市政高速公路水穩(wěn)基層裂縫原因及防治措施運用

高飛

摘 要：近年來，我國道路工程發(fā)展迅速，質(zhì)量要求不斷提高。在公路建設(shè)過程中，水穩(wěn)碎石基層位于基層與面層之間，將道路荷載傳遞給基層，對質(zhì)量要求較高。但由于施工技術(shù)要求高，易受施工環(huán)境影響。當(dāng)施工過程中受外界因素影響時會出現(xiàn)裂縫，極大影響公路質(zhì)量。本文主要分析公路水穩(wěn)碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上提出對策建議，希望對相關(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：公路施工;水穩(wěn)基層;裂縫問題;防治措施

中圖分類號：U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著社會的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，公路項目的數(shù)量不斷增加。道路工程是民生工程，工程質(zhì)量的好壞直接影響到人們的出行和經(jīng)濟發(fā)展。水穩(wěn)基層的裂縫在公路建設(shè)工程中較為常見，這些裂縫的類型和原因有所不同，因此必須針對不同類型的裂縫及其具體原因采取有效的預(yù)防和控制措施，通過處理裂縫來提高項目的質(zhì)量。

1 水穩(wěn)基層概述

水穩(wěn)地基的基礎(chǔ)層稱為水穩(wěn)碎石層，是指在碎石中加入水泥作為結(jié)合劑，通過鋪裝、振動、壓實等方法形成水泥穩(wěn)定土，提高工程養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。水泥穩(wěn)定土包括穩(wěn)定細(xì)粒土、中粒土和粗粒土。穩(wěn)水地基的工作原理是選擇級砂和礫石作為骨料，在礫石縫隙之間加入水泥材料，形成水泥穩(wěn)定土，按照埋藏原理進(jìn)行攤鋪、振動和壓實工作。耐水基材的初始強度高，耐水基材的強度隨著時間的推移而增加，迅速形成堅固的整體，適合工程路面基層材料的施工。

2 水泥穩(wěn)定基層的特點

近年來，隨著公路建設(shè)工程質(zhì)量的提高，高效優(yōu)質(zhì)的水泥穩(wěn)定平臺施工技術(shù)在公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。水穩(wěn)工藝的施工過程主要包括施工準(zhǔn)備、計量設(shè)置、攪拌、運輸、包裝、碾壓、養(yǎng)護(hù)等部分的試驗工段。水穩(wěn)基層在公路工程中具有質(zhì)量高、硬度高、使用壽命長的特點，水穩(wěn)基層獨特的施工工藝可有效加強水泥養(yǎng)護(hù)，增加水泥基層強度，對有效提高公路地基質(zhì)量具有積極意義。在水泥穩(wěn)定地基施工中，施工道路的測量和放樣可以有效判斷公路地基質(zhì)量。對相應(yīng)的公路地基和水穩(wěn)地基進(jìn)行高效合理的水泥配比選擇，可以最大限度地提高公路工程的施工質(zhì)量，水泥穩(wěn)定地基的有效碾壓可以大大提高水穩(wěn)地基的密度和性能。水穩(wěn)基層還具有使用壽命長的特點，在這個過程中，對水穩(wěn)基層進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，可以有效提高水穩(wěn)基層的性能和使用壽命。

3 公路施工中水穩(wěn)基層裂縫的類型及成因

（1）干縮裂縫。在公路建設(shè)中，很多環(huán)節(jié)都需要大量的水，而水更是水穩(wěn)基礎(chǔ)施工中不可缺少的要素。隨著施工的進(jìn)行，水分逐漸減少，水穩(wěn)碎石體積變形收縮，形成收縮裂縫。收縮裂紋的形成與水分和材料密切相關(guān)。水穩(wěn)碎石地基的建造需要使用多種材料，包括水泥、粉煤灰、礫石、沙子或石屑。根據(jù)公路的實際需要，水穩(wěn)基層的材料配比也可能不同，一般情況下，水泥在硬化過程中會消耗大量的水。因此，一般情況下，如果水穩(wěn)基層中所含的水泥比例較大，則施工時開裂的概率就會增加。

（2）溫度裂縫。由于水穩(wěn)基層受溫度的影響，在施工過程中如果溫度突然變化，很容易產(chǎn)生溫度裂紋。施工過程中溫度較高時，水穩(wěn)基層的水分容易蒸發(fā)，水分流失量大，容易產(chǎn)生裂紋。其次，在施工過程中，當(dāng)外界環(huán)境溫度下降較快時，水穩(wěn)基層表面因溫度而收縮，但內(nèi)部溫度不易下降，導(dǎo)致整個水穩(wěn)基層產(chǎn)生相對較大的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過水穩(wěn)基層的極限彎曲和拉伸強度時，就會出現(xiàn)溫縮開裂。在公路建設(shè)過程中，溫度裂縫的客觀性最為突出，而且由于外界溫度在一定程度上也是受人為控制的，因此對這些裂縫采取有效的干預(yù)措施尤為重要。這對施工人員的經(jīng)驗水平要求比較高，也需要很強的專業(yè)能力。

（3）網(wǎng)狀裂縫。網(wǎng)狀裂紋是在外力作用下產(chǎn)生的一種裂紋，網(wǎng)狀裂紋常呈網(wǎng)狀或裂紋狀。在網(wǎng)狀裂縫形成初期，裂縫相對較小，但在后期，網(wǎng)狀裂縫在各種外界因素的影響下，對水穩(wěn)基層造成非常嚴(yán)重的破壞。在公路建設(shè)中，水穩(wěn)基層撓度大，同時受外力作用，造成局部結(jié)構(gòu)破壞和裂縫。網(wǎng)狀裂縫形成后，遇到大雨、大雪等，細(xì)小的裂縫會擴大成不同形狀，嚴(yán)重影響水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量。

（4）沉積裂縫。下沉裂縫是水穩(wěn)基層在施工過程中局部下沉而產(chǎn)生的一種裂縫。通常，公路建設(shè)的滾動過程是分層進(jìn)行的。各基礎(chǔ)層的壓實必須嚴(yán)格按施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，壓實后的基礎(chǔ)層厚度必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。但在實踐中，也存在因施工技術(shù)不足等原因，地基壓實達(dá)不到要求的情況。如果不及時采取適當(dāng)措施，水穩(wěn)基層在重力作用下再次受壓時會形成局部反射裂縫。沉積裂縫的出現(xiàn)對公路工程的質(zhì)量有著非常直接的影響，尤其是私家車的增多，如果裂縫得不到有效處理，很容易發(fā)生各種交通事故。

（5）其他原因造成的裂縫。通過對道路所在區(qū)域基層的裂縫進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)裂縫所在區(qū)域的防水基層的穩(wěn)定性比較差，造成了很大的波動。分析表明，道路水穩(wěn)碎石基層出現(xiàn)裂縫的主要原因是寒冷季節(jié)水分蒸發(fā)緩慢，水泥終凝時間縮短。另外，工人在攤鋪作業(yè)時沒有根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r有效控制水泥和水的用量，因此出現(xiàn)了因碾壓過程中水分增加而導(dǎo)致的收縮開裂問題。另外，在施工過程中要嚴(yán)格控制灰劑量，避免因灰劑量過大而造成收縮開裂。

4 公路施工中水穩(wěn)基層裂縫的防治措施

（1）原材料控制。材料管理在公路建設(shè)的全過程中是一個非常重要的環(huán)節(jié)，只有保證所用材料的質(zhì)量，才能有效地防止水穩(wěn)基層裂縫的發(fā)生。水穩(wěn)基層建設(shè)所需的兩種最重要的材料是水泥和石材。對于水泥質(zhì)量控制，首先要考慮水泥的終凝時間，一般以6～10小時為最佳范圍。溫度低時，水泥的終凝時間維持在6小時之多，溫度高時，水泥的終凝時間維持在10小時左右。控制水泥的終凝時間可以有效優(yōu)化水穩(wěn)性碎石的運輸、鋪裝和壓實。石材質(zhì)量控制最重要的是控制砂石的硬度和強度，選擇含泥量和碎屑含量不超過標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定顆粒。砂石的強度與石材的厚度有一定的關(guān)系。粗石可以有效提高水泥穩(wěn)定碎石的強度，但太粗石之間的粘性不強，也會造成水穩(wěn)基層裂縫。因此，在砂石料的組成中，應(yīng)根據(jù)工程的實際要求，科學(xué)計算原料的級配，并在施工前進(jìn)行試驗。其中，保證原材料的質(zhì)量非常重要。

（2）目標(biāo)混合比設(shè)計。在水泥攪拌過程中，水泥按照特定的反應(yīng)發(fā)生明顯的水熱反應(yīng)，在這種情況下，混合物內(nèi)外形成較大的溫差，最終導(dǎo)致溫度開裂。總結(jié)以往的經(jīng)驗，可以看出，如果混合料使用了大量的水泥，混合料的收縮更明顯，同時產(chǎn)生更大的應(yīng)力強度，最終耐水開裂。應(yīng)注意水穩(wěn)基層的強度設(shè)計，根據(jù)最佳級配適當(dāng)減少水泥用量。細(xì)骨料在加工破碎過程中，會產(chǎn)生相應(yīng)的副產(chǎn)物，石料含量為7%，合成時應(yīng)選用粒徑小于0.075 mm的細(xì)骨料。在設(shè)計配比過程中，應(yīng)按科學(xué)配比進(jìn)行，石屑粒度控制在0 mm～5 mm。要充分考慮施工現(xiàn)場的實際情況，盡量減少水穩(wěn)基層裂縫的出現(xiàn)。

（3）水穩(wěn)碎石基礎(chǔ)的合理強度范圍。水穩(wěn)碎石基層具有良好的承載能力，能有效保證半剛性基層路面的質(zhì)量，使其在工作過程中發(fā)揮全部潛力。應(yīng)采取適當(dāng)方法合理控制強度范圍，計算水泥用量上限，控制在穩(wěn)定值范圍內(nèi)，避免水穩(wěn)碎石地基發(fā)生干燥、溫縮、開裂。同時控制水泥用量下限，避免疲勞條件下開裂。據(jù)資料顯示，根據(jù)相關(guān)實驗，4.1 MPa為水穩(wěn)碎石層平均強度上限，在減少裂縫的過程中需要粗級配，在混合和配比過程中，控制強度才能發(fā)揮良的表現(xiàn)。3.1 MPa～4.1 MPa為水泥穩(wěn)定碎石地基7天無約束抗壓強度的平均值，變異系數(shù)為15%時，2.3 MPa～

3.1 MPa為代表值。施工中使用的級配較粗糙，不能有效保證精度，為減少干燥和溫縮開裂，應(yīng)考慮骨料的成分，選擇較粗的中間級配。

（4）注重攤鋪機和運料車輛的配合。在鋪裝水穩(wěn)地基的過程中，材料的輸送也會出現(xiàn)一定的問題。如果司機的技術(shù)欠缺或出現(xiàn)失誤，那么與鋪裝人員的合作就存在明顯的問題。在這種情況下，攤鋪機走在履帶前面，混合料的灑落現(xiàn)象，如果施工人員沒有及時清理，將阻礙攤鋪機在路面上行走，嚴(yán)重影響路面的平整度和完整性。要控制物料運輸車的倒車，結(jié)合實際情況，配備專人，避免鋪裝物料與物料運輸車發(fā)生沖突，確保攤鋪工作順利進(jìn)行。攤鋪前要徹底清理縫隙中的雜物，將砂漿倒入縫隙中，使基巖和砂漿相互粘結(jié)，增加整體穩(wěn)定性和密封性，加快施工速度，避免出現(xiàn)裂縫，提高道路施工質(zhì)量。

（5）加強水穩(wěn)碎石基層的養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)是保證水穩(wěn)碎石地基質(zhì)量的重要保證，需要通過鋪好地基后通過“覆蓋補水養(yǎng)護(hù)”以及“覆蓋密閉養(yǎng)護(hù)”的方法，提高水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量。具體操作可以如下：首先，可以使用覆蓋膜來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。用密封膜覆蓋鋪裝和滾動基層的表面，隔膜是防水的，因為能有效保證膜內(nèi)基層的水分，穩(wěn)定性非常好。為確保更好的保健效果，確保膜密封良好，同時，角落壓有重物，避免被風(fēng)吹走影響?zhàn)B護(hù)效果。其次，用草簾或土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)。將水穩(wěn)碎石層鋪裝滾壓后，在表面覆蓋草簾或土工布，并以此為基礎(chǔ)，施一定量的水。通過噴水，始終保持水穩(wěn)碎石基層表面的潤濕性。要保證始終濕潤，需要根據(jù)實際天氣情況調(diào)整噴水頻率，一般情況下，養(yǎng)護(hù)時間保證在7天以上，在養(yǎng)護(hù)過程中，要特別注意有效控制交通情況，當(dāng)基礎(chǔ)層表面強度不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，嚴(yán)禁受外力影響，當(dāng)穩(wěn)定碎石基礎(chǔ)的強度保證滿足設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)要求時，可拆除覆蓋層，清理水泥穩(wěn)定碎石基礎(chǔ)表面。最后，以泥漿密封的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。這種養(yǎng)護(hù)方法是在水穩(wěn)基層碾壓后，在基層表面干燥后立即噴灑乳化瀝青透層油。層油乳化后，每隔15天應(yīng)施一次漿封層，在水穩(wěn)碎石基層表面形成較好的封層。

5 結(jié)束語

水穩(wěn)基層的質(zhì)量問題包括混合物離析、平整度不足、基層表面開裂、壓實不足等。造成這些質(zhì)量問題的主要原因歸根結(jié)底是施工單位的質(zhì)量認(rèn)知差、技術(shù)水平差、管理不善，為了從源頭上減少質(zhì)量問題的發(fā)生，應(yīng)建立完善的質(zhì)量管理體系，提高管理人員和操作人員的質(zhì)量認(rèn)知，并經(jīng)常進(jìn)行技術(shù)講解或技術(shù)培訓(xùn)，并提出質(zhì)量控制建議。通過采取有效措施，按照設(shè)計圖紙和相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，確保水穩(wěn)基層施工質(zhì)量，減少質(zhì)量問題的發(fā)生。

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