂缝均为施工质量引起的，因此要做好水泥稳定碎石底基层、基层施工质量控制。根据工程量和运距做好施工组织，运输过程中应覆盖篷布，尽量减少水泥稳定碎石混合料水分散失，减少混合料内部温度变化。在装料、卸料、摊铺过程中应采取措施减少混合料离析，严格控制在容许范围内碾压含水量，保证不因为含水量过小影响水化反应，进而影响基层强度形成，也不因为含水量过高，进而引起干缩裂缝。碾压完及时进行洒水养生或者覆盖养生薄膜,使混合料的含水量不受损失。水泥稳定碎石底基层、基层施工前需对下承层进行检测，查看交验的路基和级配碎石垫层应无过干、过湿现象、表面平整、无积水、无松散现象。弯沉检测路基是否满足设计和规范要求。