瀝青路面水泥穩定碎石基層裂縫防治措施

劉新源

（北京政路橋股份有限公司，北京 100000）

0 引言

在當前的公路建設中，施工團隊多采用瀝青路面水泥穩定碎石基層作為基礎層。這種結構是在水泥硬化作用下形成的半剛性結構體，結構強度大、剛度高，能夠提高路基的承載力，且施工操作簡單，可以縮短工期、降低造價成本。但基層施工中使用的混合料會在特定條件下出現干縮性和溫縮性變化，使基層水泥穩定碎石基層受到破壞，進而導致基層表面出現一定的裂縫。施工單位需加強對這類問題的重視，根據施工要求和相關設計規范，科學編制施工方案，加強施工過程中的質量管理，制定相應的防治措施，提高基層的穩固性，保證公路工程施工質量。

1 瀝青路面水泥穩定碎石基層裂縫的現象和原因

1.1 溫縮裂縫

瀝青路面水泥穩定碎石基層施工中使用的材料主要是由水泥、瀝青混凝土、粗細集料等拌和而成的混合料，一般這種混合料會因外界溫度的變化在基層路面上產生一定的溫度膨脹收縮應力和溫度曲翹應力，這兩種應力會對水泥穩定碎石產生影響。一般在瀝青基層施工中，混凝土現場澆筑時會釋放出大量的熱量，導致碎石基層的不良導體受到熱氣的影響，對基層產生沖擊力。此外，在瀝青混凝土鋪設完成后，需要及時進行養護處理，以保證鋪設質量，但在養護過程中碎石內部的溫度會提高，升溫膨脹原理會導致基層內部體積增大。而在外部氣溫下降的情況下，混凝土構件外部會出現收縮變化，體積縮小，在這種內外體積變化的作用下，會使路面壓力持續增加，最終出現溫縮裂縫。另外，施工完成后，公路投入運營的過程中也會因外界溫度的變化、車輛荷載的影響，導致材料本身的體積和密實度受到影響，路基和路面的銜接處也會產生應力，如果應力超出抗拉力，則會產生裂縫[1]。

1.2 干縮裂縫

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工中，基層路面位于瀝青路面底部，隨著公路使用時間的增加，基層內部的材料和結構也會發生變化。公路在使用過程中，里層會產生壓力，隨著壓力的增加，內部的水分會被擠壓出，水分蒸發會導致基層材料體積發生變化，進而產生裂縫。這主要是由于基層對水分的要求高，如果材料水分不滿足要求，則會出現干縮現象，引發裂縫。因此，在基層施工過程中，需要科學控制水分，以免基層材料產生變化。養護過程中也需要根據外界天氣變化及時灑水，保證其濕度符合要求，同時應在其上覆蓋一定的塑料薄膜，避免碎石基層長期暴露在外，水分蒸發，進而減少其收縮量，有效預防裂縫的產生。

1.3 荷載裂縫

隨著交通事業的不斷發展，交通通行量也不斷增加，大型車輛在運輸過程中常常會出現超載問題，導致公路承擔的荷載增加，而這會對公路路基和路面造成不同程度的影響，若不妥善處理，會縮減公路的使用壽命。這主要是由于在車輛荷載的作用下，瀝青路面水泥穩定碎石基層底部的應力會集中，如果該應力持續增加，并超出碎石基層的抗拉強度，則會導致基層開裂，如果施工隊伍沒有及時檢修和處理，會導致底部裂縫持續延伸，擴大到面層，最終導致路面受損嚴重。

1.4 混合料碾壓施工不科學

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工過程中，需要科學配比混合料，在混合料配比結束后，需要將其均勻地攤鋪在路面上，后碾壓成型，在此過程中需要加強對水泥穩定碎石基層施工工藝和流程的控制，規范操作，加強檢查，避免基層出現裂痕。然而在實際施工過程中，存在施工人員不按照規范要求操作機械設備，未能有效控制含水量等現象。具體表現為：在碾壓前沒有根據規范要求選擇適宜噸位的碾壓機，碾壓過程中沒有科學控制碾壓速度和力度，導致碾壓不均勻、不平整，這會嚴重影響水泥碎石基層的施工質量，影響路面質量。在碾壓過程中沒有及時關閉振動，帶振碾壓會導致路面出現較大的收縮壓力，造成水泥穩定碎石基層發生裂縫[2]。

1.5 混合材料攤鋪工藝和養護工藝不科學

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工中，混合材料的攤鋪和養護工藝十分重要。施工人員需要根據規范要求均勻拌和混合料，并將其運送至施工現場。如果運輸距離遠，所采用的運輸方式不合理、未對混合料做好覆蓋措施，會導致混合料在運輸過程中水分蒸發嚴重，加之擠壓變形，容易出現硬化和離析問題，導致水泥穩定碎石基層發生裂縫。此外，在攤鋪過程中，施工人員若沒有根據規范要求進行攤鋪，如攤鋪距離、速度、厚度控制不科學，也會導致混合料攤鋪不均勻、水分蒸發，最終導致瀝青路面水泥穩定碎石基層表層過于干燥，進而出現裂縫。另外，在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工完成后，要及時進行養護處理，采取有效的養護措施，以確保基層具備一定的承載力，能夠在后期承擔車輛荷載。但在實際施工中，部分施工團隊在攤鋪完成后沒有對表層進行覆蓋和遮擋處理，導致混合料水分蒸發，加速了混合料中水泥的水化熱現象，導致表層出現裂痕。

1.6 施工管理不到位

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工中，個別施工單位為節省材料、趕進度、搶工期、降低成本，常常會忽略施工現場的管控工作，無法保證施工質量。瀝青路面水泥穩定碎石基層是一種半剛性結構層，如果施工質量低會導致基層路網破損，尤其是新舊路面，或者橋面和路面的連接處，如果施工現場管控不到位，對縱向管溝回填不及時、不合理、壓實度不足，也會導致路基發生變形和傾斜，進而使路基表層出現裂縫，影響基層的穩定性，在基層產生較大的拉應力時，容易因車輛荷載的增加而出現縱向裂縫。

2 水泥穩定碎石基層瀝青路面裂縫的防治措施

2.1 加強原材料配合比控制

對于以上瀝青路面水泥穩定碎石基層的裂縫問題，施工單位要加強重視，根據相關規范和設計要求科學控制混合料配合比，確保配合比符合要求，以保證混合料的性能達標，為施工質量提供保障。并且，調查發現，水泥穩定碎石基層出現的溫縮裂縫、干縮裂縫都是水泥材料自身的性能引起的，因此在混合料拌和過程中，應盡量減少水泥用量，適當增加砂石材料，科學控制水的比例。選擇材料時，需要選擇密度大、性能穩定、水泥含量少的原材料，有效控制水泥用量，并在混合料中加入碎石塊，以粗集料來代替水泥，有效預防水泥水化熱現象，保證混合料的質量。此外，在混合料初凝和終凝過程中，需要加強對溫度、濕度和水分的控制，避免基層產生伸縮裂縫和溫度裂縫[3]。

此外，在拌和前需要先取樣、測試，加強對水泥使用量的監控，根據具體情況及時調整，確保配合比符合要求。并且，要根據設計規范控制無側限抗壓強度。一般抗壓強度越高，需要的水泥量就越大，導致基層剛性增大，容易出現干縮性裂縫。因為，為避免此問題，需要科學選擇材料，采用集中廠拌和方法，通過試驗合理調整混合料配合比，科學控制水泥用量。為滿足骨架鑲嵌結構的抗裂要求，也可以在混合料中加入外加劑，通過外加劑的作用消除底層應力，不過需要控制好關鍵篩孔率的上限和下限，具體級配設計如表1 所示。

表1 級配設計

2.2 加強含水量控制

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工過程中，也需要科學控制碎石中的含水量，以保證基層壓實度達標，有效預防裂縫。一般情況下，在混合料拌和攤鋪、碾壓過程中，水分會喪失，尤其是在溫度較高的時候。因此，需要及時灑水，確保含水量最佳。如果含水量不足，會提高壓實難度，基層表面的泥土容易黏在碾壓機輪子上，導致表面凹凸不平。在后期養護階段，也需要加強水量控制，確保含水量在標準范圍內，確保壓實強度、厚度和硬度等滿足基本要求，有效避免后期出現“彈簧”現象[4]。

2.3 加強攤鋪控制

在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工中，施工人員需要加強對攤鋪工藝和流程的控制，在此過程中需要在變速箱底部和螺旋桿上安裝反向葉片，并在施工過程中根據現場實際情況及時調整葉片的方向和角度，以此提高攤鋪效果。傳統的攤鋪工藝主要是根據設計要求進行分層攤鋪，以控制攤鋪厚度，一般需要在底層成型且經灑水養護后，才可以進行第二層攤鋪。但這種方法容易出現操作不當，上下層銜接不到位的問題，容易產生分層現象，導致基層受力情況發生變化，會影響瀝青路面水泥穩定碎石基層的穩定性，最終誘發裂縫。對此，施工人員需要優化施工工藝，通過連續攤鋪的方法，一次性完成攤鋪，其間嚴格控制初凝、終凝時間，確保整個過程順利進行，避免出現分層現象，確保基層的穩定性。

2.4 加強養護控制

瀝青路面水泥穩定碎石基層施工完成后，需要進行養護處理，確保混凝土含水量不受影響。在養護過程中需要根據具體的情況選擇不同的方法，同時要對基層混凝土的內外溫度、濕度、風力變化情況進行檢測。如果溫度高、太陽光照強度大，需要在基層覆蓋塑料薄膜和稻草，避免太陽暴曬，并適當灑水，避免混凝土表層出現體積縮小的問題，降低裂縫發生率。此外，施工完成后需要加強追蹤管理，避免出現人為破壞的現象[5]。

2.5 施工裂縫的處理

第一，科學選擇工藝和材料。在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工開始前，施工單位需要明確施工工藝，可以采用鉆孔壓力注漿工藝，并檢查施工機械設備的性能、質量和運行狀態，編制儀器臺賬，安排專業人員負責和管理，并定期保養和檢修設備，進而有效發揮設備的作用。并且，在施工過程中可以采用環氧改性聚氨酯材料，不過使用這種材料時需要根據設計規范進行配比，之后將之注入路面裂縫，在高壓環境下，這種材料會和混合料發生反應，黏結在一起，有效填充基層裂縫。這種材料也可以通過自身的體積碰撞作用產生泡沫固體，黏結在裂縫處，起到修補裂縫的作用。需要注意，采用該材料前需要加強質量檢測，確保材料符合要求，并在使用前檢查金屬圓筒的情況，及時處理泄漏問題。

第二，注漿孔位裂縫處理。需要采用雷達探測器等對注漿孔位的深度和寬度、延伸情況進行檢測，通過檢測數據信息制定施工方案，后根據方案中的相關要求沿裂縫本身的走向設置并標注注漿孔。

第三，鉆孔清孔。為了確保裂縫空隙注漿填充的密實，需要施工人員根據裂縫具體情況調整鉆孔的深度，并對鉆孔內部進行清理，采用螺旋鉆桿進行施工，在施工過程中也需要及時清除其中的碎渣。

第四，安裝注漿管。在清除完鉆孔后人們在注漿前還需要設置注漿管，并科學設置注漿槽，根據現場實際情況選擇符合要求的注漿管，一般注漿管的藏長度需要超出瀝青面層厚度，避免材料進入到瀝青面層中，影響瀝青面層質量。

第五，加強施工環境控制。在瀝青路面水泥穩定碎石基層施工過程中需要加強施工環境控制，需要保證最低溫度和最高溫度達標，一般需要在嚴冬到來之前完成基層施工。

第六，保證壓實度。在碾壓施工需要科學選擇壓路機和壓實機，保證混合材料的壓實度，提高基層壓實的剛度與強度，減少干縮性裂縫。一般情況下在壓實施工過程中，最好將混合材料拌和至碾壓完成的時間段控制在2～3 小時內，保證材料強度[6]。

3 結語

總之，在瀝青路面施工中常常會因為原材料本身的屬性問題會出現不同程度的裂縫，這些裂縫的存在直接會影響路面平整度和穩定性，對此需要施工單位重視裂縫的防治工作。一方面需要科學分析原因，從施工材料和工藝、過程入手預防和控制，另一方面需要對早起裂縫進行處理，及時修補，保證路面質量，并在后期也需要做好養護工作，有效提高瀝青水泥路面的使用壽命。