高速公路建设中水稳基层裂缝原因及防治方法研究

文/周春风

1 高速公路水稳基层裂缝控制的重要性

高速公路作为人们出行必不可少的交通方式，其基层质量决定着高速公路的整体运行情况。高速公路选用水泥稳定碎石，是因为这种基层具有较高的荷载能力，其强度和刚度都与高速公路日常运行要求相匹配。但是水稳基层却有易开裂的性质，如果开裂的病害没有得到解决，那么高速公路的稳定性也不能得到保证，过路车辆人员的安全也得不到保证。同时，由于高速公路的建设周期较长，成本较大，一旦将高速公路投入使用后，就要减少其维修的次数。如果基层裂缝没有得到很好的预防控制，那么不但会消耗过多的成本，导致施工难度加大，还会造成交通堵塞，影响城市的发展建设。水稳基层裂缝作为高速公路的重点关注内容，做好其控制工作，不仅是为了道路的安全通行，更是提高城市整体的建设水平，我们应该站在一个更高的角度来看待水稳基层裂缝控制这个工作[1]。

2 高速公路建设中水稳基层裂缝原因

2.1 纵缝

纵缝是目前高速公路中极易出现的基层裂缝，它不仅对基层施工工程的质量产生了影响，还给整个高速公路带来了安全隐患。纵缝出现的原因之一就是在高速公路的施工建设中，由于管理不到位，未在建设时按照工程规定的标准夯实基层的局部土基，其结果就是不能保证路基沉降的均匀性，当路基在受到车辆荷载的力量作用下，反射裂缝就会形成。同时在高速公路施工建成后，如果后期对其不加大养护力度，也会让水稳基层产生纵缝。水稳基层的厚度是比较大的，所以在碾压施工时采取的都是分层作业的施工方法，当第一层的成型厚度大于15cm 时，就会导致基层的承重能力弱，从而形成裂缝。纵缝的出现不仅严重对高速公路的行车安全和舒适度造成影响，还会让高速公路的路面高低不平，影响高速公路的美观程度。

2.2 温缩裂缝

在高速公路的施工建设过程中，水稳基层施工作为关键的环节，对于原材料的质量和性能都有着很高的要求。当施工原料中的水泥含量达到5%左右的时候，就会产生明显的热胀冷缩物理反应，施工时在水泥水化热作用的影响下，由于内部结构温度快速上升产生了膨胀的现象，当受到冷空气的作用后就会导致收缩问题的出现。在相互的作用下，水稳基层的结构应力加强，当结构应力超出了控制的指标或是抗弯拉强度水平达到最大值，温缩裂缝就会出现。在目前的水稳基层温缩裂缝中，其分布的状态多呈横向分布。

2.3 干缩裂缝

由于水稳基层有着一定的独特性，当水稳基层出现失水的问题时，就会导致干缩裂缝的形成。在高速公路的水稳基层建设施工中，混合原材料会受到温度的影响，具有直接性的性质。在实际的基层施工中，如果实际的水分流失较大，水稳基层就会出现失水问题，导致体积缩小以及基层明显的变化，以阶梯性为主要的特征。在这种施工条件下，会加大水稳基层的干缩裂缝出现概率。以基层施工时的原料来说，水泥在混合原料中占比是比较大的，所以说水稳基层对于水的要求也会比较大，当施工时水分无法达到水稳基层的建设要求，就会导致干缩裂缝的形成，给高速公路建设留下隐患。

2.4 网状裂缝

网状裂缝即龟裂。水稳基层的建设施工中，如果存在较大的局部弯沉，重力施加于外部后，内部的结构就会受到影响，甚至产生破坏，一定程度上加大网状裂缝形成机率。网状裂缝对于高速公路而言，其具有很大的破坏力。雨雪等恶劣的自然环境影响下，应力牵扯和翻浆的概率都会提高，导致公路建设质量得不到保证。网状裂缝在前期的表现只是网状的细纹，但是如果对其处理的时效性不足，由于水分具有持续蒸发的特点，导致裂缝进一步扩大，裂缝的程度也加大，坍塌的现象也更加明显，严重影响了整个基层的状态。

3 高速公路水稳基层裂缝的防治方法探讨

3.1 注重原材料质量

高速公路建设时应根据自身的实际情况，注重高速公路水稳基层原材料的选择和质量控制，保证其性能达到工程要求。水稳基层在高速公路的投入使用中，一旦发生开裂且解决时效性不足，那么就会导致裂缝问题加剧，导致危险事故发生。为了预防此类事件发生，就必须从源头上控制，科学选用原材料。在水泥的选择上，为保证水泥初凝与终凝中存在的差异性得到满足，以选用缓凝水泥为最佳。合理延长水泥初凝的时间，可以有效地确保施工效果，一般时间延长4.5h 以上，而终凝的时间可以在6h 以上，确保水泥材料的有效使用。同时,在基层施工中使用32.5 标号的硅酸盐水泥可以强化水稳基层的强度，做好基层水泥材料选择的同时，还要对使用剂量进行试配，确定水泥材料的强度等级，通过科学化的管控手段保证工程质量，提高水稳基层的性能。在混合材料的投入使用中，粗细集料的质量管理控制是关键。机制碎石加入其中，可以很好地改善水泥与碎石之间的黏连度，达到减少收缩开裂概率的效果。粗集料在实际的施工操作中需要对其研磨，使颗粒能够达到很好的附着能力。在此基础上做好泥浆量的控制，水泥与石材黏合时为避免出现开裂，需要对石屑含量严格管理，优化完善基层混合料的配比，进而确保原材料的质量，加快高速公路发展建设以及质量水平，延长其使用期限[2]。

3.2 科学控制含水量

水泥稳定碎石主要是由水泥和集料组成的。这两者经过不断的拌和过程形成水化凝结硬化从而形成基层。水稳基层的含水量的科学控制是十分重要的，因为含水量会直接对基层压实程度产生影响，是保证基层压实度的重点，而且也是对裂缝进行有效预防的关键部分。在混合料的运输过程中，要考虑到运输时会伴随一定程度的水分流失现象，特别是在夏季高温炎热的天气情况下。所以在含水量控制方面，要求水泥稳定碎石的含水量要比规定的要求高1%左右，如果水泥稳定基石的含水量过低，基层的表面就会表现得十分松散，达不到聚集的效果，不利于碾压的工作。而且在碾压期间也很容易有起皮的问题，严重影响碾压工作。如果含水量过高就会导致开裂的病害出现，所以说科学控制含水量这一工作应该得到施工人员的密切关注。在实际的施工过程中，相比于最佳含水量其所用的混合料应高于该值的1%～2%左右，有效避免碾压粘轮的问题，更好地提高碾压的密实度，从而达到有效预防开裂问题的效果。

3.3 严格控制压实度

高速公路的施工建设中，为了有效地加强水稳基层的综合性能，严格控制压实度是一项重点工作。由于高速公路会承受来自不同运载车辆的碾压力量，所以公路塌陷现象也会存在差异。而控制压实度可以提升高速公路的承重能力，减少外部的压力影响，水稳基层的内部结构得到改善，裂缝现象也会明显得到控制。在这一工程中，需要关注好井圈周围的状态并进行严格的控制，使其厚度高于基层其他部位，保证石料粒料的均匀化，当混合材料的密度变化显著减少后，水泥稳定基层的稳定性就能得到良好的改善。

3.4 进行分层碾压

水稳基层的施工中应用分层碾压技术。当下基层进行初凝工作后再对上基层摊铺，碾压成型后才对其进行终凝工作。为了更好地保证施工效率和质量，对分层碾压的时间要进行科学合理的控制，做到前后碾压工作能够进行密切的衔接，保证开展施工的连续性，避免产生脱节的现象。在高速公路水稳基层的施工中，要结合工程的实际情况，在进行分层碾压的工作时，要对各环节的碾压质量进行严格的要求和控制，从而有效地保证水稳基层的稳定性能。在分层碾压的过程中，其作业的速度要保持在2.5km/1h 以上，但是不能超出4.5km/1h 的范围，保证碾压连续性，减少水稳基层出现裂缝的概率[3]。

3.5 降低外力的影响

在高速公路的建设中，水稳基层的刚性虽然优秀但是在承重力上却有不足。所以为了确保水稳基层的施工质量，需要就承重力问题进行考虑探讨，实施基层内部结构保护，在公路竣工之前控制好超重车辆，禁止通行，以避免出现水稳基层开裂现象。在开始施工之前也要深入地进行现场勘察，对工程相关的数据进行测量记录，对车辆的重量进行严格控制，从而保证水稳基层施工方案的有效性和合理性，通过降低外力影响对水稳基层开裂问题进行有效控制[4]。

3.6 加大养护工作力度

在高速公路的水稳基层施工中，还需加大后期的养护工作力度，在基层的上面可以铺上厚草袋和避光塑料薄膜等，并对其进行洒水养护，达到夏季高温时水分蒸发现象能够有效减少的目的，从而预防干缩裂缝。冬季寒冷，在对基层进行养护时要及时采取防冻措施，避免结冰，保证好碎石和水泥凝结硬度的达标。相关工程建设部门要根据施工的标准和要求合理展开水稳基层施工，做好验收工作。

4 结语

综上所述，在高速公路建设中，水稳基层以其优越的路用性能被广泛运用于公路基层建设中。水稳基层作为高速公路建设的重点项目之一，相关施工单位和工作人员要重视基层建设，从自身实际出发，采取严格原材料控制，选择合适的施工方法等手段最大限度地避免水稳基层的裂缝现象，提高高速公路的整体性能，从而更好地推动城市以及国家的交通运输业快速发展。