公路工程施工中水穩(wěn)基層裂縫的防治

劉松華

摘要：水穩(wěn)基層施工質(zhì)量是保證道路水穩(wěn)和使用安全性的關(guān)鍵。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)公路施工中經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，找出問(wèn)題的主要原 因;制訂有針對(duì)性的預(yù)防措施，減少質(zhì)量問(wèn)題，保證公路施工的順利進(jìn)行。本文對(duì)公路工程施工中水穩(wěn)基層裂縫的防治進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路施工;水穩(wěn)基層;基層裂縫

引言

水泥穩(wěn)定碎石穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、剛度大，能提高路面承載力，是修 建高等級(jí)公路常用的路面基層材料。但其是半剛性屬性，容易受到溫度和 濕度變化影響而產(chǎn)生溫度收縮和干燥收縮，從而導(dǎo)致基層產(chǎn)生裂縫，尤其 是在高溫高寒氣候條件下水，收縮開(kāi)裂行為表現(xiàn)得更為嚴(yán)重?；鶎恿芽p不 僅會(huì)明顯降低基層耐久性和強(qiáng)度，而且會(huì)反射到瀝青面層，使路面出現(xiàn)裂 縫破壞，降低道路的使用年限。

1 水穩(wěn)基層裂縫成因

（1） 各種不同標(biāo)簽的收縮程度差別很大，例如，礦渣水泥比硅酸鹽的 收縮程度略高。（2）水泥的抗彎強(qiáng)度沒(méi)有得到充分考慮。當(dāng)抗彎強(qiáng)度較高 時(shí)，混合料甚至可以抵抗由于內(nèi)部溫度應(yīng)力而增加的變形能力，從而有效 地防止了溫度收縮裂紋的產(chǎn)生。但是，在實(shí)踐中，在審查水泥性能時(shí)，通 常只強(qiáng)調(diào)水泥的抗壓強(qiáng)度，而沒(méi)有充分注意抗裂性。（3）水泥貯存時(shí)間不 足，不能直接使用，因此在水合物反應(yīng)后會(huì)排放大量的水和熱量，導(dǎo)致室 內(nèi)溫度較高，室外溫度偏差較大，導(dǎo)致溫度裂縫。（4）力的過(guò)度追求會(huì)盲 目增加水泥用量，導(dǎo)致混合物劇烈收縮中出現(xiàn)裂縫。

2 施工要點(diǎn)

2.1 施工放樣

基坑施工開(kāi)始前，先檢查確定底基層的質(zhì)量是否達(dá)到要求，經(jīng)檢查確 認(rèn)合格后，利用全站儀進(jìn)行中線恢復(fù)，在直線段按照 10m 的間隔距離設(shè)樁，在平曲線段按照 5m 的間隔距離設(shè)樁，并準(zhǔn)確放出邊樁，邊樁因共設(shè)置在路 肩邊緣以外 30～50cm 的位置。將邊樁設(shè)好后，對(duì)其實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量，根據(jù)設(shè) 計(jì)標(biāo)高在現(xiàn)場(chǎng)確定水穩(wěn)層頂部需要達(dá)到的標(biāo)高，即施工標(biāo)高，此時(shí)應(yīng)充分 考慮壓實(shí)系數(shù)。施工中一旦發(fā)現(xiàn)標(biāo)樁移動(dòng)或損壞丟失，應(yīng)立即補(bǔ)樁。

2.2 混合料碾壓

水穩(wěn)層攤鋪完成并檢查合格后，先由三輪壓路機(jī)實(shí)施靜壓，然后用振 動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行連續(xù)振壓，直到密實(shí)，碾壓一般要從橫坡的下層向上層進(jìn)行，以保證表面的平整度。在混合料顆粒實(shí)際含水量適宜的情況下，通常要碾 壓 6 遍以上?；鶎幽雺簳r(shí)，相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員必須跟班作業(yè)，測(cè)定混合料 中顆粒含水量與基層壓實(shí)度，檢測(cè)確定顆粒實(shí)際含水量保持在最佳范圍內(nèi) 后，開(kāi)始穩(wěn)壓，此時(shí)壓路機(jī)的行駛速度要控制在 1.5～1.7km/h 范圍內(nèi)，具體的碾壓長(zhǎng)度需根據(jù)氣溫確定。當(dāng)在直線段進(jìn)行碾壓時(shí)，需從兩側(cè)路肩 開(kāi)始不斷向路中心進(jìn)行碾壓，而在平曲線段進(jìn)行碾壓時(shí)，需從內(nèi)側(cè)路肩開(kāi)?始不斷向外側(cè)路肩碾壓。在碾壓過(guò)程中，壓路機(jī)的后輪應(yīng)始終保持輪寬一 半的重疊。碾壓時(shí)，若混合料表面由于氣溫過(guò)高水分快速蒸發(fā)，則應(yīng)及時(shí) 做好灑水。在碾壓施工最后階段，當(dāng)壓路機(jī)過(guò)重時(shí)，可能會(huì)使基層由于受 到太大的應(yīng)力導(dǎo)致破壞，或碾壓時(shí)間過(guò)程也會(huì)造成破壞。因此，應(yīng)控制好 碾壓應(yīng)力與時(shí)間，防止成型的基層結(jié)構(gòu)被破壞，影響強(qiáng)度的提高。

3 水穩(wěn)基層裂縫處理

在處理水穩(wěn)基層裂縫的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本原則：對(duì)于橫向 長(zhǎng)度在 5m 以上，而且間隔距離在 10m 以內(nèi)的裂縫，必須予以返工;對(duì)于 橫向長(zhǎng)度在 5m 以上，且間隔距離超過(guò) 10m 的裂縫，應(yīng)采用土工布或者是 玻璃纖維格柵進(jìn)行處理。

4 控制措施研究

4.1 攤鋪材料控制

攤鋪材料應(yīng)提前檢查含水量并計(jì)算材料當(dāng)天的配合比，保證施工材料 達(dá)到最優(yōu)配合比而發(fā)揮最大使用性能，實(shí)際采用的水泥劑量和現(xiàn)場(chǎng)抽樣的 實(shí)際水泥劑量控制在小于配合比的水泥劑量，混料到場(chǎng)后及時(shí)取樣檢測(cè)含 水量等指標(biāo)，對(duì)施工材料質(zhì)量嚴(yán)格控制使之達(dá)標(biāo)。

4.2 層間級(jí)配碎石層控制

級(jí)配碎石是由特粗式開(kāi)級(jí)配瀝青碎石結(jié)合了組成，它能夠?qū)⒂捎谛熊?荷載和溫度作用下引起的半剛性基層的應(yīng)力進(jìn)行消散。目前國(guó)內(nèi)采用配碎 石層作為中間層的設(shè)計(jì)并沒(méi)有得到大范圍的普及，但在國(guó)外這種設(shè)計(jì)已經(jīng) 作為減少反射裂縫的措施，并獲得了大量的推廣和應(yīng)用。我國(guó)江蘇省也鋪 筑了級(jí)配碎石層試驗(yàn)路，根據(jù)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)鋪設(shè)及配碎石層的路面反射裂縫 較未鋪設(shè)的路面有一定程度的減少。

5 再生水穩(wěn)基層層間措施抗反射裂縫分析

防治層厚度影響，面層底部的反射裂縫的擴(kuò)展快慢與層間防治層厚度 有關(guān)，隨著層間防治層厚度的不斷增加，瀝青層底部最大彎拉應(yīng)力和最大 剪應(yīng)力分別有所降低，且減小幅度不斷降低，可見(jiàn)層間防治層并不是越厚 越好。合理設(shè)置防治層能有效減少裂縫擴(kuò)展，但厚度的設(shè)計(jì)需根據(jù)裂縫分 布及實(shí)際綜合確定。

6 水穩(wěn)基層裂縫防治

6.1 水泥用量和質(zhì)量控制

（1） 根據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求的能力，水泥的實(shí)際使用受到嚴(yán)格控制，范圍?在 4 %至 5.5%之間。 （2）優(yōu)先考慮硅酸鹽水泥，施工所用水泥的水、熱不?應(yīng)過(guò)大，干通縮應(yīng)盡可能小，彎曲和壓力強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（3）在條?件允許的情況下，可添加適當(dāng)數(shù)量的添加劑，如電容器和減水劑，以延長(zhǎng)?初始冷凝時(shí)間，減少水合物反應(yīng)所需的水量，并有效提高水泥的技術(shù)性能。

.2 選擇總數(shù)

骨料粒度進(jìn)行調(diào)整，以增加某些粗骨料的實(shí)際數(shù)量，降低骨料的精細(xì) 含量，從而確保骨料形成焊接結(jié)構(gòu)?；旌衔锉仨氉銐蚓鶆?，以保證質(zhì)量穩(wěn) 定。

6.3 混合材料的健康

穩(wěn)定基層施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行灌溉維護(hù)，基層實(shí)際壽命應(yīng)大于 7d，基 層表面應(yīng)在整個(gè)增肥過(guò)程中保持濕潤(rùn)。一層油必須在健康結(jié)束后第二天均 勻撒此外，路面施工前，應(yīng)關(guān)閉交通，減少車輛的裝載量，盡快實(shí)施路面 施工。施工前應(yīng)仔細(xì)清理基層和清理垃圾，否則會(huì)影響基層和基層的正常 組合，造成薄弱環(huán)節(jié)。

6.4 伸縮縫設(shè)置

高溫高寒氣候極易使水穩(wěn)基層出現(xiàn)裂縫，同時(shí)基層裂縫反射到瀝青面 層使瀝青路面出現(xiàn)裂縫破壞，導(dǎo)致道路的整體性能降低。通常鋸縫深度只 是水穩(wěn)基層的部分厚度，在熱脹冷縮作用下，易產(chǎn)生受力不均，在集中應(yīng) 力作用下更容易發(fā)生開(kāi)裂，水穩(wěn)裂縫容易往上反射破壞面層。溫度疲勞裂 縫：在日照強(qiáng)烈、晝夜溫差大的氣候環(huán)境下，基層因熱脹冷縮產(chǎn)生較大溫 度應(yīng)力，這種溫度應(yīng)力反復(fù)作用直接導(dǎo)致基層產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂。

6.5 攤鋪工藝

傳統(tǒng)基層施工方法是把水穩(wěn)層分層施工，先攤鋪下基層，至少養(yǎng)生 7 天滿足強(qiáng)度后，才能施工上基層;上層攤鋪完后，同樣需養(yǎng)護(hù) 7 天。對(duì)于 半剛性材料，分層施工易導(dǎo)致層間粘結(jié)性差，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)單層受力時(shí)就 會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，破壞了水穩(wěn)層的整體性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。尤其在低溫高寒氣候下，路面溫度隨著冬季溫度的下降而下降，基層材料開(kāi)始收縮，由于基層材料 的收縮量與面層不同以及基層受到上下約束，當(dāng)氣溫下降到一定極限時(shí)，基層材料的拉應(yīng)變、拉應(yīng)力超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生低溫收縮裂縫，就 會(huì)引起基層開(kāi)裂。層間含水量不同、或?qū)娱g污染使兩層很難結(jié)成一體，雖然 可采取在層間灑水泥漿的措施進(jìn)行層間連接，但撒水泥漿的效果和均勻性不 是很理想。如上下層攤鋪間隔時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致膨脹系數(shù)不同、密實(shí)度不同、水穩(wěn) 養(yǎng)生不及時(shí)、灑水養(yǎng)生及覆蓋不到位都是水穩(wěn)裂縫出現(xiàn)的重要原因。

結(jié)束語(yǔ)

引起水穩(wěn)干縮裂縫的因素很多，需要進(jìn)行全過(guò)程質(zhì)量控制，結(jié)合氣候 狀況，突出重點(diǎn)。只要在施工過(guò)程中充分考慮各種影響因素，采取多種有 效措施預(yù)防，從原材料、配合比設(shè)計(jì)、施工過(guò)程質(zhì)量控制上嚴(yán)格把關(guān)，就 能減少水穩(wěn)收縮裂縫的產(chǎn)生，保障基層的施工質(zhì)量。

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