论市政公路项目水稳基层裂缝治理技术

祝玉波

摘要：水泥稳定碎石基层作为一种半刚性结构，在我国公路工程建设中应用较为广泛。文章主要以某市政道路水稳碎石基层的工程实践出发，重点从雨水侵害、原材料以及案例项目具体情况等角度分析了基层裂缝产生的原因，并根据案例分析依托项目的具体情况，提出了病害治理方案。

关键词：市政公路;半刚性基层;混合料;干缩裂缝

引言

半刚性基层路用性能的好坏，主要影响因素是聚合物集料的质量及水泥的掺配比例。水稳基层相对于其它道路基层结构形式，在稳定性、耐久性及自身强度方面优势显著，因而在道路建设中得到了重点推广。但路面结构层在施工阶段会受施工工艺、外界环境的影响，从而造成开裂病害较为常见，因此本文主要分析水稳基层裂缝产生的原因，裂缝治理的技术要点。

1裂缝原因分析

1.1雨水侵害

本文研究分析的工程项目所处地域雨期长、降雨量丰富、高温高湿，属典型的亚热带气候。基于此气候条件下的沥青路面透水性强，极易渗过面层而侵蚀基层结构，最终因水害而形成裂缝，再反射到沥青路面层，详见下图1所示：

1.2水泥稳定碎石混合料

（1）干缩性裂缝出现的关键原因是水分蒸发，水泥碎石混合料随着施工时间推移会发生水分蒸发的现象造成材料体积变化，因此产生干缩裂缝。而这样的过程同样也会发生在养护洒水阶段，干缩性裂缝也会因为料体的水分散失而产生;

（2）温缩裂缝的形成关键是温度变化，处于硬化初期的水泥稳定碎石混合料，水泥水化会大量的散热，在内部温度升高的情况下混合料内部体积的变化，会同步有所膨胀而增大，这样就出现了温缩裂缝。

1.3结合本项目分析

（1）路基施工完成后，下阶段施工的展开需要通过沉降观测进行确认，沉降状态衡量以沉降速率为标准。一般来说，观测时间长达两个月，继续施工的条件是每个月的沉降速率≦5mm。某市在施工过程中，盲目追求成本降低，节省时间，对于沉降观测工作不重视，甚至不进行沉降观测，最终造成了基层裂缝，让项目施工质量受到了不利影响;

（2）配比失控同样会造成裂缝现象的出现，例如在施工阶段，基于铺筑的便捷考虑，而采用提高水的掺配量来改善聚合物的施工性能，造成配合比控制不严格，结构件强度难以保证，后期极有可能出现裂缝问题。

2裂缝的防治

2.1沥青路面裂缝雨水侵害防治技术要求

（1）沥青路面的反射裂缝往往是基层裂缝造成的。基于保护路基的目的，沥青路面施工时，一般都会采用一定的技术方案来防止雨水侵害基层结构，从而杜绝路面结构裂缝。雨水侵害防治技术的细节问题在图2中给出展示;

（2）严格把关粗细集料等原材料质量，以及精准控制沥青混合料的配合比，让聚合物的所有物料嵌锁达到最佳效果，才能从根本上控制裂缝的产生，确保结构物的强度，有效降低路面基层受到雨水渗透侵害的概率;

2.2配合比设计所用成型方法对比

（1）重型击实法是以往水泥稳定碎石混合料压实方式，该方法能促使混合料形成悬浮密实结构;振动成型法则是依靠振动外力，让料体在振动中挤密，形成更好的粗细集料顺序，而挤压则是实现粗集料密实的重要前提，其抗变形能力要强于重型击实法;

（2）粗细集料互相混合挤压的动作是混合料成型后强度的决定性因素，在振动型试件中需求的水泥剂量相对较少;

（3）粗细集料在拌合机中拌制过程中，会因环境外力作用下，水份有所损失，从而造成混合料最佳含水量控制不一定精准;

2.3级配的选择

（1）基于公路路面设计标准水泥类稳定类集料颗粒存在方式分式分为：骨架密实型和悬浮密实型，两种密实型水泥稳定集料各级粒径颗粒的分配情况见下表：

（2）悬浮密实型结构产生裂缝的机率较大，根本原因是内部粗集料少，粗集料在挤压作用压实后悬浮于细集料中间，从而导致基层裂缝。因此，科学合理的级配是水泥稳定碎石基层裂缝预防的根本手段;

（3）骨架密实结构具有很强的抗裂性能，粗集料互嵌能够起到预防裂缝的作用。骨架嵌挤结构是骨架密实型设计抗裂性能的基础。

2.4施工过程中的控制

水泥稳定碎石结构施工需要精良的施工工艺，同时也要求合适的施工环境。施工过程中的微小偏差和失误都可能导致早期裂缝。因此，水泥稳定碎石基层裂缝的预防要注重细节，要有严谨的工序、科学的施工管理：

2.4.1含水量的控制

（1）水泥稳定碎石基层施工要关注含水量控制，施工环境的动态变化和料体自身的干缩特点造成含水量管理难度增加，所以在料体性能的设计考量中，要注重气候信息收集，实现混合料含水量动态控制。本项目施工季节为夏季，经常出现高温度环境，水分蒸发加快，这就要求施工中更加注重料體的含水量控制;

（2）一般施工现场与混合料生产场地距离较远，为降低水分蒸发造成混合料性能降低的影响，保持混合料正常性能，混合料进行配比设计过程中，可以将含水量升高到最佳含水量的1.005～1.01倍;

（3）运输过程中，要尽量采用土工布等材料进行料体的遮掩，以减少运输途中水分蒸发，保证混合料能够符合施工标准。

2.4.2水泥剂量的控制

（1）基层裂缝概率随着水泥剂量使用增多而增大，本项目基于减少裂缝的目标，选用水泥剂量应用较少的振动成型压实法，作为水泥稳定碎石基层各级粒径颗粒的配比方案;

（2）为保证芯样完整，加大混合料水泥掺量，能够增强基层强度，但是水泥剂量升高导致的基层裂缝问题要高度关注;

（3）抗裂型水稳能够让混合料强度升高，粗集料的挤压作用是决定性因素。水泥用量管控过程中，要保证其使用量小于设计值的1.005倍;

2.4.3级配的控制

（1）為满足抗裂性标准，在水泥稳定碎石科学的配合比设计工作上，应该给予足够的重视，在各级粒径颗粒的生产和分配上要注意筛孔的误差范围控制，允许的误差范围为：0.075mm，±1%;≤4.75mm，±4%;>4.75mm，±6%;

（2）水泥稳定碎石抗裂性能主要来源于稳固的骨架结构的形成，要重视4.75mm和0.075mm关键筛孔的通过率管控;

2.4.4离析的控制

混合料表面经过碾压施工，容易造成离析现象。局部的块状和条状是主要呈现状态。表面离析问题的预防可以从下面几点入手：

（1）运输车辆装料移动频率提升，可以有效预防水泥稳定碎石混合料的细、粗细集料离析的现象;

（2）摊铺机等料时间过长，会导致块状离析现象的产生，所以在摊铺机施工过程中，第一要充分保证其收斗拢料频率和运行速度控制，使铺料和上料保持正常;第二要保持螺旋布料机的旋转速率呈匀速状态;

（3）裂缝问题在一定程度上来源于机械离析的作用，在摊铺机螺旋挂杆和变速箱位置安装反方向叶片，用以防止出料离析现象。

2.4.5养护

（1）混合料凝固过程中，水泥水化强度大小在一定程度上取决于水分含量，在水泥稳定基层碾压完成后，要在水泥稳定基层进行篷布加盖，同时采取必要的洒水养护，保持水分充足，达到预防干缩性裂缝现象出现的目的;

（2）基于对基层干缩、温缩等病害的管控，要始终保持水分含量正常，同时还要避免高温施工环境;水泥稳定碎石施工要选择温度适宜的时间段，保证科学的施工温度。

3裂缝的处理

基于经验积累和施工现场情况分析，基层裂缝的处理往往采用进口聚酯玻纤布或自粘式SBS聚酯玻纤布。相关材料技术要求见表3～表4。

4结论

水稳基层裂缝治理技术，在路面施工阶段需高度重视，综上所述可知含水量多少、温度高低以及级配设计选定等因素，都会对水泥稳定碎石基层裂缝有所影响。在工程实践中，水泥稳定碎石基层裂缝难以预防，并且该病害危害较大，不能只重视施工技术要点，要充分关注后期养护、施工管理等工序中的细节，做好综合控制，就能够将裂缝概率控制到最低，从而提高路面的路用性用。

参考文献：

[1]杨志强，张玉玲.公路半刚性路面裂缝修复技术的应用[J]. 公路交通科技（应用技术版），2017，13（04）;

[2]高俊启，耿任山，盛余祥，安平，靳佩佩. 基于BOTDA的机场道面半刚性基层裂缝扩展规律[J]. 交通运输工程学报，2017，17（01）;

[3]何延明.半刚性基层裂缝控制技术在新建县境内国道G105中的应用[J]. 华东公路，2017，（03）;

[4]赵晓栋.高速公路热沥青同步碎石封层施工技术[J/OL]..交通世界，2017，（15）;

[5]刘文占.高速公路半刚性路面裂缝分析及养护技术[J]. 交通世界，2016，（Z1）;

[6]高速公路沥青路面材料、工艺与结构的一体化[J]. 李哲.交通世界. 2019（Z1）;

[7]公路施工沥青路面施工技术原理[J].熊亮.建材与装饰. 2018（15）;

[8]排水沥青路面在宁宿徐公路中的应用[J].魏广才，李明亮，李俊，曹东伟，张云霞.公路交通科技（应用技术版）.2016（12）;

[9]浅谈高速公路沥青路面的质量控制[J].朴俊杰.中小企业管理与科技（下旬刊）. 2010（02）;