公路水稳碎石基层裂缝成因及防治措施
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摘 要：近些年我国公路工程有了快速发展，对于质量要求不断提升。公路施工过程中，水稳碎石基层处在底基层和面层之间，会将路面载荷传递到底基层，因此对其质量要求较高。但是因为其施工工艺要求较高，并且容易受到施工环境的影响，因此在施工中一旦受到外部因素影响就容易产生裂缝，对于公路质量产生了非常严重的影响。本文主要分析公路水稳碎石基层裂缝成因问题，在此基础上提出了相应的防治措施，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：水稳碎石基层;裂缝成因;防治措施
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00
0 引言
水泥稳定碎石基层具有强度高、稳定性好、刚度大、抗冻性好等优势，是一種非常优良的路面基层材料，被广泛应用到公路建设当中。近些年随着车辆数量以及载荷的逐渐增加，对于路面承载能力要求不断增加，基层作为最重要的承重层起到非常重要的作用。但是水稳碎石基层在施工和使用所用中受到各种因素的影响会出现裂缝，直接影响到公路的质量和安全性，所以对其进行分析并采取相应防治措施降低裂缝发生概率，对于确保公路质量、延长其使用寿命具有非常现实的意义[1]。
1 案例基本概况
某公路处在我国北方某城市，其基本指标如表1所示。在完成水泥稳定碎石基层表面摊铺12天后，该公路的K65+300—+700路段出现了一定量的横向裂缝，本文针对此路段的裂缝原因进行分析并采取相应防治措施。
4cm改性沥青混凝土+36cm水泥稳定碎石+20cm低剂量水泥稳定碎石
2 公路水稳碎石基层裂缝原因分析
水泥稳定碎石基层属于半刚性结构，主要是通过水、水泥、集料等物质按照特定比例混合搅拌并碾压成型，同时要对其实施必要的养护确保其达到相应强度。在充分分析裂缝形成原理的基础上，按照该案例公路建设过程中的具体情况来分析水泥稳定碎石基层裂缝原因主要包括如下几方面：
（1）温度影响引发的裂缝。水泥稳定碎石基层属于半刚性结构，其非常容易受到温度的影响，容易发生热胀冷缩现象而引发裂缝。对于案例公路来说，其处在北方寒冷区域，昼夜温差相对较大。水泥稳定碎石基层内部结构存在固态、液态、气态等不同物态结构，这些物质之间温缩系数存在着较大的差异，存在较大的温度应力。若是随着温度较大影响应力超出了结构的临界值就会造成温缩而产生裂缝[2]。
（2）离析影响引发的裂缝。所谓的离析主要就是指水稳基层粗细料发生集中的现象，一旦发生离析问题就会造成水稳基层强度不均衡，不同强度区域基层之间非常容易产生裂缝问题。按照类型的不同可以将离析分为“放料离析”、“颠簸离析”、“卸料离析”、“摊铺离析”、“找平离析”等等，具体情况如表2所示。
对于该案例公路来说，通过对开裂区域进行取芯试验可知水泥稳定碎石的抗压强度超出设定值较多，所以容易造成离析的问题而引发裂缝。
（3）干缩影响引发的裂缝。水泥稳定碎石层在完成压实成型之后需要进行必要的养生才可以正常使用，若是养生不合理、及时就容易引发混合料形成凝结硬化。主要是由于水和水泥间产生的水化反应而形成水化热现象，会将水稳基层的水分蒸发掉从而形成收缩问题，从而引发干缩裂缝。
（4）养生影响引发的裂缝。若是水稳碎石基层养生不够科学、及时，就会因为水化反应而产生水化热问题，从而造成水分流失而提升不同颗粒之间的分子力，会引发相邻颗粒间引力的增加，从而造成水稳基层的变形。
（5）其他原因引发的裂缝。对于案例公路所在区域基层裂缝进行分析可知，裂缝所在区域水稳基层的稳定性相对较差，已经产生了非常大的变异问题。通过分析可知，该公路水稳碎石基层裂缝主要是因为寒冷时间水分蒸发速度较慢，水泥的终凝时间减少。另外，工作人员在摊铺工作的时候没有以当地天气为主要依据对水泥和水的用量进行有效调整，进而导致在碾压的时候因水分比较多而出现干缩性裂缝问题。除此之外，还应该在施工过程中对灰剂量进行严格的控制，避免因为灰剂量过高而引发收缩裂纹[3]。
3 公路水稳碎石基层裂缝的防治措施
3.1 优化混合料配比，提升合理性
第一，要参照室内7天无侧限抗压强度等指标来选择合适的水泥以及用量，对于案例公路来说根据实际情况可以采用低水泥剂量;
第二，在集料级配时需要有效控制细料的含量，同时要加强超粒径情况的控制。另外，可以在混合料中添加一定量粉煤灰、减缩剂物质，以此来提升水泥稳定碎石温缩性能，同时在其中加入一定量聚丙烯纤维来达到增强其韧性的目的;
第三，要特别注意集料情况，若是出现变化要进行及时的调配，防止水稳基层细集料过多问题，保证施工质量。
3.2 增强原材料的有效控制
为了降低水稳碎石基层裂缝发生概率，需要加强相应原材料质量的控制力度，特别要加强混合料中粒径<0.075mm的矿粉含量控制力度。主要原因在于：若是此种规格矿粉含量较多或者较少都容易造成混合料中水泥用量的上升，此种情况下容易引发公路表面产生起皮现象，此种情况不但会影响到水稳基层的建设质量，严重情况下会影响到公路的使用性能，容易引发事故。
3.3 增强施工现场混合料摊铺控制
为了降低混合料离析问题，要施工现场要有效控制水稳混合料的摊铺，要适当降低混合料搅拌站的出料高度，同时成品仓区域要设置搅拌装置，确保混合料的充分搅拌。除此之外，要控制混合料装卸过程速度的均匀性，在运料之前需要确定好具体运输路线，尽可能确保运输路线的平稳性，避免因为运输颠簸而产生离析问题。在卸料过程中一定要确保车厢提升的均匀性，同时也要尽可能降低车厢倾斜的角度≤30°。另外，在具体摊铺过程中要确保螺旋布料器转动的均匀性，以便混合料的卸料均匀性[4]。 3.4 加强水稳碎石基层的养生
养生是确保水稳碎石基层质量的重要保障，所以在完成基层的摊铺后要通过“覆盖补水养生”以及“覆盖密闭养生”等方式实施水稳基层的养生，具体操作时可以按照如下等方式来进行：
第一，可以通过覆盖薄膜进行养生。就是在完成摊铺碾压的基层表面覆盖密封薄膜，由于隔膜具有较好的隔水作用，可以有效保證薄膜内部的基层湿度，具有非常好的稳定性。需要注意的是，为了能够保证较好的养生效果需要保证薄膜密封良好，同时要在其边角覆盖重物防止被风刮起而影响养生效果。
第二，通过覆盖草帘或者土工布实施养生。就是指在水稳碎石基层摊铺碾压之后在其表面覆盖草帘或者土工布，在此基础上在覆盖层上部喷洒一定量的水，始终保持水稳碎石基层表面的湿润性。为了始终确保湿润性，需要按照实际气候情况进行洒水频次的控制，一般情况下要保证养生时间在7天之上。需要特别注意的是，补水养生时一定要对交通情况进行有效控制，在基层表面强度没有达到设计标准的情况下严禁受到外部载荷的影响。在确保水泥稳定碎石基层强度达到设计以及标准规定的情况下可以将覆盖物撤除，并且要将水泥稳定碎石基层表面清理干净。
第三，可以通过稀浆封层的方式进行养生。此种养生方式就是在水稳基层摊铺碾压后、基层表面干燥后第一时间撒上乳化沥青透层油，透层油破乳之后要相隔1-5天铺筑稀浆封层，这样就会在水泥稳定碎石基层表面形成较好的密封层。
4 结语
水泥稳定碎石基层由于具有强度高、稳定性好、刚度大、抗冻性好等优势在公路建设中得到了广泛的应用，但是其会受到各种因素的影响而产生裂缝，对于公路正常运行造成较大影响。本文主要分析了水稳碎石基层裂缝的成因，在此基础上提出了相应的防治措施。通过本文的介绍能够对水稳碎石基层施工提供一定参考和帮助，对于裂缝的控制具有现实意义。
参考文献
[1]蔚佳伟.水稳碎石基层裂缝的成因和防治措施[J].山西建筑，2018（10）：15-17.
[2]沈华光.水稳碎石基层裂缝成因及防治措施探讨[J].建材与装饰，2018（5）：18-19.
[3]蒋玉华.谈水稳碎石基层裂缝成因及防治措施[J].住宅与房地产，2017（9）：88-91.
[4]薛白玉.高等级公路水稳碎石基层裂缝防治[J].四川建材，2017（4）：18-19.
收稿日期：2020-01-22
作者简介：贾刚（1984—），男，甘肃敦煌人，本科，工程师，研究方向：公路工程施工及养护。
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