淺談路面基層水穩(wěn)裂縫的原因、預防及措施

王占臣，黃志偉，馬 勇

(1.龍建路橋股份有限公司國際公司，黑龍江 哈爾濱 150090；2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070;3.龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150090)

1 裂縫產(chǎn)生的原因分析

1.1 干縮性裂痕

當水泥穩(wěn)定基層養(yǎng)護方法、養(yǎng)護時間不當，則會引起水泥穩(wěn)定基層表面開裂現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在水穩(wěn)混合料在成型后；如發(fā)生過振及用含泥量較大的砂石材料配制混合料也會造成表面水泥含量多的砂漿層。

水泥穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生的干縮裂縫是在干燥環(huán)境硬化過程中，所含水分逐漸減少使體積收縮并變形，產(chǎn)生分段并均勻的裂縫。水泥、水和砂石集料的施工配合比未達到規(guī)范要求是水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因。當水泥與水起水化反應過程中，消耗的水分越多，說明混合料在凝結(jié)硬化前水泥含量越高；碎石集料的表面存在吸附水，其集料中的細集料成分越多，那么碎石集料的表面吸附水分就會增多，基層施工過程中混合料含水量也會增大，在施工過程中水分隨著蒸發(fā)而散失，容易產(chǎn)生干縮裂縫。

1.2 溫縮性裂痕

裂縫具體表現(xiàn)在熱脹冷縮后產(chǎn)生的。溫縮裂縫是水泥穩(wěn)定碎石混合料中的水泥具備熱脹冷縮的性質(zhì)，使其在混合料成型初期階段水泥發(fā)生水化反應放出熱量產(chǎn)生裂痕，在施工過程中水泥水化熱量散熱相對比較慢，會導致內(nèi)部溫度高使之體積膨脹，在外部溫度急劇降低不能充分散去內(nèi)部熱量所產(chǎn)生的物理收縮的現(xiàn)象導致的溫縮裂縫。此裂縫產(chǎn)生的主要原因是內(nèi)脹外縮相互制約，產(chǎn)生較大的應力，超過了基層極限抗彎拉強度。

1.3 荷載性裂痕

一般體現(xiàn)在外荷載作用下所產(chǎn)生的一種結(jié)構(gòu)裂縫，原因是路基的不均勻沉降所產(chǎn)生裂縫?？v向裂縫是水泥穩(wěn)定碎石基層常見病癥，主要產(chǎn)生原因為局部土基或底基層在施工過程中達不到規(guī)范要求。另一方面是重型車輛行駛過程對路基路面反復荷載作用下呈現(xiàn)弧狀分布，且表面形成一定的高度差產(chǎn)生反射裂縫。

2 裂縫預防技術(shù)措施

2.1 材料的選擇

在二、三級公路施工通常采用水泥加天然砂礫作為路面底基層與基層的材料。根據(jù)設(shè)計要求，水泥采用P.O.42.5水泥，底基層、基層水泥含量一般為5%和5.5%，在試驗路段完成后，經(jīng)過養(yǎng)生期，表面產(chǎn)生不均勻裂縫。由于路基經(jīng)過驗收，施工質(zhì)量可以保證。在氣候條件適宜的情況下，主要考慮出現(xiàn)裂縫的原因在于材料的技術(shù)指標未達到規(guī)范要求，因此需更換天然砂礫砂場，重新選定料場。

2.2 水泥

水泥的含量和標號嚴重影響水穩(wěn)底基層和基層的質(zhì)量。在基層施工過程中，經(jīng)過實驗室對拌合站出料后進行EDTA試驗表明，水泥拌合不夠均勻，水泥含量時大時小，根據(jù)實驗結(jié)果及時調(diào)整拌合站的各項功能指標，對整個拌合站進行檢查，確保拌合的均勻性，調(diào)整后滿足水穩(wěn)砂礫底基層的要求。施工中需調(diào)整好水泥的供應充足，保證存放期，避免水泥生產(chǎn)后存放期不足直接投入混合料拌合后，在拌合中產(chǎn)生大量水化熱，使其內(nèi)、外部溫度形成溫差，在一定的條件下產(chǎn)生裂縫。

2.3 集料

省道哈北公路綏巴界至綏化段改擴建工程底基層根據(jù)設(shè)計采用天然砂礫，由于天然砂礫采集的地點不唯一，每一種天然砂礫的級配都不同，經(jīng)過篩分試驗后，雖可進入級配，但區(qū)間跨度有大有小，有接近上限，也有接近下線，或存在某種材料不足，需新進材料進行摻配。在卸料過程中，卸料不均勻，不可避免的產(chǎn)生材料配合比不均勻，所以嚴格控制集料的級配成為了重中之重。尤其是細集料，為保證質(zhì)量，必須嚴格控制集料中細集料的含量和塑性指數(shù)，以減少水穩(wěn)砂礫中粘性成分含量，通過多次進行平行試驗，對料堆的采集有方法，必須具有代表性。

2.4 及時養(yǎng)護及封閉施工段落交通

水泥在拌合站拌和后水化時會消耗材料內(nèi)部分水分，產(chǎn)生熱量時又要消耗掉一部分水，使水含量消耗過大，會影響水化過程的進行，強度就難以形成，而易產(chǎn)生裂縫。如不及時封閉道路，外界車輛進入，對未達到養(yǎng)生期的水穩(wěn)砂礫底基層、基層來說，也會影響其質(zhì)量，并直接易產(chǎn)生裂縫。所以，及時養(yǎng)護澆水和作業(yè)完成及時封閉道路作為重要的工作，可以減少自然和外部因素對其質(zhì)量的影響。

2.5 運輸

混合料運輸過程中，由于車速不均勻，加之道路情況不同，上下顛簸和急剎急加速，對材料的均勻性都會產(chǎn)生影響，材料極易發(fā)生離析現(xiàn)象。這就對運料車駕駛員的要求較高，在運料行駛過程中，要勻速，避免急剎急加速，對路況熟悉，行駛于平緩的道路，卸料時勻速平緩。通過技術(shù)培訓和熟練掌握駕駛技術(shù)可以降低離析現(xiàn)象的發(fā)生，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

2.6 及時鋪筑下層材料

當養(yǎng)生期達到規(guī)定天數(shù)，應及時鋪筑基層或下面層，雖然底基層、基層材料在養(yǎng)生過程中及時灑水養(yǎng)護，并有土工布保護，但長時間的暴露暴曬下，會對質(zhì)量產(chǎn)生影響，水分也會流失，進而過干而加劇產(chǎn)生干縮裂縫。

3 通過摻加不同的材料提高抗裂性能

(1)提高水泥穩(wěn)定底基層、基層的抗裂性能有效途經(jīng)為可摻加一定量的纖維材料，使半剛性基層材料的抗裂性能得到提高?？刂圃诤侠淼睦w維摻量，可提高無側(cè)限抗壓強度。

(2)添加低劑量粉煤灰。粉煤灰能適當降低水化熱、減少用水量，在添加粉煤灰后，材料初期會有一定的膨脹，能有效減少干縮裂縫。添加粉煤灰還可以適當提高強度，在保證同等強度時可部分降低水泥含量和混合料的用水量，能達到降低水化熱和減少裂縫產(chǎn)生的效果，并適當降低工程成本。

(3)加入膨脹劑，也可以減少水泥穩(wěn)定基層的干縮裂縫。在混合料中使用減水劑適當降低含水量，也可以達到減少干縮裂縫的目的。

4 裂縫處理

(1)水穩(wěn)基層裂縫可采用改性瀝青乳化灌縫。改性乳化瀝青在裂縫增大時可產(chǎn)生彈性形變，繼續(xù)保持其密封作用。在灌縫前，應對裂縫進行處理，針對于裂縫進行切縫，并清理干凈，再用噴槍進行灌縫。

(2)裂縫較小時，不用切縫，可直接噴射改性乳化瀝青，噴射完成后立即加鋪自粘式玻璃纖維格柵。

(3)開放交通前一定要在裂縫處理完成之后。在施工中必須做好封層工作。