淺析水泥穩(wěn)定基層切縫防止裂縫反射瀝青面層的措施

鄭開龍（中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司，湖北　十堰　442013）

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淺析水泥穩(wěn)定基層切縫防止裂縫反射瀝青面層的措施

鄭開龍（中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司，湖北十堰442013）

水泥穩(wěn)定基層易產(chǎn)生裂縫而影響路面使用壽命，通過對水穩(wěn)基層加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，對水泥穩(wěn)定基層切縫并鋪設(shè)玻纖格柵，減少或避免水穩(wěn)基層產(chǎn)生裂縫反射瀝青面層破壞路面結(jié)構(gòu)，影響行車。

水穩(wěn)基層；切縫；玻纖格柵

水泥穩(wěn)定碎石具有良好的力學(xué)性能和板體性，其初期強(qiáng)度高并且隨著齡期的增長強(qiáng)度增強(qiáng)。其力學(xué)強(qiáng)度可以根據(jù)需要增加水泥劑量來進(jìn)行調(diào)整。水穩(wěn)基層一般水泥劑量在4～5%。具有強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、抗沖刷等優(yōu)點(diǎn)。但脆性大，對溫度和濕度敏感性強(qiáng)，溫度和濕度變化易產(chǎn)生裂縫并反射到路面，從而降低路面強(qiáng)度和使用性。

麻竹高速公路宜城至保康段項目地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，年平均氣溫10.4～11℃，區(qū)內(nèi)東西溫差大于南北溫差。夏季雨多，冬季雨最少。這種濕熱天氣對水穩(wěn)基層裂縫產(chǎn)生影響很大。

1　設(shè)計與施工情況

麻竹高速公路宜城至保康段水泥穩(wěn)定碎石基層主要設(shè)計指標(biāo)為：單幅基層寬度11.82m，厚度18cm，水泥劑量5%，壓實(shí)度≥98%，7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥4.0MPa。

基層施工方法：水泥穩(wěn)定碎石基層采用水穩(wěn)拌合站廠拌，大噸位運(yùn)輸車運(yùn)輸，2臺攤鋪機(jī)梯隊攤鋪。

原材料：水泥采用湖北鐘廈水泥有限公司的P·C32.5緩凝水泥，其初凝時間大于4h，終凝時間大于6h，小于10h。集料采用南漳縣國安石灰石料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的19～31.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm三種規(guī)格石料。

2　水穩(wěn)基層施工工藝

2.1混合料的拌合

水泥穩(wěn)定碎石上基層混合料采用穩(wěn)定土廠拌設(shè)備拌和，拌和機(jī)型號為徐工XC800型兩級攪拌缸串聯(lián)拌合，設(shè)置5個料斗。上料采用3臺ZL50裝載機(jī)配合上料。

2.2混合料的運(yùn)輸

混合料用大型自卸車運(yùn)輸，混合料運(yùn)輸途中用篷布覆蓋好。行車道及攤鋪現(xiàn)場經(jīng)常灑水，保持濕潤，避免塵土飛揚(yáng)污染混合料。運(yùn)料車司機(jī)必須按前、后、中的順序裝料，減少離析。

2.3混合料的攤鋪

2.3.1準(zhǔn)備下承層

開工前對下承層進(jìn)行質(zhì)量驗收，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下步施工。鋪筑前清除下基層表面的浮土、雜物、積水等，對表面適當(dāng)灑水濕潤。為了保證上基層兩側(cè)線形直順、寬度一致、壓實(shí)效果和施工橫坡滿足要求，設(shè)置縱向鋼模板，鋼模板采用不少于三根角鋼上下錯開連接支撐，角鋼另一端采用鋼釬固定，模板之間采用榫卯連接。

2.3.2施工放樣

開始攤鋪的前一天進(jìn)行測量放樣，以中線為基準(zhǔn)，在兩側(cè)放出兩條鋼絲線，用于控制攤鋪機(jī)厚度的控制線的鋼絲拉力不小于800N。托架間距直線段10m，曲線段5m。兩攤鋪機(jī)之間高程控制用鋁合金導(dǎo)軌梁控制，前面攤鋪機(jī)以鋼絲和鋁合金導(dǎo)軌梁為基準(zhǔn)進(jìn)行攤鋪，后面攤鋪機(jī)一邊在已鋪好面上走滑靴、一邊走鋼絲線控制標(biāo)高。

2.3.3混合料的攤鋪

攤鋪機(jī)就位，確定攤鋪機(jī)起始攤鋪位置后，在鋼絲線上掛線，然后在下承層上墊方木，攤鋪機(jī)就位坐落在方木上，調(diào)整攤鋪機(jī)仰角及傳感器。在攤鋪機(jī)中間鏈齒箱處加裝反向葉片，防止攤鋪機(jī)中間鏈齒箱處的縱向離析；降低布料器前擋板，或者焊接前擋板，以減少其離地高度，防止攤鋪的豎向離析。安排專人檢查鏟除局部粗集料“窩”，并用新拌混合料填補(bǔ)。質(zhì)檢人員隨時檢查攤鋪厚度、標(biāo)高及平整度，出現(xiàn)異常情況，立即采取補(bǔ)救措施。汽車喂料時由專人指揮倒車，不得碰撞攤鋪機(jī)，汽車掛空檔，攤鋪機(jī)推著汽車前進(jìn)。下坡鋪筑時，應(yīng)略帶剎車，以防溜車事故發(fā)生。

2.4混合料壓實(shí)

混合料碾壓程序為：先穩(wěn)壓-弱振-強(qiáng)振-最后穩(wěn)壓，壓至基本無輪跡為止。適宜作業(yè)（碾壓）長度為50～80m，氣溫高時緊跟碾壓。碾壓段落層次分明，設(shè)置明顯的分界標(biāo)志。穩(wěn)壓要充分，振壓不起浪、不推移。強(qiáng)振過程中，應(yīng)注意避免過振，造成結(jié)構(gòu)層表面松散和集料振碎現(xiàn)象。

表1　碾壓組合方案

碾壓過程中，上基層的表面應(yīng)始終保持濕潤，如水分蒸發(fā)過快，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)含水量不足時，可適當(dāng)噴灑（宜呈霧狀）少量的水。碾壓過程中要特別注意橋頭搭板前水泥穩(wěn)定碎石混合料的碾壓。鋪筑結(jié)構(gòu)物臺（墻）背時，將松散物、垃圾等清理干凈，采用振動夯配合壓路機(jī)復(fù)壓，對于死角部分，用小壓路機(jī)和平板夯反復(fù)碾壓。

2.5施工縫處理方法

（1）橫向施工縫要求采用平接縫。

（2）壓路機(jī)施工完后不得停放在當(dāng)天施工的段落上。

（3）第二天將壓路機(jī)開到頭天施工的段落上，用6m直尺沿縱向位置，在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置，挖除清理干凈接頭料，攤鋪時在接頭處灑上水泥漿（橫縫切割示意圖）。

圖1

（4）兩臺攤鋪機(jī)中間的縱縫使其自然搭接，搭接處產(chǎn)生的離析部分及時清除離析粗料，適當(dāng)補(bǔ)充細(xì)料后再碾壓密實(shí)。為保證接縫處的平整度及時沿接縫處橫向放置6米直尺測量平整度。

2.6養(yǎng)生及交通管制

水泥穩(wěn)定碎石上基層碾壓完畢后，應(yīng)立即進(jìn)行質(zhì)量檢查并及時進(jìn)行養(yǎng)生。采用透層+稀漿封層的養(yǎng)生方法，宜在上基層碾壓成型后表面稍變干燥、但尚未硬化的情況下噴灑透層油，待透層破乳后施工稀漿封層。基層養(yǎng)生期不應(yīng)少于7d，養(yǎng)生期間禁止一切車輛通行。

3　基層裂縫防止措施

（1）選擇優(yōu)質(zhì)的材料，施工前對水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層的料源調(diào)查和選擇至關(guān)重要，既要調(diào)查料源的儲存數(shù)量，又要調(diào)查料源的質(zhì)量，原材需要通過試驗鑒定合格后方可使用。

（2）嚴(yán)格控制級配和壓實(shí)度，高速公路基層碎石用量很大，一般一個碎石場的生產(chǎn)量是有限的，不可能滿足生產(chǎn)需要。常常需要同時使用幾個料場的材料，并且儲料倉不可能滿足每個料源單獨(dú)出料，常常需要混堆在一起，這就產(chǎn)生兩個問題：①由于不同礦源篩網(wǎng)不同造成同一檔料內(nèi)各粒料數(shù)量不同，幾檔材料混合后，生產(chǎn)配合比經(jīng)常變化，極易超出上限或下限。②各料場碎石的密度不同，在確定最大干密度帶來很大的困難，無法在幾種混凝土合礦料中得到一個最具代表性的最大干密度，最終導(dǎo)致現(xiàn)場無法進(jìn)行正常壓實(shí)度檢測和控制，壓實(shí)度經(jīng)常超過100%或小于極限值。事實(shí)證明，水泥穩(wěn)定碎石基層級配和壓實(shí)度的好壞，不但影響水泥穩(wěn)定基層的干縮性，而且還影響到水泥穩(wěn)定基層的耐凍性。所以，控制好級配和壓實(shí)度可預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。需要對不同料源的篩網(wǎng)尺寸進(jìn)行更換，使篩網(wǎng)尺寸一致，生產(chǎn)的材料規(guī)格盡可能一致。不同料源的材料分時段進(jìn)料，盡量同一時段進(jìn)一個料源的材料，減少不同料源材料混摻。

（3）嚴(yán)格控制混合料中0.075以下的顆料含量，0.075以下的顆粒含量增加時，不但增加了水泥的用量，而且基層表面還容易起皮（起砂），嚴(yán)重影響水穩(wěn)層的質(zhì)量。細(xì)集料含量多，水穩(wěn)基層壓實(shí)厚表面容易形成鏡面效果，層間聯(lián)結(jié)效果降低，表面容易形成干縮裂縫。

（4）控制好水泥劑量和施工最佳含水量，水泥穩(wěn)定碎石基層其設(shè)計強(qiáng)度通常3～5MPa。設(shè)計強(qiáng)度越高，所需水泥用量越大。水泥含量越多，越易產(chǎn)生干縮性裂縫，縫寬也越大，所以規(guī)范規(guī)定水泥濟(jì)量不超過6%。水泥穩(wěn)定碎石基層干縮應(yīng)變隨混合料的含水量增加而增大。施工碾壓時含水量越大，結(jié)構(gòu)層越易產(chǎn)生干縮性裂縫。因此在施工時，應(yīng)根據(jù)施工天氣情況控制好水穩(wěn)料的含水量。在夏季施工氣溫較高，即使在同一天施工，混合料的拌和用水量也應(yīng)早、中、晚各不相同，并且還要根據(jù)運(yùn)距遠(yuǎn)近，運(yùn)輸車輛配置情況不斷的調(diào)整，確保碾壓時混合料含水量在最佳含水量范圍內(nèi)。攤鋪完成后，及時進(jìn)行基層養(yǎng)護(hù)。

4　基層預(yù)切縫鋪設(shè)玻璃纖維格柵

基層裂縫是不可避免的，在施工中是經(jīng)常容易出現(xiàn)的。我們借鑒混凝土面板切縫防止斷板的措施，對基層進(jìn)行切縫，避免基層不規(guī)則裂縫反射到瀝青面層影響路面結(jié)構(gòu)層。

4.1水穩(wěn)基層切縫時間

水穩(wěn)基層切縫時間需要掌握好，切縫時間過早，基層還未凝固好容易拉起碎石，切縫不齊；切縫時間過晚，基層強(qiáng)度過高不易切割。一般基層施工完成養(yǎng)護(hù)3～4后開始切縫，以切口不形成松散又不因強(qiáng)度高切割困難為準(zhǔn)。

4.2切縫及玻璃纖維格柵鋪設(shè)

切縫操作程序為：放樣劃線、導(dǎo)架定位、注水切割、清洗切縫、灌入乳化瀝青、鋪設(shè)玻璃纖格柵。

水穩(wěn)基層切縫以橫向切縫為主，一般15～25m/道，縫寬4～ 6mm，鋸縫深度基層厚度的1/3～1/4。

切縫前先用墨線按規(guī)定間距畫出切割位置，然后用切割機(jī)進(jìn)行切割，切割完后需用高壓水槍將切縫內(nèi)灰漿及表面污染沖洗干凈。待切縫干后在縫內(nèi)灌入乳化瀝青，并在切縫位置鋪設(shè)1m寬的玻璃纖維格柵，玻璃纖維格柵用水泥釘按梅花形布設(shè)釘在基層上。

圖2

表2　玻纖格柵材料技術(shù)要求

玻璃纖維格柵鋪設(shè)盡量在瀝青下面層施工前鋪設(shè)，避免玻璃纖維格柵被破壞，攤鋪時運(yùn)輸車不得在玻璃纖維格柵處掉頭。

麻竹高速公路水穩(wěn)基層采用預(yù)切縫加鋪設(shè)玻璃纖維格柵防止基層裂縫的措施，從施工到交工驗收，基層裂縫明顯減少，經(jīng)過一年多的通車時間，未發(fā)現(xiàn)有不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫反射到瀝青面層，從而揭示了這種方法的良好效果。

［1］《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTJ/TF20-2015）.北京：人民交通出版社.

［2］《高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)意見》（第三冊）.施工工藝及管理-第四分冊：路面工程.湖北省交通運(yùn)輸廳，2012，11.

2016-4-10

U416.217

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2095-2066（2016）13-0204-02