高速公路水稳基层裂缝成因及防范措施

龙良辉

（江西赣粤高速公路工程有限责任公司，江西 南昌 330069）

基层施工是构成高速公路整个施工体系的重要部分，其中又以裂缝防治尤为关键。受原材料质量、技术方案、现场环境等因素的共同作用，基层容易产生不同程度的裂缝，在降低整体美感的同时还会对基层质量造成严重影响，甚至会制约后续面层的施工作业。对此，针对基层裂缝成因展开探讨，为之采取针对性处理措施极具必要性。

1 工程概况

萍乡至莲花高速公路位于江西省萍乡市，文章重点针对A1标段施工作业展开探讨。该段起于K0+018.177萍乡市经开区，最终到达K8+600里善村，总长度为8.6km。根据区域内车辆通行要求，设计时速80km/h，采取整体式路基形式，宽25.5m，主要由行车道、中间带、硬路肩等部分构成。

2 路面裂缝情况

根据现场检验结果得知，K7+220～K7+247左幅中面层存在质量问题，该处出现1道长27m的裂缝，总体宽度介于1～2cm，并表现出持续扩大的趋势；K11+130～K11+345右幅基层分布有大量裂缝，横纵裂缝共计27道，长度不同，均介于13～29m；K16+400左幅下面层形成了长度为13.4m的裂缝，各处长度介于4～11m。

基于钻芯取样的方式分析裂缝实际情况，得知K16+400处的裂缝表现出上下层明显粘连的现象，但所得芯样完整性较好，级配优良，可以明显看到相同断面产生了上下层裂缝。

3 在建高速公路水稳基层裂缝成因

3.1 荷载裂缝成因

伴随车辆的持续运行，车轮会与路基发生不间断的接触，随之加大了基层底部拉应力，若遇到大量超限荷载，将明显提升拉应力值，甚至会大于基层抗拉强度，随之出现开裂现象，并由底部逐步向上扩展。

3.2 温度裂缝成因

因现场温度下降，致使基层材料发生不同程度的体积收缩现象，在其作用下易在薄弱处产生裂缝，若缺乏及时的处理措施，会明显加剧裂缝的扩张，严重影响到道路质量。

3.3 干缩裂缝成因

干缩裂缝主要发生于水泥稳定碎石基层中，若该结构的水分不够充足，当处于失水状态时极容易产生裂纹。以基层施工后期最为典型，因温度的作用，将明显提升水分流失率，随之出现水稳基层缺水现象，逐步表现出体积缩小的趋势，整个变化过程具有阶梯特性，在此环境下干缩裂缝随之产生[1]。此外，在整个混合料构成中，以水泥的含量最大，因此对水分的需求量也相对较大，若缺乏足够的水分，将产生干缩裂缝现象。

3.4 施工裂缝成因

若基层施工中所用材料不满足质量要求，或是缺乏合理的检测手段，将会对基层质量造成影响，常见有厚度不合理、水泥用量偏多等，此时水稳基层也容易出现裂缝。

3.5 基层原因引起裂缝

以路基填筑施工为例，未严格遵循设计规范展开回填作业，如缺乏开挖台阶处理，后续碾压过程中效果欠佳，伴随车辆产生的大量荷载，加之结构存在一定自重，容易出现路基沉降现象，随之产生裂缝。对此，技术人员针对互通匝道取样，经分析后发现基层与底基层两部分出现了明显平行错开现象，且存在滑动面，引发此类问题的原因主要源自两方面，即路基强度不足以及发生了不均匀沉降。基于铣刨的方式得知，部分基层呈现出松散状的特点，难以形成密实的板体结构，说明该处所用材料的配比缺乏合理性，且养护作业未做到位。裂缝示意图如图1所示。

图1 裂缝示意图

4 高速公路水稳基层裂缝防治措施

4.1 加强原材料质量控制

（1）确定合适的水泥凝结时间，此处选择的是缓凝水泥，基于此材料的特性，初凝时间应＞4.5h，终凝时间应＞6h；（2）通过试配的方式掌握工艺参数，如强度等级、剂量等，形成工艺参数后为后续的施工作业提供指导；（3）注重对粗细集料的质量控制，需通过机制碎石的方式获得粗集料，要求各颗粒之间具有优良的茹结力，并确保含泥量的合理性，以便提升水泥与石子的结合效果，有效避免开裂现象，所用材料的石屑含量需得到合理控制。

4.2 合理控制含水量

针对含水量采取严格的控制措施，此举是确保基层压实度的关键，同时也是预防裂缝的必要前提。混合料运输、摊铺等过程中都伴随一定程度的水分散失现象，其中以夏季高温时段更为明显，这一问题应得到施工人员的高度重视。相较于最佳含水量而言，在实际施工中所用的混合料含水量应超出该值的1%～2%，主要目的在于避免碾压粘轮现象，提升碾压密实度，有效避免裂缝问题。

4.3 提高摊铺碾压质量

基于分层碾压的方式展开施工作业，要求上下基层采取连续摊铺的方式，完成下基层摊铺碾压作业后，便要随即展开上基层摊铺。整个施工过程中需注重时间控制，不可出现工序脱节现象，从而确保水稳基层具有完整性，避免出现裂缝等问题。不仅于此，初压、复压以及终压3个环节的质量都要得到保障，碾压设备的行进速度以2.5～4.5km/h为宜，全程遵循连续、均匀的碾压原则，不可出现中途停顿现象，以在最大程度上消除裂缝[2]。现场碾压情况如图2所示。

图2 水稳基层碾压

4.4 重视基层养生工作

结束水稳基层的碾压作业后，需随即采取覆盖措施，并通过洒水的方式养护。若出现水分散失的情况，易使材料发生水化反应，不利于基层结构强度，该现象在夏季高温时更为明显。在持续性高温环境下，基层表面的水分快速蒸发，若缺乏合适的洒水养护措施，将提升裂缝出现概率。通常而言，结束基层的碾压作业后需对其覆盖草袋，避免基层直接暴露的情况，在此基础上再洒水养护，使得基层持续保持湿润的状态，养护时间至少要达到7d。若遇到冬季低温环境，需采取合适的保温措施以免混合料冰冻。

4.5 严格按要求开展验收

以技术规范为基本指导，需在同一年完成基层与沥青层的施工作业，尽可能避免路面开裂现象。具体至该工程中，结束底基层施工后未及时采取铺筑施工作业，在冬季低温环境的影响下，随之产生温度裂缝与干缩裂缝。上述现象主要是因为施工人员未严格遵循技术规范，基层长期处于低温环境中，从而出现了不同程度的裂缝。由此可见，必须以行业规范为指导，尽快完成基层与沥青层的施工作业，针对高填方等特殊路基，需加强对细部的质量控制，最大程度上避免裂缝。

4.6 对裂缝进行有效处理

若裂缝宽度在5mm以内，此类裂缝较为微小，可清缝灌乳化沥青；若裂缝宽度超过5mm，较为可行的是扩槽灌缝施工的方式；部分情况下裂缝宽度超10mm，此时要先铣刨处理，随后注入水泥浆，当强度符合设计要求后方可再次展开基层的铺筑施工[3]。根据工程经验，若填筑作业未满足规范而引发裂缝现象，此时要钻孔并灌注水泥浆，结束之后铣刨裂缝层，最后在该区域铺筑基层。

4.7 注重摊铺机和运料车辆的配合

关于水稳基层的摊铺作业，运料也会对施工质量造成影响。若缺乏合适的运输措施，或是摊铺作业与材料运输之间难以达到有效衔接状态，都会出现质量问题。一旦出现此情况，摊铺机在履带前行走时，因设备的晃动会伴随大量混合料洒落现象，此时需采取合理的处理措施，否则将对摊铺机的顺利行走造成影响，所得的路面平整度无法满足设计要求。对此，要立足于工程实际情况，在专员的指导下调度运料车，避免与摊铺机碰撞。摊铺作业前的准备工作也尤为关键，需要将缝隙中残留的各类杂物清理干净，以便砂浆与岩体的有效结合，确保整体稳定性，在提升施工效率的同时控制裂缝。

5 结束语

综上所述，水稳基层是整个高速公路项目中尤为关键的环节，相关人员要从工程实际情况出发，注重对原材料的控制，编制合适的工艺方法，将养护工作落实到位，最大程度上避免施工裂缝，给高速公路施工作业提供支持，推动交通运输事业的持续发展。