高速公路基層裂縫產生原因及防治措施

劉虎

摘 要：水泥穩定碎石基層由于具有良好的耐久性、穩定性，成為我國應用最廣泛的半剛性材料之一。水泥穩定碎石脆性打，且抗變形能力差，當溫濕度發生變化時，容易產生裂縫。因此，施工企業需根據高速公路的實際特點與內容，利用合理的方式創新試驗檢測形式，保證在工作中全面提升路面工程的建設水平。

關鍵詞：高速公路；開裂；含水率；水泥劑量；養護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.112

高速公路路面工程試驗檢測中，企業需針對試驗參數進行嚴格的管理與控制，制定完善的管控機制，增強路面工程的建設力度，保證施工質量符合規定，滿足當前的發展需求。

1 案例分析

昆明繞城高速公路位于云南省昆明市，起于昆嵩高速公路。在該合同路段中，采用水泥穩定碎石基層、瀝青混凝土等開展施工工作。但是，在水泥穩定碎石基層施工期間出現了開裂現象，其裂縫形狀沿道路縱向呈規則分布的橫向裂縫，裂縫寬度一般為1--2mm，需要重新開展施工工作。水泥穩定碎石結構層的開裂現象在施工中無法徹底根除，但可以通過一定的措施來有效地控制減少開裂的產生。因此，為保證路面工程施工質量，研究探討水泥穩定碎石在現場施工中產生開裂的原因，進而尋找減少或消除開裂現象的方法是十分必要的。下文針對昆明高速公路路面工程的施工要求提出檢測重點與難點建議，以此解決當前存在的問題。

2 水泥穩定碎石基層產生裂縫的原因

水泥穩定碎石是一種半剛性基層，由水、膠凝材料和集料混合而成。半剛性材料的脆性很大，對溫度具有很高的敏感性，容易產生溫度性裂縫。由于混合料中含有4.5%-5.0%左右的水泥，根據工作原理混合料硬化初期，水泥水化釋放較多的熱量，但散熱較慢，故內部溫度高，使內部體積膨脹。而外部如遇氣溫急劇降低則冷卻收縮，內脹外縮相互制約，產生一定的應力。應力如超過其極限抗彎拉強度，會產生的溫縮裂縫，并呈橫向分布，寬度一般為1-2mm。溫度較高施工過程中，如不保水養護，易出現這種溫縮裂縫。

3 水泥穩定碎石基層的檢測防治措施

在昆明繞城高速公路施工過程中，針對水泥穩定碎石基層的特點，采取合理措施解決施工難題，有效避免了水泥穩定碎石基層的開裂，提升路面的建設質量，滿足當前項目需求。具體防治措施為：

（1）水泥穩定碎石配合比設計。水泥穩定碎石路面結構，主要使用水泥與碎石及石屑開展施工作業，融入最佳水分，在均勻攪拌與壓實之后，得到高強度的路面結構，穩定性可以達到預期的施工規定，在此期間將其稱為水穩結構。相關研究表明0.6mm檔細集料對水泥穩定碎石基層的干性收縮和溫性收縮的影響很大，在配合比設計工作中，根據級配組合要求等實施設計工作，明確顆粒級配，尤其控制0.6mm和0.075mm的通過率，使之盡量接近低限，通過7天無側限抗壓強度測試，基層強度在5.0-7.0MPa，這樣既可以保證強度，也可避免因強度過高引起較多反射裂縫。對于水泥穩定碎石而言，是在瀝青結構下面鋪筑的承重層，屬于路面與路基的連接紐帶，屬于車輛荷載的承擔結構，在實際設計的過程中，需針對行車垂直類型荷載內容與分散荷載內容進行合理的分析，積極采用先進的工藝技術，根據施工環境因素對施工方案進行調整。

（2）施工過程含水量與水泥劑量的影響。第一，在質量控制期間，經常出現含水率不均勻和水泥劑量的問題。在含水量檢測工作中，如果含水量過小，將會導致水泥的水化與水解效率降低，出現強度問題，也會導致壓實效果受到一定影響。如果碾壓含水量超過最佳含水量的1%，收縮能力就會越強，則水泥穩定碎石蒸發散失的水分越多，形成的裂縫擴展就會越快，裂縫就會越多。對于灰劑量而言，在攪拌工作中，如果無法保證灰劑量的穩定性，將會導致高速公路路面結構的施工強度降低，不能滿足當前的施工建設要求。水泥劑量越高強度越高，但是水泥劑量越高，水化熱會讓基層內外產生溫差，從而導致開裂現象，干縮變形和溫度變形越嚴重。產生的裂紋也就越多越易導致水泥穩定碎石基層的破壞，嚴重縮短道路使用年限。水泥劑量偏低又會影響基層施工質量。另外，在壓實度檢測工作中，需針對碾壓厚度與遍數進行合理的檢測，如果碾壓設計中出現問題，將會導致路面結構出現沉陷等問題，還會影響碾壓強度與壓實效果[1]。

第二，為了解決以上問題，應及時對含水率及水泥劑量進行檢測，利用科學的工作方式提升檢測工作水平，滿足當前的施工需求。在檢驗檢測期間，需規避人為因素導致的結果不準確問題，利用合理的管理方式提升檢驗檢測工作水平，及時發現質量管理問題與不確定因素，采取合理的措施解決問題，保證檢測工作水平。

1）在含水量檢測工作中，需遵循及時性的工作原則，在混合料運輸與攤鋪的時候，就要做好現場觀測與檢驗工作，在發現碾壓異常時，要檢測含水量，將其控制在1%以內。

2）在灰劑量檢測試驗的過程中，需在施工現場中使用EDTA滴定方式實施工作，明確水泥劑量要求，對水泥用量進行嚴格控制。在此期間，還要利用拌合機設備對混合料進行攪拌處理，在合理開展試驗測定工作的情況下，明確水泥的劑量要求，對檢測內容與試驗結果等進行嚴格的分析，確保水泥劑量符合規定，增強水穩層的強度，起到高速公路路面工程的建設作用。

第三，加強基層的養護工作，水泥穩定碎石基層在強度形成的時候，水分的消耗量較大，會出現收縮現象。因此使基層的養護期不少于7d，在養護期內，一定要保證水穩基層表面始終處于濕潤狀態，可以有效避免干縮裂縫的產生。同時可以采取對水穩基層表面進行縮縫切割的辦法，以消除溫縮和干縮裂縫的形成。方法是用切割機沿道路縱向每隔一定距離切割一道縮縫，然后在縫內灌以乳化瀝青，采取這種辦法的機理是，人工提前消除基層所產生的收縮應力，從而使基層的收縮應力提前釋放，避免基層開裂。

4 結語

在高速公路工程試驗檢測的過程中，施工企業需針對基層病害提前做好防治措施，充分利用檢測數據并結合現場施工工藝來應對問題，采取全面的防治措施，盡可能的把路面產生的裂縫減到最低，使水泥穩定碎石基層的有點得到充分發揮，以增強路面的穩定性耐久性。

參考文獻：

[1]朱唐亮，顧文飛，談至明等.不銹鋼尾渣路用性能的試驗研究[J].建筑材料學報，2015，18（02）：316-321.

[2]張偉.粉煤灰水泥混凝土路面工程實例分析[J].交通世界（工程技術），2014（01）：32-33.endprint