劉新源

（北京政路橋股份有限公司，北京 100000）

0 引言

在當(dāng)前的公路建設(shè)中，施工團(tuán)隊多采用瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層作為基礎(chǔ)層。這種結(jié)構(gòu)是在水泥硬化作用下形成的半剛性結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(xiàn)干縮性和溫縮性變化，使基層水泥穩(wěn)定碎石基層受到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致基層表面出現(xiàn)一定的裂縫。施工單位需加強(qiáng)對這類問題的重視，根據(jù)施工要求和相關(guān)設(shè)計規(guī)范，科學(xué)編制施工方案，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量管理，制定相應(yīng)的防治措施，提高基層的穩(wěn)固性，保證公路工程施工質(zhì)量。

1 瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫的現(xiàn)象和原因

1.1 溫縮裂縫

瀝青路面水泥穩(wěn)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(xì)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(chǎn)生一定的溫度膨脹收縮應(yīng)力和溫度曲翹應(yīng)力，這兩種應(yīng)力會對水泥穩(wěn)定碎石產(chǎn)生影響。一般在瀝青基層施工中，混凝土現(xiàn)場澆筑時會釋放出大量的熱量，導(dǎo)致碎石基層的不良導(dǎo)體受到熱氣的影響，對基層產(chǎn)生沖擊力。此外，在瀝青混凝土鋪設(shè)完成后，需要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，以保證鋪設(shè)質(zhì)量，但在養(yǎng)護(hù)過程中碎石內(nèi)部的溫度會提高，升溫膨脹原理會導(dǎo)致基層內(nèi)部體積增大。而在外部氣溫下降的情況下，混凝土構(gòu)件外部會出現(xiàn)收縮變化，體積縮小，在這種內(nèi)外體積變化的作用下，會使路面壓力持續(xù)增加，最終出現(xiàn)溫縮裂縫。另外，施工完成后，公路投入運(yùn)營的過程中也會因外界溫度的變化、車輛荷載的影響，導(dǎo)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(chǎn)生應(yīng)力，如果應(yīng)力超出抗拉力，則會產(chǎn)生裂縫[1]。

1.2 干縮裂縫

在瀝青路面水泥穩(wěn)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(nèi)部的材料和結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化。公路在使用過程中，里層會產(chǎn)生壓力，隨著壓力的增加，內(nèi)部的水分會被擠壓出，水分蒸發(fā)會導(dǎo)致基層材料體積發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)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(xiàn)干縮現(xiàn)象，引發(fā)裂縫。因此，在基層施工過程中，需要科學(xué)控制水分，以免基層材料產(chǎn)生變化。養(yǎng)護(hù)過程中也需要根據(jù)外界天氣變化及時灑水，保證其濕度符合要求，同時應(yīng)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(fā)，進(jìn)而減少其收縮量，有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

1.3 荷載裂縫

隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，交通通行量也不斷增加，大型車輛在運(yùn)輸過程中常常會出現(xiàn)超載問題，導(dǎo)致公路承擔(dān)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(wěn)定碎石基層底部的應(yīng)力會集中，如果該應(yīng)力持續(xù)增加，并超出碎石基層的抗拉強(qiáng)度，則會導(dǎo)致基層開裂，如果施工隊伍沒有及時檢修和處理，會導(dǎo)致底部裂縫持續(xù)延伸，擴(kuò)大到面層，最終導(dǎo)致路面受損嚴(yán)重。

1.4 混合料碾壓施工不科學(xué)

在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中，需要科學(xué)配比混合料，在混合料配比結(jié)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(qiáng)對水泥穩(wěn)定碎石基層施工工藝和流程的控制，規(guī)范操作，加強(qiáng)檢查，避免基層出現(xiàn)裂痕。然而在實際施工過程中，存在施工人員不按照規(guī)范要求操作機(jī)械設(shè)備，未能有效控制含水量等現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為：在碾壓前沒有根據(jù)規(guī)范要求選擇適宜噸位的碾壓機(jī)，碾壓過程中沒有科學(xué)控制碾壓速度和力度，導(dǎo)致碾壓不均勻、不平整，這會嚴(yán)重影響水泥碎石基層的施工質(zhì)量，影響路面質(zhì)量。在碾壓過程中沒有及時關(guān)閉振動，帶振碾壓會導(dǎo)致路面出現(xiàn)較大的收縮壓力，造成水泥穩(wěn)定碎石基層發(fā)生裂縫[2]。

1.5 混合材料攤鋪工藝和養(yǎng)護(hù)工藝不科學(xué)

在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，混合材料的攤鋪和養(yǎng)護(hù)工藝十分重要。施工人員需要根據(jù)規(guī)范要求均勻拌和混合料，并將其運(yùn)送至施工現(xiàn)場。如果運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，所采用的運(yùn)輸方式不合理、未對混合料做好覆蓋措施，會導(dǎo)致混合料在運(yùn)輸過程中水分蒸發(fā)嚴(yán)重，加之?dāng)D壓變形，容易出現(xiàn)硬化和離析問題，導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層發(fā)生裂縫。此外，在攤鋪過程中，施工人員若沒有根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行攤鋪，如攤鋪距離、速度、厚度控制不科學(xué)，也會導(dǎo)致混合料攤鋪不均勻、水分蒸發(fā)，最終導(dǎo)致瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層表層過于干燥，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。另外，在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成后，要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，以確?；鶎泳邆湟欢ǖ某休d力，能夠在后期承擔(dān)車輛荷載。但在實際施工中，部分施工團(tuán)隊在攤鋪完成后沒有對表層進(jìn)行覆蓋和遮擋處理，導(dǎo)致混合料水分蒸發(fā)，加速了混合料中水泥的水化熱現(xiàn)象，導(dǎo)致表層出現(xiàn)裂痕。

1.6 施工管理不到位

在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，個別施工單位為節(jié)省材料、趕進(jìn)度、搶工期、降低成本，常常會忽略施工現(xiàn)場的管控工作，無法保證施工質(zhì)量。瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層是一種半剛性結(jié)構(gòu)層，如果施工質(zhì)量低會導(dǎo)致基層路網(wǎng)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(xiàn)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(dǎo)致路基發(fā)生變形和傾斜，進(jìn)而使路基表層出現(xiàn)裂縫，影響基層的穩(wěn)定性，在基層產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力時，容易因車輛荷載的增加而出現(xiàn)縱向裂縫。

2 水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面裂縫的防治措施

2.1 加強(qiáng)原材料配合比控制

對于以上瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層的裂縫問題，施工單位要加強(qiáng)重視，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求科學(xué)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(dá)標(biāo)，為施工質(zhì)量提供保障。并且，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)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(yīng)盡量減少水泥用量，適當(dāng)增加砂石材料，科學(xué)控制水的比例。選擇材料時，需要選擇密度大、性能穩(wěn)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(yù)防水泥水化熱現(xiàn)象，保證混合料的質(zhì)量。此外，在混合料初凝和終凝過程中，需要加強(qiáng)對溫度、濕度和水分的控制，避免基層產(chǎn)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(qiáng)對水泥使用量的監(jiān)控，根據(jù)具體情況及時調(diào)整，確保配合比符合要求。并且，要根據(jù)設(shè)計規(guī)范控制無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。一般抗壓強(qiáng)度越高，需要的水泥量就越大，導(dǎo)致基層剛性增大，容易出現(xiàn)干縮性裂縫。因為，為避免此問題，需要科學(xué)選擇材料，采用集中廠拌和方法，通過試驗合理調(diào)整混合料配合比，科學(xué)控制水泥用量。為滿足骨架鑲嵌結(jié)構(gòu)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(yīng)力，不過需要控制好關(guān)鍵篩孔率的上限和下限，具體級配設(shè)計如表1 所示。

表1 級配設(shè)計

2.2 加強(qiáng)含水量控制

在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中，也需要科學(xué)控制碎石中的含水量，以保證基層壓實度達(dá)標(biāo)，有效預(yù)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(jī)輪子上，導(dǎo)致表面凹凸不平。在后期養(yǎng)護(hù)階段，也需要加強(qiáng)水量控制，確保含水量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，確保壓實強(qiáng)度、厚度和硬度等滿足基本要求，有效避免后期出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象[4]。

2.3 加強(qiáng)攤鋪控制

在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工中，施工人員需要加強(qiáng)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(jù)現(xiàn)場實際情況及時調(diào)整葉片的方向和角度，以此提高攤鋪效果。傳統(tǒng)的攤鋪工藝主要是根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行分層攤鋪，以控制攤鋪厚度，一般需要在底層成型且經(jīng)灑水養(yǎng)護(hù)后，才可以進(jìn)行第二層攤鋪。但這種方法容易出現(xiàn)操作不當(dāng)，上下層銜接不到位的問題，容易產(chǎn)生分層現(xiàn)象，導(dǎo)致基層受力情況發(fā)生變化，會影響瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層的穩(wěn)定性，最終誘發(fā)裂縫。對此，施工人員需要優(yōu)化施工工藝，通過連續(xù)攤鋪的方法，一次性完成攤鋪，其間嚴(yán)格控制初凝、終凝時間，確保整個過程順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)分層現(xiàn)象，確?；鶎拥姆€(wěn)定性。

2.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)控制

瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成后，需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，確保混凝土含水量不受影響。在養(yǎng)護(hù)過程中需要根據(jù)具體的情況選擇不同的方法，同時要對基層混凝土的內(nèi)外溫度、濕度、風(fēng)力變化情況進(jìn)行檢測。如果溫度高、太陽光照強(qiáng)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(dāng)灑水，避免混凝土表層出現(xiàn)體積縮小的問題，降低裂縫發(fā)生率。此外，施工完成后需要加強(qiáng)追蹤管理，避免出現(xiàn)人為破壞的現(xiàn)象[5]。

2.5 施工裂縫的處理

第一，科學(xué)選擇工藝和材料。在瀝青路面水泥穩(wěn)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(jī)械設(shè)備的性能、質(zhì)量和運(yùn)行狀態(tài)，編制儀器臺賬，安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)和管理，并定期保養(yǎng)和檢修設(shè)備，進(jìn)而有效發(fā)揮設(shè)備的作用。并且，在施工過程中可以采用環(huán)氧改性聚氨酯材料，不過使用這種材料時需要根據(jù)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行配比，之后將之注入路面裂縫，在高壓環(huán)境下，這種材料會和混合料發(fā)生反應(yīng)，黏結(jié)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(chǎn)生泡沫固體，黏結(jié)在裂縫處，起到修補(bǔ)裂縫的作用。需要注意，采用該材料前需要加強(qiáng)質(zhì)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(dá)探測器等對注漿孔位的深度和寬度、延伸情況進(jìn)行檢測，通過檢測數(shù)據(jù)信息制定施工方案，后根據(jù)方案中的相關(guān)要求沿裂縫本身的走向設(shè)置并標(biāo)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(jù)裂縫具體情況調(diào)整鉆孔的深度，并對鉆孔內(nèi)部進(jìn)行清理，采用螺旋鉆桿進(jìn)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(shè)置注漿管，并科學(xué)設(shè)置注漿槽，根據(jù)現(xiàn)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(jìn)入到瀝青面層中，影響瀝青面層質(zhì)量。

第五，加強(qiáng)施工環(huán)境控制。在瀝青路面水泥穩(wěn)定碎石基層施工過程中需要加強(qiáng)施工環(huán)境控制，需要保證最低溫度和最高溫度達(dá)標(biāo)，一般需要在嚴(yán)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(xué)選擇壓路機(jī)和壓實機(jī)，保證混合材料的壓實度，提高基層壓實的剛度與強(qiáng)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(nèi)，保證材料強(qiáng)度[6]。

3 結(jié)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(xiàn)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(wěn)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(xué)分析原因，從施工材料和工藝、過程入手預(yù)防和控制，另一方面需要對早起裂縫進(jìn)行處理，及時修補(bǔ)，保證路面質(zhì)量，并在后期也需要做好養(yǎng)護(hù)工作，有效提高瀝青水泥路面的使用壽命。