李軍華

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

0 前 言

采用水硬性結(jié)合料攤鋪而成的穩(wěn)定層不僅強度與剛度較高，可增強路面結(jié)構(gòu)整體承載力，而且能減少工程造價，這也是該類基層材料在當前道路工程建設中得以廣泛應用的主要原因。就目前來看，在采用瀝青路面的公路工程中，水穩(wěn)基層是最常用的基層類型。然而，該基層結(jié)構(gòu)有存在一些不足與缺陷，如因強度較大容易產(chǎn)生明顯的干縮與溫縮，進而導致開裂，并且基層裂縫還會向面層不斷反射，導致面層出現(xiàn)反射裂縫；另外，雨水從裂縫不斷下滲，滯留于面層與基層結(jié)構(gòu)之間，產(chǎn)生基層唧泥，使基層和面層之間連接狀態(tài)被打破，導致路面產(chǎn)生一系列早期病害。對此，以下就某路段基層施工實際情況，對其裂縫產(chǎn)生原因進行分析，然后提出相應的裂縫防治方法。

1 基層混合料配合比

基層強度的設計值為4.0 MPa，其混合料石料以花崗巖為主，水泥為通用水泥，強度等級為P·O32.5，具體的級配范圍如表1所示，水泥劑量按5.0%控制。

表1 基層混合料級配范圍

2 基層裂縫及其產(chǎn)生原因

2.1 裂縫類型

該路段基層結(jié)構(gòu)完工后產(chǎn)生了不同類型且嚴重程度不一的裂縫。經(jīng)全線調(diào)查，縫寬在1 mm以下裂縫主要為不規(guī)則裂縫；縫寬在1～3 mm的裂縫主要為橫向裂縫，并且部分橫向裂縫已經(jīng)達到貫通；縫寬超過3 mm的裂縫相對較少。

2.2 裂縫成因

1)因水分散失出現(xiàn)干縮裂縫。對于上基層，主要通過煤油瀝青透層鋪設進行養(yǎng)生，在上基層碾壓結(jié)束且表面稍微達到干燥后，但沒有硬化時進行噴灑，這樣雖然有良好的滲透效果，但因為人為或機械設備方面的因素可能在噴灑時產(chǎn)生漏灑的情況，導致養(yǎng)生效果較差。此外，長時間高溫作用下會使部分段落因干燥而產(chǎn)生裂縫[1]。

2)因溫度變化出現(xiàn)溫縮裂縫。對于上基層，完成施工后始終處于自然環(huán)境當中，直接受到日照與風雨作用，特別是在噴灑透層瀝青以后，會形成一個黑色的面層，使吸熱能力大幅增加，導致在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應力，進而出現(xiàn)溫縮裂縫。

3)因原材料質(zhì)量發(fā)生波動，如粗細集料之間的比例發(fā)生變化等，會使基層表面產(chǎn)生若干不規(guī)則裂縫[2]。

4)由于施工操作不當，使完工后的基層產(chǎn)生細微裂紋。為保證基層有良好的觀感，往往在攤鋪施工中采用人工過量撒布細料，這樣雖然利用基層表面觀感，但容易出現(xiàn)細微裂紋；另外，在混合料拌和過程中對含水量未能予以嚴格控制，導致碾壓過程中混合料的含水量較大出現(xiàn)細微裂縫；在碾壓過程中如果壓路機行駛速度過快，也有可能出現(xiàn)細微裂紋。

2.3 開裂影響因素

2.3.1 水 泥

1)不同水泥的收縮性也完全不同，比如礦渣水泥收縮性就大于硅酸鹽水泥。

2)沒有重視水泥的抗折強度。當抗折強度較大時，拌合物抗折強度較高，抵抗溫度應力作用的能力較強，可防止溫縮裂縫的產(chǎn)生。但在實際施工中很多都能重視抗壓強度檢驗，但對抗折強度卻未能引起重視。

3)水泥未經(jīng)存放直接使用，拌和時與水發(fā)生水化反應而釋放大量的熱，導致內(nèi)外部溫差升高，致使溫度裂縫產(chǎn)生[3]。

4)一味重視提高強度，增加水泥用量，導致混合料硬化時產(chǎn)生明顯收縮，產(chǎn)生裂縫。一般在達到設計強度要求的情況下，應盡可能減少水泥用量。

2.3.2 水 分

混合料中水分散失數(shù)量和速度都影響到成型過程中的收縮應力，兩者成正比關系，基于此，當混合料的實際含水量較大時，其影響程度越大[4]。

2.3.3 集 料

1)粒徑。不同粒徑集料有不同干縮性，一般情況細粒土的干縮性相對較大。

2)性質(zhì)。一般而言，塑性指數(shù)相對較大的顆粒往往有較大干縮性。

3)級配。級配的好壞對混合料性能有很大影響，包括耐久性、均勻性與穩(wěn)定性，良好的級配能起到保證拌和質(zhì)量的作用，并減少水泥用量，避免在施工中產(chǎn)生離析[5]。

2.3.4 養(yǎng) 生

對水穩(wěn)基層而言，養(yǎng)生至關重要，養(yǎng)生過程中應確?；鶎颖砻姹３譂駶櫍皶r且均勻的灑水，否則在氣溫較高的季節(jié)僅需2 d左右即可產(chǎn)生干縮裂縫。在養(yǎng)生期滿后，應盡快進行透層油灑布，以免基層結(jié)構(gòu)長時間暴露，因受到外界條件的影響而產(chǎn)生裂縫或性能下降。

2.3.5 施 工

1)混合料的拌和質(zhì)量差，對集料進行的計量結(jié)果不準確，導致集料級配差，對水泥與拌和水數(shù)量的控制不嚴格；混合料攪拌時間過短，使粗細料集中或離析。將混合料攤鋪完成后，因不同結(jié)構(gòu)層有不同的干縮性能及溫縮性能，所以導致裂縫的產(chǎn)生[6]。

2)混合料碾壓不到位，未能達到密實，有很大空隙，結(jié)構(gòu)抵抗裂縫產(chǎn)生的能力不足。碾壓過程中混合料實際含水量過大，完成碾壓后殘留很多的水，或含水量有差異，導致不同段落或結(jié)構(gòu)層之間有完全不同的干縮性能及溫縮性能，在這種條件下一旦受到外界因素的影響，很容易產(chǎn)生開裂。

3 基層裂縫處理方法

3.1 處理原則

1)當基層上存在橫向長度超過5 m，同時間隔距離在10 m以內(nèi)的裂縫時，應對基層予以返工處理。

2)當基層上存在橫向長度超過5 m，但間隔距離達到10 m以上的裂縫時，可采用土工布或者是玻纖格柵進行處理。

3.2 材料要求

3.2.1 土工布

當使用土工布對基層裂縫進行處理時，材料應滿足以下各項技術要求：①抗拉強度不低于8 kN/m；②單位面積質(zhì)量不低于200 g/m2；③幅寬達到2 m以上，且可承受170℃及以上高溫?？估瓘姸扰c單位面積質(zhì)量的測量需在常溫條件下進行，即(20±2)℃。

3.2.2 玻纖格柵

當使用玻纖格柵對基層裂縫進行處理時，材料應滿足以下各項技術要求：①抗拉強度不低于50 kN/m；②最大負荷條件下的延伸率不能超過3%；③網(wǎng)孔尺寸為20 mm×20 mm；④網(wǎng)孔形狀為矩形；⑤幅寬達到150 cm以上，且可承受170℃及以上高溫。以上各項指標的測試均需在常溫條件下進行，即(20±2)℃[7]。

3.3 施工工藝

3.3.1 裂縫檢查

開工前先認真檢查基層實際情況，并在路邊將裂縫的具體位置標注清楚，同時對裂縫的數(shù)量及長度進行統(tǒng)計記錄。

3.3.2 基層清掃

對基層兩側(cè)分別至少1 m的范圍內(nèi)實施清掃，清除所有可能影響到裂縫處理的雜物。

3.3.3 灌 縫

將基層及其周圍清理干凈后，沿裂縫長度方向鑿出寬度為1 cm、深度為2 cm的縫槽，然后用高壓氣體將縫槽中存在的灰塵清除干凈，最后用熱瀝青進行灌縫。

3.3.4 噴灑乳化瀝青

在裂縫兩側(cè)不少于1 m的區(qū)域內(nèi)均勻噴灑一層乳化瀝青，噴灑數(shù)量控制在0.3～0.5 kg/m2。

3.3.5 土工布(玻纖格柵)鋪設

將預先準備好的土工布(玻纖格柵)均勻鋪設于裂縫及其兩側(cè)分別1 m的區(qū)域內(nèi)，然后用鐵釘進行固定。若施工中采用的是土工布，則可借助小型壓路機進行碾壓。

4 裂縫防治

4.1 對水泥用量和質(zhì)量進行嚴格控制

1)在確保強度達到設計要求的情況下，盡可能減少水泥的用量，一般基層混合料水泥用量不超過4.0%，最高不得超過5.5%。

2)施工中優(yōu)先考慮使用硅酸鹽水泥，同時水化熱與干縮性影響對較小，抗折和抗壓強度都達到相關規(guī)范的要求。

3)通過在混合料中適量摻加諸如緩凝劑與減水劑等各類外加劑，這樣能起到延長初凝時間等作用，或減少水泥參與水化反應時對水的需用量，實現(xiàn)對水泥性能的有效改善。

4.2 加強含水量控制

1)在混合料壓實過程中，需按照試驗得出的最佳含水量對混合料的實際含水量進行嚴格控制，確保實際含水量保持在最佳含水量±0.5%以內(nèi)，具體數(shù)值要結(jié)合施工條件來確定。比如在氣溫較高的條件下，混合料中的水分容易散失，或由于混合料運距較長，途中水分大量散失，此時應適當上調(diào)混合料的含水量。在確定具體含水量的過程中應遵循以下原則：在確保壓實質(zhì)量的基礎上，盡可能減少混合料的含水量。

2)如果混合料碾壓時產(chǎn)生表層干燥的情況，注意不可使用灑水車進行灑水，因為這樣很容易導致灑水過量，正確的做法是借助壓路機自帶噴水裝置進行適量補水。除此之外，還需在鋪筑開始前的準備工作過程中避免灑水車等車輛或機械直接停留在底基層的表面，這樣會由于滴漏等原因?qū)е麓颂幓旌狭纤诌^量。

4.3 做好集料選擇

對基層混合料礦料級配進行適當調(diào)整，如增加粗集料實際用量，并減少相應的細料數(shù)量，以確保混合料形成良好的嵌擠結(jié)構(gòu)為準進行。

4.4 混合料拌和

水穩(wěn)基層混合料的拌和需達到充分和均勻，且質(zhì)量穩(wěn)定。拌和樓建議使用當前最主流的WDB600型，其額定生產(chǎn)數(shù)量為600 t/h，在正常條件下的生產(chǎn)能力可以達到500～600 t/h，采用四倉配料方式，通過對皮帶轉(zhuǎn)速與料門開度的控制調(diào)整生產(chǎn)比例。上料采用兩臺裝載機進行，具體的上料速度應與拌和產(chǎn)量要求相適應。在試驗性攤鋪開始前，應做好設備調(diào)試工作，同時采用取樣試驗的方法確定各料倉的投料數(shù)量是否準確。在拌和料場需設立專門的搶修小組，用于應急搶修拌和機械。拌和開始后，需在出料的同時進行取樣，以檢驗是否和要求的配合比相匹配。在正式攤鋪開始后，應每隔1～2 h對拌和情況進行1次檢查，以確定混合料的配比與含水量能否達到要求。當在高溫條件下進行施工時，因中午混合料水量散失數(shù)量較大，所以需適量增加此時段施工所用混合料的含水量。拌和機需配備有活動門的料倉，出料直接采用運輸車進行運輸，在裝車的過程中注意適當移動車輛，并分成三次進行，以免集中裝料造成混合料離析?；旌狭习韬蜁r，如果石屑的含水量相對較高，則在材料下泄的過程中可能導致料門堵塞，對此需在料倉的頂部設置一個人行天橋，并安排專人看守，根據(jù)實際情況及時進行搗料，以確保卸料保持順暢。混合料拌和完成后，應對其進行外觀檢測，確認是否均勻和一致，有無結(jié)團與離析等問題。

4.5 混合料攤鋪

攤鋪開始前在底基層表面適當灑水，并測試攤鋪機的運轉(zhuǎn)情況是否正常。在攤鋪機就位之前需對熨平板寬度進行適當調(diào)整，結(jié)合基準鋼絲繩具體位置與橫坡進行。在混合料攤鋪過程中，需在其外側(cè)行走鋼絲之內(nèi)設置可移動式鋁合金梁，而內(nèi)側(cè)通過走滑靴的方式找平。安排專人指揮運輸車的司機向攤鋪車中卸料。在攤鋪機之前要有3輛以上運料車隨時等待卸料，確保攤鋪施工保持連續(xù)。對于攤鋪速度，一般按照1.5 m/min控制，同時要做到勻速和連續(xù)。在整個攤鋪過程中都要安排專人進行松鋪厚度進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)和解決異常問題。除此之外，在攤鋪機的后方也應安排工作人員將粗集料窩和產(chǎn)生離析的部位清除，并及時用新拌制的合格混合料進行填補，以免在基層表面產(chǎn)生孔洞，影響平整度，給之后的面層施工造成影響。

4.6 混合料碾壓

對水穩(wěn)基層混合料的碾壓應及時進行，以保證壓實度，提高基層結(jié)構(gòu)整體抗壓強度，增強抵抗裂縫產(chǎn)生的能力。

4.7 基層養(yǎng)生

在水穩(wěn)基層施工結(jié)束后，應立即進行灑水養(yǎng)生，且養(yǎng)生的持續(xù)時間需達到7 d以上，在整個養(yǎng)生過程中都應確?；鶎颖砻嫣幱跐駶櫟臓顟B(tài)。在基層養(yǎng)生期滿之后，盡快開始透層油灑布，以此為成型的基層提供良好保護。另外，在攤鋪面層前需做好交通封閉，以此盡可能減少社會車輛的進入給基層造成不利影響，同時盡量加快面層的施工速度。面層攤鋪前，將基層表面清理干凈，清除所有可能妨礙面層施工的雜物，否則雜物將影響基層和面層間的正常結(jié)合，產(chǎn)生薄弱部位。

5 結(jié) 語

水泥穩(wěn)定碎石基層是當前公路工程經(jīng)常采用的半剛性基層類型，但由于各方面因素的影響，該基層結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫，而且基層裂縫還會反射到面層，使路面產(chǎn)生不同程度的早期損壞，對路面的正常使用造成很大影響。以上提出了基層裂縫的類型、產(chǎn)生原因、處理方法及防治措施，旨在為更多公路工程基層施工提供參考借鑒。

[ID:013360]