淺談公路改擴(kuò)建工程水穩(wěn)基層開(kāi)裂原因及防治措施

程海生

摘? 要：水穩(wěn)作為公路工程重要的一種基層形式，被廣泛應(yīng)用于各等級(jí)公路新建、改擴(kuò)建工程中，但受原材質(zhì)量或施工等影響易發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。本文選取某公路改擴(kuò)建項(xiàng)目案例，從各方面分析水穩(wěn)基層開(kāi)裂原因，并給出具體的解決措施，最后結(jié)合案例提出幾點(diǎn)防治建議，以期能夠?yàn)橥?lèi)型工程提供參考。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)基層;開(kāi)裂;防治措施

1引言

受初期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)影響，我國(guó)當(dāng)前很多公路存在基層強(qiáng)度不足、路面寬度不滿足要求等情形，為滿足日漸增長(zhǎng)的交通量需求并節(jié)約成本，多采取改擴(kuò)建工程形式。因水泥穩(wěn)定碎石的剛度、強(qiáng)度性能良好，因此常作為各等級(jí)公路工程施工中的基層。但是很多改擴(kuò)建工程在水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)期即出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響后續(xù)正常運(yùn)營(yíng)，同時(shí)還會(huì)減少道路使用壽命。因此有必要對(duì)水穩(wěn)基層開(kāi)裂原因進(jìn)行分析，并采取科學(xué)有效的防治措施。

2工程案例

某國(guó)道改擴(kuò)建工程采取半幅施工半幅通行，在先行施工的半幅水穩(wěn)基層養(yǎng)護(hù)期發(fā)現(xiàn)基層出現(xiàn)了縱縫、橫縫、蜂窩狀龜裂縫等不同程度的病害問(wèn)題。該工程是基于一期路基工程進(jìn)行路面擴(kuò)建，主要受一期路基施工標(biāo)準(zhǔn)低、路基不均勻固結(jié)變形、新老路基沉降不均勻等因素的影響，導(dǎo)致水穩(wěn)基層出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

3水穩(wěn)基層開(kāi)裂原因分析

3.1路基因素

在公路工程施工中，作為路面承受全部荷載的下承層，路基填筑質(zhì)量直接關(guān)系到道路整體質(zhì)量^[1]。本項(xiàng)目屬于改擴(kuò)建工程，在路面加寬設(shè)計(jì)時(shí)，將原水泥砼路面老路碎石化處理后攤鋪水穩(wěn)基層、瀝青面層，但據(jù)調(diào)查復(fù)測(cè)顯示，本工程施工一期路基項(xiàng)目時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低（當(dāng)時(shí)路基設(shè)計(jì)彎沉值較現(xiàn)有規(guī)范值高40%左右）且填筑不規(guī)范，路基填筑厚度及壓實(shí)度均不符合要求等原因?qū)е聫?fù)測(cè)的路基實(shí)際彎沉值數(shù)據(jù)較當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值更為偏大（高30%～120%，局部路段甚至高150%～250%）;此外，還存在路基與橋臺(tái)過(guò)渡段處理不到位產(chǎn)生的不均勻沉降;填土有機(jī)物含量多、土質(zhì)較差等不規(guī)范情形，以上諸多原因都會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)狀路基不滿足交付要求，從而引起后續(xù)路面施工水穩(wěn)基層裂縫產(chǎn)生。

3.2新老路交接處因素

在改擴(kuò)建工程新老路基交接處，由于新老路基沉降不均勻、施工處理不到位，路基不均勻沉降反射到水穩(wěn)基層，導(dǎo)致該部位基層出現(xiàn)以縱縫為主，橫縫、蜂窩狀龜裂縫并存的多種裂縫形式。因此，應(yīng)嚴(yán)控新路基的填筑質(zhì)量，確保其壓實(shí)度、彎沉值等工程數(shù)據(jù)符合現(xiàn)有設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在新老路基交接處做好臺(tái)階式搭接，并鋪設(shè)鋼塑土工格柵或土工布加筋處理，以提高新老路基交接處的抗剪和受彎扭能力，保障交界處水穩(wěn)基層的穩(wěn)定性。

3.3水穩(wěn)基層材料因素

水泥穩(wěn)定碎石屬于半剛性材料，工程性能良好，但如果施工方法不當(dāng)，發(fā)生水穩(wěn)材料粗骨料偏少、黃沙石粉等細(xì)集料、膠結(jié)料水泥偏多等影響集料施工配合比的情形，將可能導(dǎo)致粗集料集中的部位強(qiáng)度較高，細(xì)集料集中的部位強(qiáng)度較低，影響水穩(wěn)基層內(nèi)應(yīng)力平衡，進(jìn)而導(dǎo)致水穩(wěn)材料偏離其工程屬性，從而引發(fā)干縮等裂縫產(chǎn)生;或者為順利取芯有意加大膠結(jié)料水泥用量，加劇干縮裂縫;或者進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，引起水穩(wěn)集料質(zhì)量不均衡。此外，水泥礦物成分也影響著水穩(wěn)基層是否會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫^[2]。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水泥等原材質(zhì)量把控和水穩(wěn)集料配合比的試驗(yàn)管控，并根據(jù)天氣狀況、路基下承層含水率等及時(shí)調(diào)整集料配合比，保障集料攤鋪的均勻性、穩(wěn)定性，確保集料配比、基層結(jié)構(gòu)等要因符合工程要求。

3.4養(yǎng)生及交通管制因素

水穩(wěn)集料屬于干硬性砼，需要攤鋪前在下承層（如碎石墊層）灑水，攤鋪后需要覆蓋土工布（薄膜）灑水養(yǎng)生。如果攤鋪前灑水不到位、下承墊層過(guò)于干燥，將發(fā)生墊層吸收集料水分;如果攤鋪后未覆蓋或?yàn)⑺B(yǎng)生不到位，將發(fā)生基層水分蒸發(fā)過(guò)快，以上情形均易導(dǎo)致水穩(wěn)集料沒(méi)有充足水分硬化、且強(qiáng)度不能正常發(fā)展，進(jìn)而基層發(fā)生干裂現(xiàn)象。灑水量需要根據(jù)基層材料、施工溫濕度等條件靈活確定，且灑布均勻，在上基層在施工完成且基層表面的毛細(xì)水干后應(yīng)及時(shí)灑布透層油保護(hù)。此外，基層養(yǎng)生階段要保障充足時(shí)間養(yǎng)護(hù)，未達(dá)到規(guī)定車(chē)輛通行強(qiáng)度前、或者鋪筑瀝青面層前盡量封閉交通，以減少車(chē)輛荷載影響，并盡快鋪筑面層。

3.5其他影響因素

路基填筑土質(zhì)，水泥品種選型，基層施工配合比設(shè)計(jì)，水穩(wěn)集料拌和、攤鋪工藝，以及拌和、養(yǎng)生用水水質(zhì)等均對(duì)水穩(wěn)基層的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，在實(shí)際施工中應(yīng)把好原材關(guān)、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、加強(qiáng)工序質(zhì)量控制，就能減少、避免常規(guī)性干縮溫縮裂縫的產(chǎn)生，保障水穩(wěn)基層品質(zhì)。

4解決措施

針對(duì)案例中出現(xiàn)的縱縫、橫縫、蜂窩狀龜裂縫等不同程度的病害問(wèn)題，經(jīng)與設(shè)計(jì)方、業(yè)主溝通，并結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際情況，擬采取如下處理措施：

4.1對(duì)于局部區(qū)域的蜂窩狀龜裂縫，采取挖除基層并對(duì)下承層路基處理合格后，再用水穩(wěn)混合料分層碾壓密實(shí);與周邊交接處臺(tái)階式搭接，并鋪設(shè)鋼塑土工格柵或土工布加筋處理。

4.2對(duì)于橫縫，以及部分不規(guī)則的縱縫，形式大部分是縮縫。針對(duì)縮縫，應(yīng)吹掃干凈后采用帶壓熱瀝青灌注，施工上層瀝青砼前表面鋪玻纖格柵或防裂貼，起到加固作用^[3]。

4.3對(duì)于走勢(shì)規(guī)則的縱縫，基本是因?yàn)樾吕下坊唤犹幉痪鶆虺两祷蚶下坊鶑澇林挡粷M足要求等因素所致，需要在裂縫發(fā)育位置選取代表點(diǎn)逐層檢視各層水穩(wěn)及土路床開(kāi)裂情況以便進(jìn)一步確定處理方法。

5結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)，公路新建及改擴(kuò)建工程日漸增多，水穩(wěn)基層等路面開(kāi)裂現(xiàn)象難以避免并時(shí)有發(fā)生，為提高道路使用壽命、降低運(yùn)營(yíng)成本，在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要做好以下幾方面工作：一是設(shè)計(jì)階段需統(tǒng)籌當(dāng)前投資和未來(lái)交通成本需求，充分考慮區(qū)域整體路網(wǎng)規(guī)劃及后期交通量增長(zhǎng)帶來(lái)的需求壓力，適當(dāng)提高道路結(jié)構(gòu)等級(jí)以減少、避免后續(xù)的改擴(kuò)建需求;二是施工階段需著眼成本和質(zhì)量管控的平衡，在確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工工藝，加強(qiáng)配合比的優(yōu)化選型、原材選擇及進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、過(guò)程中工序檢查及成品養(yǎng)生，以工序質(zhì)量保障整體質(zhì)量，提高工程質(zhì)量效益;三是運(yùn)營(yíng)階段統(tǒng)籌日常維護(hù)和運(yùn)營(yíng)管理成本，充分利用國(guó)家智慧交通便利條件來(lái)調(diào)度區(qū)段的維護(hù)保養(yǎng)管理工作，提前編制好預(yù)案和養(yǎng)護(hù)措施，定期對(duì)公路使用性能進(jìn)行收集并及時(shí)反饋維護(hù)，以推動(dòng)我國(guó)公路工程和國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 游劍峰.水泥穩(wěn)定碎石基層開(kāi)裂成因與處治方法探析——以漳州市某市政道路工程為例[J].江西建材，2021（04）：154-155.

[2] 陳靜，劉飛飛.公路工程施工過(guò)程中混凝土路面裂縫的成因及質(zhì)量控制方法淺析[J].四川水泥，2019（09）：34.

[3] 王體俊，余凱.道路路基開(kāi)裂處理設(shè)計(jì)[J].交通科技，2017（03）：27-29.