市政高速公路水穩(wěn)基層裂縫原因及防治

牛 磊

（青島交通工程監(jiān)理咨詢有限公司，山東 青島 266000）

1 在建高速公路水穩(wěn)基層裂縫調(diào)查

某高速公路工程總長46.8 公里，雙向6 車道，路面寬34.5 米，設(shè)計(jì)速度120 公里/小時(shí)，采用的是瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)?；鶎邮欠€(wěn)定的碎石基底，鋪設(shè)水泥厚度為35 厘米，該項(xiàng)目于2013年2 月開始施工，路面主體于11 月完工。但因冬季氣溫低的原因，瀝青表面的施工工作無法進(jìn)行，整個(gè)基層因無法承受低溫而出現(xiàn)裂縫。有關(guān)部門于2014年3 月進(jìn)行基層質(zhì)量檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，水穩(wěn)基層頂面部分以及瀝青下層部分的裂縫現(xiàn)象最為明顯。

1.1 高速公路路面裂縫情況

K7 + 220～K7 + 247 左面瀝青中層出現(xiàn)的裂縫長27 米，裂縫方向?yàn)榭v向，裂縫寬1 至2 厘米而且有不斷擴(kuò)大的趨勢。 K11 + 130～K11 + 345 右面基層的上表面上一共出現(xiàn)27個(gè)裂縫，其中橫向裂縫共計(jì)21 個(gè)，縱向裂縫共計(jì)6 個(gè)。裂縫平均長度為13 到29 厘米。K16 + 400 的左下方的下層出現(xiàn)一道長13.4 米，寬4 至11 毫米的縱向裂縫。 K21 + 260～K21 + 605 右面基層的上表面部分出現(xiàn)3 個(gè)長度在11.5 到18.5 米之間的縱向裂縫。橫向裂縫共計(jì)14 個(gè)，平均長度為5到12 米，K30 + 245～K30 + 278 的右上頂部表面有1 個(gè)長33米，最寬處達(dá)2.5 厘米的縱向裂縫。K33 + 535～K33 + 546 的左段瀝青的上層出現(xiàn)1 個(gè)長度為11.4 米，最大寬度為1.5 厘米的縱向裂縫。

1.2 查找裂縫成因

在裂縫位置通過鉆芯技術(shù)進(jìn)行取樣，并觀察裂縫的結(jié)構(gòu)和層次。在K16 + 400 段上，裂縫上下層發(fā)生了粘連，但芯樣較為密實(shí)完整且級(jí)配狀態(tài)良好，并且可以清晰地看到同一斷層的上下裂縫狀態(tài)。在對(duì)發(fā)生裂縫的路段按鋪設(shè)的順序逐層進(jìn)行銑刨工作時(shí)可以觀察到，裂縫的最大寬度為3 厘米，兩側(cè)的裂縫相互交錯(cuò)。裂縫的上表面出現(xiàn)凹陷并且可以觀察到每層中裂縫的發(fā)展?fàn)顩r，挖掘工作直至灰土層的頂面部分，之后對(duì)土壤層的頂部表面進(jìn)行取樣分析，以確定其含水量并分析裂縫的成因。

2 在建高速公路水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 荷載裂縫的成因

由于車輛行駛過程中的荷載重量較大，當(dāng)車輪反復(fù)地作用于路面時(shí)，基層的底部就會(huì)產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。特別是當(dāng)路面基層受到大量車輪荷載的影響，拉應(yīng)力就會(huì)超過基層的抗拉強(qiáng)度，并導(dǎo)致基層底部因無法承受重壓而開裂，這種開裂會(huì)逐漸擴(kuò)展到路基頂部。通常來說，在建路面裂縫的產(chǎn)生主要是由施工車輛的重壓引起的。

2.2 干縮裂縫的成因

通常來講，在施工完成后的10 至20 天內(nèi)，隨著水穩(wěn)基層部分施工的完成，施工材料的體積可能會(huì)因蒸發(fā)和水含量減少的影響而收縮，裂縫很可能在這種作用下產(chǎn)生。

2.3 施工裂縫的成因

如果基材的質(zhì)量未達(dá)標(biāo)，或者忽略了材料的測試和驗(yàn)收工作，那么不合格的材料將會(huì)被用于水穩(wěn)基層的建設(shè)中。水穩(wěn)基層的設(shè)計(jì)不夠合理，污泥的用量過大，混合比的設(shè)計(jì)不合理，施工期間對(duì)水量的把控不足，用于鋪設(shè)的混合物、層壓板等的保養(yǎng)不足，碾壓不夠到位等因素都可能會(huì)導(dǎo)致水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫。

2.4 基層原因引起的裂縫

K7 + 220～K7 + 247 部分主要為路基填充之前的橋面上坡部分的便道。如果在回填工作中未嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行相應(yīng)步驟，或出現(xiàn)道路碾壓不到位的情況，那么在結(jié)構(gòu)重量以及車輛荷載的影響下，路基可能會(huì)發(fā)生沉降并逐漸產(chǎn)生裂縫。通過對(duì)互通匝道的采樣和分析可以得知，基層和基層底部中的裂縫平行交錯(cuò)，它們之間的距離接近1.75 米，同時(shí)形成了一個(gè)小的滑動(dòng)面。路基抗壓強(qiáng)度不足以及不均勻的沉降可能是這些裂縫的成因。

3 在建高速公路水穩(wěn)基層裂縫的防治對(duì)策

3.1 加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的把控

確保水泥的初始和最終凝固時(shí)間符合要求，并使用緩凝劑水泥。初始凝固時(shí)間應(yīng)大于4.5 小時(shí)，最終凝固時(shí)間應(yīng)大于6 小時(shí)。32.5的普通硅酸鹽水泥為常用的水泥類型，其用量通常控制在5%左右以確保水泥的強(qiáng)度。應(yīng)在施工前做好水泥品種、強(qiáng)度和現(xiàn)場用量的試配工作，并確保合格的水泥按照要求使用。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)粗細(xì)集料質(zhì)量的控制，通常使用機(jī)制碎石技術(shù)研磨粗集料以確保顆粒之間的附著力，嚴(yán)格控制泥漿量，保證水泥和石材有效粘合。此外，做好石屑含量的控制工作也能有效預(yù)防裂縫，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)基層混合料的配比。

3.2 合理控制含水量

合理控制含水量不僅可以保證基層的壓實(shí)度還可以避免產(chǎn)生裂縫。 混合料運(yùn)輸、鋪路和碾壓過程都可能導(dǎo)致水分的流失，夏季相比較冬季水分蒸發(fā)得更快，因此在施工過程中必須注意控制含水量?；旌衔锏暮拷ㄗh比最佳含水量高1%～2%，這樣可以有效避免碾壓時(shí)出現(xiàn)粘輪、起拱等情況以確保碾壓質(zhì)量，最終達(dá)到預(yù)防裂縫的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，我國的高速公路建設(shè)取得了巨大成就的同時(shí)，高速公路施工技術(shù)在道路施工中的作用也日益凸顯。今后，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)此進(jìn)行深入研究并繼續(xù)改進(jìn)仍需改良的地方，以確保道路建設(shè)的質(zhì)量，從而達(dá)到加強(qiáng)區(qū)域間溝通效率以及緩解交通壓力的目的。