淺談公路改擴建工程水穩基層開裂原因及防治措施

程海生

摘? 要：水穩作為公路工程重要的一種基層形式，被廣泛應用于各等級公路新建、改擴建工程中，但受原材質量或施工等影響易發生開裂現象。本文選取某公路改擴建項目案例，從各方面分析水穩基層開裂原因，并給出具體的解決措施，最后結合案例提出幾點防治建議，以期能夠為同類型工程提供參考。

關鍵詞：水穩基層;開裂;防治措施

1引言

受初期設計標準影響，我國當前很多公路存在基層強度不足、路面寬度不滿足要求等情形，為滿足日漸增長的交通量需求并節約成本，多采取改擴建工程形式。因水泥穩定碎石的剛度、強度性能良好，因此常作為各等級公路工程施工中的基層。但是很多改擴建工程在水穩基層養護期即出現裂縫，嚴重影響后續正常運營，同時還會減少道路使用壽命。因此有必要對水穩基層開裂原因進行分析，并采取科學有效的防治措施。

2工程案例

某國道改擴建工程采取半幅施工半幅通行，在先行施工的半幅水穩基層養護期發現基層出現了縱縫、橫縫、蜂窩狀龜裂縫等不同程度的病害問題。該工程是基于一期路基工程進行路面擴建，主要受一期路基施工標準低、路基不均勻固結變形、新老路基沉降不均勻等因素的影響，導致水穩基層出現開裂現象。

3水穩基層開裂原因分析

3.1路基因素

在公路工程施工中，作為路面承受全部荷載的下承層，路基填筑質量直接關系到道路整體質量^[1]。本項目屬于改擴建工程，在路面加寬設計時，將原水泥砼路面老路碎石化處理后攤鋪水穩基層、瀝青面層，但據調查復測顯示，本工程施工一期路基項目時設計標準低（當時路基設計彎沉值較現有規范值高40%左右）且填筑不規范，路基填筑厚度及壓實度均不符合要求等原因導致復測的路基實際彎沉值數據較當時設計標準值更為偏大（高30%～120%，局部路段甚至高150%～250%）;此外，還存在路基與橋臺過渡段處理不到位產生的不均勻沉降;填土有機物含量多、土質較差等不規范情形，以上諸多原因都會導致現狀路基不滿足交付要求，從而引起后續路面施工水穩基層裂縫產生。

3.2新老路交接處因素

在改擴建工程新老路基交接處，由于新老路基沉降不均勻、施工處理不到位，路基不均勻沉降反射到水穩基層，導致該部位基層出現以縱縫為主，橫縫、蜂窩狀龜裂縫并存的多種裂縫形式。因此，應嚴控新路基的填筑質量，確保其壓實度、彎沉值等工程數據符合現有設計要求，同時在新老路基交接處做好臺階式搭接，并鋪設鋼塑土工格柵或土工布加筋處理，以提高新老路基交接處的抗剪和受彎扭能力，保障交界處水穩基層的穩定性。

3.3水穩基層材料因素

水泥穩定碎石屬于半剛性材料，工程性能良好，但如果施工方法不當，發生水穩材料粗骨料偏少、黃沙石粉等細集料、膠結料水泥偏多等影響集料施工配合比的情形，將可能導致粗集料集中的部位強度較高，細集料集中的部位強度較低，影響水穩基層內應力平衡，進而導致水穩材料偏離其工程屬性，從而引發干縮等裂縫產生;或者為順利取芯有意加大膠結料水泥用量，加劇干縮裂縫;或者進場原材料質量不穩定，引起水穩集料質量不均衡。此外，水泥礦物成分也影響著水穩基層是否會產生收縮裂縫^[2]。因此，應加強對水泥等原材質量把控和水穩集料配合比的試驗管控，并根據天氣狀況、路基下承層含水率等及時調整集料配合比，保障集料攤鋪的均勻性、穩定性，確保集料配比、基層結構等要因符合工程要求。

3.4養生及交通管制因素

水穩集料屬于干硬性砼，需要攤鋪前在下承層（如碎石墊層）灑水，攤鋪后需要覆蓋土工布（薄膜）灑水養生。如果攤鋪前灑水不到位、下承墊層過于干燥，將發生墊層吸收集料水分;如果攤鋪后未覆蓋或灑水養生不到位，將發生基層水分蒸發過快，以上情形均易導致水穩集料沒有充足水分硬化、且強度不能正常發展，進而基層發生干裂現象。灑水量需要根據基層材料、施工溫濕度等條件靈活確定，且灑布均勻，在上基層在施工完成且基層表面的毛細水干后應及時灑布透層油保護。此外，基層養生階段要保障充足時間養護，未達到規定車輛通行強度前、或者鋪筑瀝青面層前盡量封閉交通，以減少車輛荷載影響，并盡快鋪筑面層。

3.5其他影響因素

路基填筑土質，水泥品種選型，基層施工配合比設計，水穩集料拌和、攤鋪工藝，以及拌和、養生用水水質等均對水穩基層的穩定性產生影響，在實際施工中應把好原材關、優化配合比設計、加強工序質量控制，就能減少、避免常規性干縮溫縮裂縫的產生，保障水穩基層品質。

4解決措施

針對案例中出現的縱縫、橫縫、蜂窩狀龜裂縫等不同程度的病害問題，經與設計方、業主溝通，并結合現有實際情況，擬采取如下處理措施：

4.1對于局部區域的蜂窩狀龜裂縫，采取挖除基層并對下承層路基處理合格后，再用水穩混合料分層碾壓密實;與周邊交接處臺階式搭接，并鋪設鋼塑土工格柵或土工布加筋處理。

4.2對于橫縫，以及部分不規則的縱縫，形式大部分是縮縫。針對縮縫，應吹掃干凈后采用帶壓熱瀝青灌注，施工上層瀝青砼前表面鋪玻纖格柵或防裂貼，起到加固作用^[3]。

4.3對于走勢規則的縱縫，基本是因為新老路基交接處不均勻沉降或老路基彎沉值不滿足要求等因素所致，需要在裂縫發育位置選取代表點逐層檢視各層水穩及土路床開裂情況以便進一步確定處理方法。

5結語

近年來，隨著國家加大基礎設施投資建設，公路新建及改擴建工程日漸增多，水穩基層等路面開裂現象難以避免并時有發生，為提高道路使用壽命、降低運營成本，在施工及運營過程中，需要做好以下幾方面工作：一是設計階段需統籌當前投資和未來交通成本需求，充分考慮區域整體路網規劃及后期交通量增長帶來的需求壓力，適當提高道路結構等級以減少、避免后續的改擴建需求;二是施工階段需著眼成本和質量管控的平衡，在確保質量達標的前提下優化設計和施工工藝，加強配合比的優化選型、原材選擇及進場驗收、過程中工序檢查及成品養生，以工序質量保障整體質量，提高工程質量效益;三是運營階段統籌日常維護和運營管理成本，充分利用國家智慧交通便利條件來調度區段的維護保養管理工作，提前編制好預案和養護措施，定期對公路使用性能進行收集并及時反饋維護，以推動我國公路工程和國民經濟高質量發展。

參考文獻：

[1] 游劍峰.水泥穩定碎石基層開裂成因與處治方法探析——以漳州市某市政道路工程為例[J].江西建材，2021（04）：154-155.

[2] 陳靜，劉飛飛.公路工程施工過程中混凝土路面裂縫的成因及質量控制方法淺析[J].四川水泥，2019（09）：34.

[3] 王體俊，余凱.道路路基開裂處理設計[J].交通科技，2017（03）：27-29.