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公路施工中水稳基层裂缝防治技术和吉胜

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：和吉胜

[导读] 摘要：介绍了公路施工中水稳基层裂缝的类型，如温度裂缝、干缩裂缝、网状裂缝、沉降裂缝。

        云南路桥股份有限公司云南普洱 650200
        摘要：介绍了公路施工中水稳基层裂缝的类型，如温度裂缝、干缩裂缝、网状裂缝、沉降裂缝。分析了公路施工中水稳基层裂缝成因，并提出水稳基层裂缝防治技术，包括对原材料的大小和水泥含量严格把控、重视施工过程质量控制、重视施工养护工作、保障水稳基层不超过最大的行车辆等内容。结论证实，采取水稳基层裂缝防治技术，有利于提高结构稳定性，预防质量问题发生，供同类工程参考。
        关键词：公路施工；水稳基层；裂缝防治技术
        引言
        水稳基层是公路工程施工的重要内容，通常以级配碎石为骨料，将其与水泥灰浆按一定比例搅拌，然后开展摊铺、压实和振捣施工。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。然而，水稳基层的热胀性能较差，易受外界温度和湿度变化影响，在基层表面容易产生裂缝，导致结构出现早期破坏。如得不到及时修复，会影响水稳基层力学性能和使用性能，对公路运行产生不利影响。因此，施工单位有必要认真分析水稳基层裂缝成因，有针对性地采取防治技术，以实现提高公路工程施工质量的目标。
        一、公路施工中水稳基层裂缝的类型
        就目前实际情况来看，水稳基层裂缝包括多种不同类型。其形成原因是多方面的，需要有针对性地采取预防和处理措施。
        1.干缩裂缝
        公路工程水稳基层施工中，混合料拌和时需要使用大量的水。随着施工不断推进，水分会被蒸发掉，混合料中的含水量会逐步减少，水稳基层体积也会逐步变小，进而形成干缩裂缝。干缩裂缝的形成与材料质量、混合料含水量等密切相关。水稳基层施工需要运用大量材料，主要有水泥、粉煤灰、碎石、砂、石屑等，因此要注重提高混合料配合比设计水。一般而言，水泥含量越大，干缩裂缝出现的概率越大。
        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。
        3.沉降裂缝
        沉降裂缝是水稳基层的施工过程中出现的局部沉降现象，是由于在公路施工的压实过程中，没有按照标准的操作进行施工所导致的。通常情况下，压路机的碾压过程是分层进行的，每层的压实工作都应该按照严格的标准来进行操作。压实后基层的厚度要符合标准要求，但是在实际工作中，由于施工技术不到位，局部层面压实的厚度不符合要求。如果施工技术人员未采取相关措施，当再次进行压实的时候，在重力作用下水稳基层会出现局部的裂缝。沉降裂缝的出现会给公路的质量带来严重的影响。
        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。
        二、水稳基层裂缝的成因
        1.水稳基层材料质量不合格
        部分施工单位在水稳基层施工时，将工作重心放在如何加快施工进度，提高工程效益等方面，在原材料质量控制方面存在不足。例如，一些材料采购人员质量控制意识淡薄，责任心不强，未从可靠的供应商处采购水泥、石料。未严格按要求开展试验检测，导致不合格的原材料被用于现场施工。这样不仅影响水稳基层施工质量，而且容易导致裂缝产生。
        2.施工质量控制不到位
        在施工过程中，水稳基层混合料含水量控制不到位，含水量过大或过小均会影响施工效果。

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此外，在水稳基层混合料铺筑时，未严格落实分层铺筑的方式，影响碾压施工顺利进行。部分施工人员技术水平偏低，试验检测人员检测不认真、责任心不强对初压、复压和终压的质量控制不到位，也是导致水稳基层裂缝产生的重要原因。
        3.水稳基层施工养护被忽视
        水稳基层施工中，养护是非常重要的环节。但部分施工人员养护不及时，甚至忽视养护工作，未严格按要求开展养护施工。进而导致水稳基层干缩并出现裂缝。
        三、公路施工中水稳基层裂缝防治技术措施
        1.对水稳基层原材料的粒径和水泥剂量严格把控
        减少裂缝要对水稳基层的原材料加强控制，原材料是水稳基层的基础，施工单位要严格把关。水稳基层的主要原材料是碎石、机制砂、水泥，但碎石的粒径、机制砂也分为不同等级，为了保障原材料的质量，可以采用联破设备制备碎石、机制砂，然后按照不同筛孔尺寸分为：粗集料：1#料19~31.5mm；2#料9.5~19mm；3#料4.75~9.5mm，细集料：0~4.75mm。相关调查研究发现，粒径小于0.075mm的机制砂在水稳基层混合料用量大时机制砂含水量大，含泥量也大情况下，而容易在外界温度较高的情况下容易出现裂缝，因此要从源头控制由于温差以及含泥量超标导致的裂缝。水泥剂量用量大与温度裂缝的产生也有一定关系，要对水泥剂量进行严格控制，通过研究表明，水泥剂量超过5%以上，裂缝的数量就会明显增加，一定要将水泥剂量控制在5%以下。
        2.重视施工过程质量控制
        加强施工过程质量控制，是防治水稳基层裂缝产生的重要措施。为预防裂缝产生，重点需要控制水稳基层混合料含水量和水稳基层压实度。含水量控制要综合考虑施工季节、温度变化、水分蒸发等因素，确保在最佳含水量状态下施工。如果含水量过大需进行晾晒，含水量过小则需适当洒水湿润。在水稳基层压实度控制方面，首先选取200m长的路段进行试验路铺筑，然后按要求进行水稳基层混合料铺筑质量控制，采用分层摊铺和碾压方式，每层厚度控制在20～30cm。加强初压、复压和终压质量控制，严格遵循碾压施工工艺和碾压程序，保证碾压充分，振动不起浪、不推移，实现对水稳基层压实度的有效控制，最终来确定每层水稳基层压实度满足设计要求，碾压遍数、混合料铺筑的松铺系数等参数指标，有效指导后续大面积施工。
        3.重视施工养护工作
        水稳基层施工中，为实现对裂缝的有效预防，加强施工养护是必要的。当水稳基层碾压成型之后，需要覆盖土工布并洒水湿润。夏季气温较高，洒水湿润能降低水稳基层表面与内部的温差，预防温度裂缝产生。冬季施工时，有必要在水稳基层表面采取防冻措施，防止温度过低造成水稳基层结冰，避免水稳基层体积膨胀。还可以在表面覆盖麻袋或塑料薄膜，降低外界温度可能带来的不利影响，提高养护施工效果，确保水稳基层工程质量。
        4.保障水稳基层不超过最大的行车辆
        水稳基层有着良好的承重作用，但是只有在它所能承担的范围内才能发挥出其良好性能。因此在公路设计阶段，要对水稳基层的道路承载量进行严格计算，控制好最大承载力，避免外力裂缝的产生。
        结束语
        公路工程水稳基层施工过程中，通过提高思想重视程度，把握施工质量控制要点，不仅可有效预防裂缝发生，还能确保水稳基层结构的稳固与可靠，提高路基路面承载力，从而更好地满足车辆通行需要。因此，施工人员、试验检测人员在公路工程水稳基层施工中，应认真把握施工技术要点，重视裂缝防治，对出现的裂缝要及时采取修复措施，从而确保公路工程施工质量，满足车辆通行需要，延长公路工程使用寿命。
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