芻論水穩(wěn)基層施工工藝及其對路面裂縫影響

夏圣余 陳曉虹

摘 要：本文是以筆者工作經(jīng)驗對瀝青路面裂縫產(chǎn)生的影響從原材料控制、施工過程控制、施工后的養(yǎng)生、底基層或墊層的處理四個方面分析了如何有效減少瀝青路面出現(xiàn)的各種裂縫數(shù)量，減緩裂縫出現(xiàn)的時間，達到延長瀝青路面使用壽命的目的。

關鍵字：水穩(wěn)；施工工藝；路面；裂縫

0引言

正如我們都知道，水泥穩(wěn)定碎石基層，由于其較高強度，剛度，穩(wěn)定性好，耐用性和抗凍性以及良好的附著力等，被廣泛應用于路面的主要結構形式?；鶎尤绻霈F(xiàn)裂縫就會減弱基層的耐久性，最終會使路面的使用壽命縮短。導致基層產(chǎn)生裂縫的因素有很多，如基層材料的特性，路基強度及穩(wěn)定性，底基層的強度及其均勻性，基層施工工藝，氣候影響等，如果控制好這些因素，瀝青路面的裂縫數(shù)量將會減少，出現(xiàn)時間將會延緩，使用壽命將會得到延長。

一、水穩(wěn)基層的特點

水穩(wěn)碎石即是指在一定的級配碎石中，摻入適量的水泥和水混合，按照技術要求，攪拌，攤鋪，壓實在最佳含水量和固化成型時，便可作為各級道路基層以及適用于為新的建設和半剛性路面道路改造。它具有強度和剛度高、成型快、水穩(wěn)性好、抗疲勞和抗凍性能好、施工方便等優(yōu)點。但是這種結構脆性和抗變形性能差，會隨著溫度的變化而產(chǎn)生溫縮裂縫，隨著含水量的變化而產(chǎn)生干縮裂縫。

二、基層裂縫的形成機理

基層裂縫的產(chǎn)生，主要就是由于基層所使用的材料溫縮以及干縮的應變產(chǎn)生拉應力遠遠要大于基層自身的極限，因此強度不夠高的斷面就會最先產(chǎn)生裂縫。

1低溫收縮。一般在夏季高溫和常溫時半剛性基層就已施工成型，入冬后由于溫度驟降，基層混合料遇冷收縮，在收縮過程中由于會受到底基層的約束，收縮拉應力隨之產(chǎn)生。若收縮拉應力超過材料自身的極限抗拉強度，基層就會產(chǎn)生溫縮裂縫，裂縫通常是橫向的，溫度變化越快，溫差越大，底基層的約束就越大，則基層就越容易出現(xiàn)裂縫。

2干燥收縮。干縮系數(shù)與材料特性及混凝土含水量有關，粗集料沒有細集料干縮變形大，不易開裂；混凝土硬化后的水分蒸發(fā)縮小了混合料顆粒間的空隙會引起基層干燥收縮。影響基層干燥收縮的因素有很多，例如集料級配不良、細料含量過多、水泥使用劑量大、混合料含水量大、施工時氣溫過高都會加大基層的干縮。一般基層完工后的巧至20天裂縫就會開始形成，通常由兩側邊緣向中間擴大伸展，而隨著時間的推移，經(jīng)過無數(shù)次的日曬雨淋后，裂縫數(shù)量和寬度就會增多增大，直至從面層貫通到基層。

三、對裂縫因素的控制

1原材料控制

1）集料的控制

①級配的控制：首先應控制集料中細料的含量，采用連續(xù)級配，必要時優(yōu)化級配，例如采用骨料密實性結構的礦料級配可以很好地使半剛性基層的干縮系數(shù)降低；②集料最大粒徑的控缸集料最大粒徑不大于 31.5mm，應事先對使用的碎石進行分級，然后進行適當摻配，最好破碎加工使用的礫石并進行篩分，盡可能保證使用級配碎石的穩(wěn)定；③含水量的控制：每次進行拌和之前必須檢測集料的含水量，并按加水量二最佳含水量一砂、石料含水量來控制。施工時應按在一定的時間間隔內(nèi)檢測混合料的含水量，發(fā)現(xiàn)異常情況時應立即進行調(diào)整，例如在碾壓過程中應保證混合料含水量接近最佳含水量，因為剛開始碾壓時水越多，成型后出現(xiàn)的裂縫就越多。

2）水泥劑量控制

水泥劑量也是一個基層裂縫產(chǎn)生的重要影響因素，應通過對集料級配進行調(diào)整達到提高基層強度的目的，應結合材料的性質(zhì)選取基層強度值，選用水泥穩(wěn)定砂礫作為基層時，其基層強度值應小于3.5MPa，這時能夠控制水泥的使用劑量在5%之內(nèi)；如果基層強度值不小于3.5Mpa，一種方法是選用水泥穩(wěn)定碎石作為基層，另一種方法是通過試驗在水泥穩(wěn)定砂礫中摻配適當?shù)姆勖夯?，這兩種方法都可降低基層的收縮系數(shù)，減少裂縫的數(shù)量。

2施工過程控制

（1）拌和過程控制：拌和混合料之前應該對各種集料的含水量進行嚴格控制，應覆蓋細集料，如砂石、石屑等，以防經(jīng)過雨淋使其含水量過大，導致配料的準確性和拌和的均勻性受到影響。應盡可能使用廠拌法進行混合料的拌和，保證混合料的均勻性；（2）攤鋪過程控制：攤鋪時應嚴格預防粗、細集料出現(xiàn)離析，這時可以通過在兩邊支設模板來增加邊緣處的密實度及強度以防裂縫從邊緣強度薄弱位置開始出現(xiàn)；（3）碾壓過程控制：在碾壓過程中，混合料的含水量宜控制在最佳含水量士1%的范圍內(nèi)或者稍小于最佳含水量。除了控制最佳含水量，及時進行壓實也是很重要的，規(guī)定的延遲時間不應超過兩小時，時間越長，基層強度在成型后就越低，從而基層抵抗干縮應力的能力也會降低，裂縫出現(xiàn)的幾率也隨之增大。

3養(yǎng)生控制

養(yǎng)生期間應禁止重型車輛通行，保證基層表面一直保持濕潤，并根據(jù)現(xiàn)場實際把養(yǎng)生時間延長至面層施工之前，在基層成型后盡量先采用薄膜覆蓋的方式養(yǎng)生，接著灑水養(yǎng)生且不得漏灑或少灑邊緣處，晝夜溫差較大時可以使用覆蓋物進行保溫。養(yǎng)生后要按《公路工程施工工藝標準》的有關規(guī)定對水泥穩(wěn)定碎石基層進行實測，保證基層的施工質(zhì)量。

4底基層或墊層的處理

不均勻的沉降會造成基層上部的開裂或者裂縫的增加，并且較易反射到面層，導致瀝青面層產(chǎn)生裂縫。因此在路基土石方施工時應嚴格按照規(guī)范分層填筑、壓實，盡量提高底基層或墊層的壓實度，底基層或墊層表面要處理干凈，并保持濕潤，減少其與基層之間薄土夾層，強度、剛度及穩(wěn)定性都滿足要求。另外，當有半填半挖路段或者舊路改造時，必須處理好填挖過渡段或者新舊部位結合的問題，盡可能保證強度的一致性，同時對底基層或墊層表面的高程進行嚴格控制。

四、結束語

現(xiàn)如今水穩(wěn)碎石基層已經(jīng)被廣泛地運用于各等級公路，其對于道路工程質(zhì)量的提高以及瀝青路面使用的壽命延長具有很重要的意義。而水穩(wěn)基層的裂縫若反射到瀝青面層，會給路面帶來安全隱患，大大降低路面的耐久性，且裂縫修補的成本一般都很大，所以應重點對基層裂縫的產(chǎn)生進行預防，對結構層的設計、基層施工工藝流程、施工后的養(yǎng)生及底基層或墊層的處理等環(huán)節(jié)進行嚴密組織、精心管理，充分發(fā)揮水泥穩(wěn)定碎石基層的優(yōu)勢，克服其本身缺陷。