公路水穩(wěn)碎石基層裂縫成因及防治措施

摘? 要：近些年我國公路工程有了快速發(fā)展，對于質(zhì)量要求不斷提升。公路施工過程中，水穩(wěn)碎石基層處在底基層和面層之間，會將路面載荷傳遞到底基層，因此對其質(zhì)量要求較高。但是因為其施工工藝要求較高，并且容易受到施工環(huán)境的影響，因此在施工中一旦受到外部因素影響就容易產(chǎn)生裂縫，對于公路質(zhì)量產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響。本文主要分析公路水穩(wěn)碎石基層裂縫成因問題，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的防治措施，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：水穩(wěn)碎石基層;裂縫成因;防治措施

中圖分類號：U416? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1671-2064（2020）03-0000-00

0 引言

水泥穩(wěn)定碎石基層具有強度高、穩(wěn)定性好、剛度大、抗凍性好等優(yōu)勢，是一種非常優(yōu)良的路面基層材料，被廣泛應(yīng)用到公路建設(shè)當(dāng)中。近些年隨著車輛數(shù)量以及載荷的逐漸增加，對于路面承載能力要求不斷增加，基層作為最重要的承重層起到非常重要的作用。但是水穩(wěn)碎石基層在施工和使用所用中受到各種因素的影響會出現(xiàn)裂縫，直接影響到公路的質(zhì)量和安全性，所以對其進(jìn)行分析并采取相應(yīng)防治措施降低裂縫發(fā)生概率，對于確保公路質(zhì)量、延長其使用壽命具有非常現(xiàn)實的意義[1]。

1 案例基本概況

某公路處在我國北方某城市，其基本指標(biāo)如表1所示。在完成水泥穩(wěn)定碎石基層表面攤鋪12天后，該公路的K65+300—+700路段出現(xiàn)了一定量的橫向裂縫，本文針對此路段的裂縫原因進(jìn)行分析并采取相應(yīng)防治措施。

4cm改性瀝青混凝土+36cm水泥穩(wěn)定碎石+20cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石

2 公路水穩(wěn)碎石基層裂縫原因分析

水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性結(jié)構(gòu)，主要是通過水、水泥、集料等物質(zhì)按照特定比例混合攪拌并碾壓成型，同時要對其實施必要的養(yǎng)護確保其達(dá)到相應(yīng)強度。在充分分析裂縫形成原理的基礎(chǔ)上，按照該案例公路建設(shè)過程中的具體情況來分析水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫原因主要包括如下幾方面：

（1）溫度影響引發(fā)的裂縫。水泥穩(wěn)定碎石基層屬于半剛性結(jié)構(gòu)，其非常容易受到溫度的影響，容易發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象而引發(fā)裂縫。對于案例公路來說，其處在北方寒冷區(qū)域，晝夜溫差相對較大。水泥穩(wěn)定碎石基層內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等不同物態(tài)結(jié)構(gòu)，這些物質(zhì)之間溫縮系數(shù)存在著較大的差異，存在較大的溫度應(yīng)力。若是隨著溫度較大影響應(yīng)力超出了結(jié)構(gòu)的臨界值就會造成溫縮而產(chǎn)生裂縫[2]。

（2）離析影響引發(fā)的裂縫。所謂的離析主要就是指水穩(wěn)基層粗細(xì)料發(fā)生集中的現(xiàn)象，一旦發(fā)生離析問題就會造成水穩(wěn)基層強度不均衡，不同強度區(qū)域基層之間非常容易產(chǎn)生裂縫問題。按照類型的不同可以將離析分為“放料離析”、“顛簸離析”、“卸料離析”、“攤鋪離析”、“找平離析”等等，具體情況如表2所示。

對于該案例公路來說，通過對開裂區(qū)域進(jìn)行取芯試驗可知水泥穩(wěn)定碎石的抗壓強度超出設(shè)定值較多，所以容易造成離析的問題而引發(fā)裂縫。

（3）干縮影響引發(fā)的裂縫。水泥穩(wěn)定碎石層在完成壓實成型之后需要進(jìn)行必要的養(yǎng)生才可以正常使用，若是養(yǎng)生不合理、及時就容易引發(fā)混合料形成凝結(jié)硬化。主要是由于水和水泥間產(chǎn)生的水化反應(yīng)而形成水化熱現(xiàn)象，會將水穩(wěn)基層的水分蒸發(fā)掉從而形成收縮問題，從而引發(fā)干縮裂縫。

（4）養(yǎng)生影響引發(fā)的裂縫。若是水穩(wěn)碎石基層養(yǎng)生不夠科學(xué)、及時，就會因為水化反應(yīng)而產(chǎn)生水化熱問題，從而造成水分流失而提升不同顆粒之間的分子力，會引發(fā)相鄰顆粒間引力的增加，從而造成水穩(wěn)基層的變形。

（5）其他原因引發(fā)的裂縫。對于案例公路所在區(qū)域基層裂縫進(jìn)行分析可知，裂縫所在區(qū)域水穩(wěn)基層的穩(wěn)定性相對較差，已經(jīng)產(chǎn)生了非常大的變異問題。通過分析可知，該公路水穩(wěn)碎石基層裂縫主要是因為寒冷時間水分蒸發(fā)速度較慢，水泥的終凝時間減少。另外，工作人員在攤鋪工作的時候沒有以當(dāng)?shù)靥鞖鉃橹饕罁?jù)對水泥和水的用量進(jìn)行有效調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致在碾壓的時候因水分比較多而出現(xiàn)干縮性裂縫問題。除此之外，還應(yīng)該在施工過程中對灰劑量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免因為灰劑量過高而引發(fā)收縮裂紋[3]。

3 公路水穩(wěn)碎石基層裂縫的防治措施

3.1 優(yōu)化混合料配比，提升合理性

第一，要參照室內(nèi)7天無側(cè)限抗壓強度等指標(biāo)來選擇合適的水泥以及用量，對于案例公路來說根據(jù)實際情況可以采用低水泥劑量;

第二，在集料級配時需要有效控制細(xì)料的含量，同時要加強超粒徑情況的控制。另外，可以在混合料中添加一定量粉煤灰、減縮劑物質(zhì)，以此來提升水泥穩(wěn)定碎石溫縮性能，同時在其中加入一定量聚丙烯纖維來達(dá)到增強其韌性的目的;

第三，要特別注意集料情況，若是出現(xiàn)變化要進(jìn)行及時的調(diào)配，防止水穩(wěn)基層細(xì)集料過多問題，保證施工質(zhì)量。

3.2 增強原材料的有效控制

為了降低水穩(wěn)碎石基層裂縫發(fā)生概率，需要加強相應(yīng)原材料質(zhì)量的控制力度，特別要加強混合料中粒徑<0.075mm的礦粉含量控制力度。主要原因在于：若是此種規(guī)格礦粉含量較多或者較少都容易造成混合料中水泥用量的上升，此種情況下容易引發(fā)公路表面產(chǎn)生起皮現(xiàn)象，此種情況不但會影響到水穩(wěn)基層的建設(shè)質(zhì)量，嚴(yán)重情況下會影響到公路的使用性能，容易引發(fā)事故。

3.3 增強施工現(xiàn)場混合料攤鋪控制

為了降低混合料離析問題，要施工現(xiàn)場要有效控制水穩(wěn)混合料的攤鋪，要適當(dāng)降低混合料攪拌站的出料高度，同時成品倉區(qū)域要設(shè)置攪拌裝置，確保混合料的充分?jǐn)嚢琛３酥猓刂苹旌狭涎b卸過程速度的均勻性，在運料之前需要確定好具體運輸路線，盡可能確保運輸路線的平穩(wěn)性，避免因為運輸顛簸而產(chǎn)生離析問題。在卸料過程中一定要確保車廂提升的均勻性，同時也要盡可能降低車廂傾斜的角度≤30°。另外，在具體攤鋪過程中要確保螺旋布料器轉(zhuǎn)動的均勻性，以便混合料的卸料均勻性[4]。

3.4 加強水穩(wěn)碎石基層的養(yǎng)生

養(yǎng)生是確保水穩(wěn)碎石基層質(zhì)量的重要保障，所以在完成基層的攤鋪后要通過“覆蓋補水養(yǎng)生”以及“覆蓋密閉養(yǎng)生”等方式實施水穩(wěn)基層的養(yǎng)生，具體操作時可以按照如下等方式來進(jìn)行：

第一，可以通過覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)生。就是在完成攤鋪碾壓的基層表面覆蓋密封薄膜，由于隔膜具有較好的隔水作用，可以有效保證薄膜內(nèi)部的基層濕度，具有非常好的穩(wěn)定性。需要注意的是，為了能夠保證較好的養(yǎng)生效果需要保證薄膜密封良好，同時要在其邊角覆蓋重物防止被風(fēng)刮起而影響?zhàn)B生效果。

第二，通過覆蓋草簾或者土工布實施養(yǎng)生。就是指在水穩(wěn)碎石基層攤鋪碾壓之后在其表面覆蓋草簾或者土工布，在此基礎(chǔ)上在覆蓋層上部噴灑一定量的水，始終保持水穩(wěn)碎石基層表面的濕潤性。為了始終確保濕潤性，需要按照實際氣候情況進(jìn)行灑水頻次的控制，一般情況下要保證養(yǎng)生時間在7天之上。需要特別注意的是，補水養(yǎng)生時一定要對交通情況進(jìn)行有效控制，在基層表面強度沒有達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的情況下嚴(yán)禁受到外部載荷的影響。在確保水泥穩(wěn)定碎石基層強度達(dá)到設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的情況下可以將覆蓋物撤除，并且要將水泥穩(wěn)定碎石基層表面清理干凈。

第三，可以通過稀漿封層的方式進(jìn)行養(yǎng)生。此種養(yǎng)生方式就是在水穩(wěn)基層攤鋪碾壓后、基層表面干燥后第一時間撒上乳化瀝青透層油，透層油破乳之后要相隔1-5天鋪筑稀漿封層，這樣就會在水泥穩(wěn)定碎石基層表面形成較好的密封層。

4 結(jié)語

水泥穩(wěn)定碎石基層由于具有強度高、穩(wěn)定性好、剛度大、抗凍性好等優(yōu)勢在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是其會受到各種因素的影響而產(chǎn)生裂縫，對于公路正常運行造成較大影響。本文主要分析了水穩(wěn)碎石基層裂縫的成因，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的防治措施。通過本文的介紹能夠?qū)λ€(wěn)碎石基層施工提供一定參考和幫助，對于裂縫的控制具有現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]蔚佳偉.水穩(wěn)碎石基層裂縫的成因和防治措施[J].山西建筑，2018（10）：15-17.

[2]沈華光.水穩(wěn)碎石基層裂縫成因及防治措施探討[J].建材與裝飾，2018（5）：18-19.

[3]蔣玉華.談水穩(wěn)碎石基層裂縫成因及防治措施[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（9）：88-91.

[4]薛白玉.高等級公路水穩(wěn)碎石基層裂縫防治[J].四川建材，2017（4）：18-19.

收稿日期：2020-01-22

作者簡介：賈剛（1984—），男，甘肅敦煌人，本科，工程師，研究方向：公路工程施工及養(yǎng)護。