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公路施工中水稳基层裂缝防治技术郑兆颜

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：郑兆颜

[导读] 摘要：水稳基层施工是整个公路工程项目中尤为关键的环节，裂缝的出现，不仅降低结构外形美观程度，还影响结构承载力提升，缩短工程使用寿命，加大养护维修成本。

        山东省公建工程设计有限公司山东滨州 256600
        摘要：水稳基层施工是整个公路工程项目中尤为关键的环节，裂缝的出现，不仅降低结构外形美观程度，还影响结构承载力提升，缩短工程使用寿命，加大养护维修成本。相关人员要从工程实际情况出发，注重对原材料的控制，编制合适的工艺方法，将养护工作落实到位，最大程度上避免施工裂缝，给公路施工作业提供支持，推动交通运输事业的持续发展。
        关键词：公路施工；水稳基层；裂缝；防治
        1.水稳基层裂缝的类型
        1.1干缩裂缝
        干缩裂缝由水稳基层内部含水量变化所引起。水稳基层碎石混合料硬化过程中，随着水分不断减少，水稳基层体积收缩变形，会产生均匀的纵向与横向分布的裂缝。干缩裂缝与水泥、水、碎石集料相关。①水泥与水发生水化反应时会消耗大量水分，水泥含量越高，所消耗的水分越多；②碎石集料中的细料成分越多，表面吸附的水分越多。因此混合料含水量越大，蒸发散失的水分也就越多。③水稳基层施工时，如果周围环境温度过高，会导致水稳基层表面水分大量散发，进而出现干缩裂缝。
        1.2温度裂缝
        温度裂缝是水稳基层最为常见的裂缝类型之一，由温度收缩产生。水稳基层混合料中约有5%水泥，导致其具有明显的热胀冷缩性质，加之受周围环境温度变化影响，容易出现温度裂缝。
        水稳基层混合料硬化初期，水泥会发生水化反应，进而释放出较多热量。在热量释放过程中，外部散热较快，内部散热较慢，使内部体积膨胀。此外，施工中还可能遇到气温急剧下降情况，导致整体结构冷却收缩，内部膨胀与外部收缩相互制约，进而在水稳基层结构表面产生较大应力。一旦这种应力超过结构抗拉强度，便会在水稳基层表面出现温度裂缝。
        1.3沉降裂缝
        公路工程通车运营后，在水稳基层会产生纵向沉降裂缝。沉降裂缝主要成因是：局部路基和底基层压实度不合格，导致路基不均匀沉降。加之重载车辆反复作用下，容易出现反射裂缝。这种裂缝呈弧状分布，表面会出现一定高度差。此外在路桥过渡段，如果压实度不够，可能出现横向沉陷裂缝。
        1.4网状裂缝
        网状裂缝通常呈网状或龟裂状，是在外力作用下出现的一种裂缝类型。网状裂缝初期的裂缝比较细小。如果得不到及时修复，加之车辆荷载、自然环境等因素的影响，裂缝数量会不断增多，宽度变宽且长度变长，甚至纵横交错，对水稳基层造成较严重的破坏。
        1.5沉降裂缝
        沉降裂缝是由于水稳基层局部沉降而产生的裂缝。此外，若水稳基层压实不到位，压实度不合格，重载车辆的作用，也会造成沉降裂缝。通常碾压施工是分层进行的，但一些施工单位未严格遵循分层填筑和碾压的施工方式，导致压实度不合格。加之车辆反复碾压，水稳基层沉陷并产生裂缝。
        2.公路施工中水稳基层裂缝的防治措施
        2.1严格管控施工材料
        公路施工中水稳基层裂缝的防治应当先从施工材料的管控开始，严选施工材料，并进行合理的材料配合比设计，为公路基层结构的稳固提供保障。在施工材料的选择上应当严格遵守国家对公路施工的要求，控制好水泥、砂土、碎基石等材料的质量，对材料中的含砂量及密度按照操作规范进行严格、精细的检测，确保其支撑作用。尤其要注重水泥材料的质量，高质量的水泥材料是预防水稳基层裂缝的关键因素，因此，要加强对水泥材料的管控。水泥以三氧化硫及石膏含量少、相对较细的为宜，骨料应选结构较密、不易吸水、含泥量少的。在材料的配合比设计方面，应当根据操作规范适当调整级配，以减少用水量及水泥含量，最好选择骨架密实的结构，并结合施工情况，对粗骨料的含量进行适当调整。只有首先保障施工材料的质量和材料配比上的合理性，才能确保后续工程的顺利实施，有效预防公路施工中水稳基层裂缝的产生。

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        2.2含水量控制
        水稳基层是水泥与集料拌和后通过水化凝结硬化的产物，因此加强含水量控制尤为重要。如果含水量过大，水稳基层混合料碾压时会黏轮并导致表面起拱，成型后基层水分散失较多从而引发裂缝。如果含水量过小，水稳基层表面松散，碾压时容易起皮，不利于提升压实度。为此，要经过反复试验，合理确定混合料用水量，结合气温高低和运输时间适当调整运输距离。如果距离远且含水量大，可将最佳含水量多设置1%；如果距离近且含水量小，可将最佳含水量少设置1%。
        做好车厢清理工作，保证车厢干净、整洁并适当涂抹油水混合物。运输车辆要覆盖篷布，使其发挥保温作用，防止混合料出现离析现象。
        2.3科学进行混合料摊铺施工
        混合料运往施工现场后进行摊铺施工。安排专门工作人员指挥混合料摊铺，确保摊铺安全。按要求操作摊铺设备，确保混合料摊铺均匀、连续、缓慢进行，中途不得任意停顿。正式摊铺之前，有必要对下承层进行洒水湿润。一般选用两台摊铺机施工，采用梯队作业的摊铺方式。两台摊铺机一前一后，确保摊铺速度、摊铺厚度、松浦系数、路拱坡度、摊铺平整度、振动频率一致，还要保证两台摊铺机接缝平整。摊铺中要随时检查水稳基层的摊铺厚度和标高，确保满足施工规范要求。还要做好摊铺现场检查工作，发现不合格部位应及时修补，保证混合料摊铺均匀。
        2.4加强混合料碾压质量控制
        目前在水稳基层碾压施工中，通常采用振动压路机施工，并将其与双钢轮压路机、轮胎压路机结合起来使用。每层碾压长度在80m左右为宜，要做好初压、复压和终压施工，速度在1.5～3.5km/h之间。碾压应连续、缓慢、均匀进行，中途不得任意停顿，至碾压施工任务完成且压实度合格为止。如果发现压实度存在不合格部位，需要返工进行修复，保障水稳基层压实度合格。
        强化对水稳基层的养生
        1)覆盖麻袋、草帘或者土工布进行养生。完成水稳碎石基层摊铺碾压后可以在基层表面覆盖麻袋、草帘或者土工布，之后通过洒水车利用喷雾式洒水方式在覆盖材料上洒水，确保水泥稳定碎石基层表面的湿润性。要根据天气的具体情况调整洒水的频次和洒水量，一定要保证洒水的及时性和水量，正常情况下养生时间要≥7天。在补水养生过程中需要进行交通封闭，防止基层表面强度不足情况下受到车辆行驶的影响。在水泥稳定碎石基层强度满足设计标准、养生结束之后撤去麻袋、草帘或者土工布，同时将水泥稳定碎石基层表面清理干净。
        2)薄膜覆盖养生。路面摊铺碾压合格后在基层表面覆盖密封薄膜，通过薄膜的隔水作用能够确保薄膜下基层的湿度，此种养生方式的湿度较大并且稳定性较好。为了确保较好的养生效果，一定要确保薄膜覆盖到位，并且避免被风刮起而影响到养生效果。
        3)透层以及稀浆封层养生。完成基层摊铺碾压之后在基层表面稍干燥之后立即撒布乳化沥青透层油，透层油破乳之后要相隔1～5天铺筑稀浆封层，这样就会在水泥稳定碎石基层表面形成较好的密封层。
        3合理处理水稳基层切缝
        为有效避免水稳基层出现温缩裂缝以及干缩裂缝问题，相关工作人员可以实现对水稳基层的表面进行合理的缩缝切割。主要的处理方式为在每间隔5m的距离通过切割机沿着道路纵向的方向切出一道宽度为3mm且深度为5mm到8mm的缩缝，并在缝内灌入乳化沥青。通过提前释放水稳基层收缩应力的方式达到避免裂缝出现的目的。
        4结语
        综上所述，水稳基层稳定性强，强度高，工艺流程相对简单，水稳性好，综合性能优，在公路施工中得到广泛应用。公路施工中水稳基层出现裂缝的原因是多方面的，施工单位有必要有针对性地采取防治技术，严格管控施工材料、强化施工控制，并加强公路的养护管理，进而达到良好的施工效果，实现提高公路工程施工质量的目标。
        参考文献
        [1]李莉波.二级公路水稳碎石基层裂缝成因及防治技术[J].四川建材,2020,46(08):122-123.
        [2]龙良辉.高速公路水稳基层裂缝成因及防范措施[J].工程技术研究,2020,5(10):180-181.
        [3]时海霞.浅谈水稳基层沥青路面开裂病害与预防措施[J].技术与市场,2020,27(02):114-115.