S309線臨夏至大河家公路水泥穩(wěn)定碎石基層的預(yù)切縫技術(shù)的嘗試

吳平

（甘肅省甘南公路管理局，甘肅 甘南州747000）

S309線臨夏至大河家公路水泥穩(wěn)定碎石基層的預(yù)切縫技術(shù)的嘗試

吳平

（甘肅省甘南公路管理局，甘肅 甘南州747000）

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層是良好的基層結(jié)構(gòu)，但水泥穩(wěn)定基層里的水泥收縮作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層本身產(chǎn)生裂縫幾乎是一種通病，如何防治水泥穩(wěn)定碎石基層的反射裂縫。在S309線臨夏至大河家公路改建工程的基層施工通過預(yù)切縫技術(shù)預(yù)防反射裂縫進(jìn)行了嘗試。

水泥穩(wěn)定碎石基層；反射裂縫；預(yù)切縫技術(shù)

水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層是良好的基層結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的抗壓、抗彎拉性和良好的水穩(wěn)性等。隨著甘肅公路交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展和“十三五規(guī)劃”的實(shí)施，水泥穩(wěn)定碎石基層在高等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛的采用。但是這種半剛性基層有種結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)，由于水泥穩(wěn)定碎石基層里的水泥收縮作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層本身產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層上，幾乎是一種通病。路面反射裂縫大大增加了運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)及修補(bǔ)費(fèi)用，由于路面有裂縫，也是導(dǎo)致甘肅省許多高等級(jí)路面早期水破壞的重要原因之一。因此如何防治水泥穩(wěn)定碎石基層的各種反射裂縫，已成為路面設(shè)計(jì)和施工中急待解決的問題，就此問題，筆者在S309線臨夏至大河家公路改建工程的基層施工通過預(yù)切縫預(yù)防橫向裂縫進(jìn)行了嘗試。

S309線臨夏至大河家二級(jí)公路是從臨夏市通往青海的交通要道，全線海拔在2000m以上，地質(zhì)和氣候復(fù)雜惡劣。路線起點(diǎn)為臨夏市，途經(jīng)紅臺(tái)鄉(xiāng)、營(yíng)灘鄉(xiāng)、癿藏梁、終點(diǎn)大河家鎮(zhèn)。全線路面設(shè)計(jì)為20cm厚度水泥穩(wěn)定砂礫底基層+20cm水泥穩(wěn)定碎石基層+5cm（AK-16）瀝青碎石下面層+3.5cm（AC-13）瀝青混凝土上面層。除別藏梁段（約3km）因隧道未通，沒有鋪筑路面結(jié)構(gòu)層，其他大部分路段2012年一年時(shí)間完成大部分基層和面層施工任務(wù)。

1 水泥穩(wěn)定碎石基層橫向裂縫的問題

在2012年的路面施工中，加強(qiáng)管理和嚴(yán)格按照規(guī)范施工、重點(diǎn)加強(qiáng)原材料控制和質(zhì)量控制、如降低小于0.075mm的含量和控制水泥含量及含水量等。但一年半以后及2013年8月觀察，面層上出現(xiàn)了水泥穩(wěn)定碎石基層的反射裂縫，在詳細(xì)觀測(cè)的K16-K17段（1km路段）平均10m一道橫向裂縫，經(jīng)查看該段施工資料和實(shí)驗(yàn)資料，水泥和原材料質(zhì)量檢驗(yàn)合格，水泥劑量平均值為5.2%，設(shè)計(jì)水泥劑量5.0%，實(shí)際水泥劑量符合規(guī)范要求。2012年4月施工，氣溫正常在20℃左右。該路段屬于改線路段，能夠封閉交通，基層能有良好的養(yǎng)生條件。對(duì)裂縫詳細(xì)觀測(cè)，縫寬基本不超過1mm的裂縫，發(fā)現(xiàn)這類裂縫具有一定的不規(guī)則性，占據(jù)了裂縫總數(shù)的大部分。對(duì)5處裂縫處鉆芯觀測(cè)，基本裂縫貫穿基層厚度。

2 目前處理水泥穩(wěn)定碎石基層的方法和思路

目前我們國(guó)家圍繞著這一課題進(jìn)行許多研究工作，但總的來說主要是從兩個(gè)方面著手：一是從基層施工本身考慮，主要是合理降低水泥的摻用量和粒料的良好級(jí)配、并且在拌合和鋪筑過程中嚴(yán)格控制含水量、使其接近最佳含水量，以盡可能的減少裂縫；二是從設(shè)計(jì)著手，采用增加過渡層、增加瀝青混凝土路面厚度，使這種基層反射裂縫不反射到瀝青面層來，比如將半剛性水泥穩(wěn)定碎石基層改成瀝青穩(wěn)定碎石基層或在基層上鋪設(shè)一定厚度的碎石過渡層的方法，都屬于這方面的研究成果，這些方法對(duì)防裂縫具有徹底性，效果很好，但前期投資和總成本費(fèi)用較高。

3 水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行預(yù)切縫技術(shù)的嘗試

根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況，經(jīng)監(jiān)理同意和業(yè)主批準(zhǔn)，項(xiàng)目部在2013年10月鋪筑的K23-K24段水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行預(yù)切縫技術(shù)，嘗試預(yù)防水泥穩(wěn)定碎石基層的橫向裂縫。

由于水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層使用的設(shè)計(jì)水泥劑量為5%左右，這種水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)因其抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)受原材料及含水量等不均勻性因素的影響較大。經(jīng)查詢相關(guān)資料和咨詢專家。預(yù)切縫技術(shù)的切縫的布設(shè)以橫縫為主，間距20m，貫穿整個(gè)水穩(wěn)碎石基層寬度。縫深一般為基層厚度的1/3左右即20cm厚度的水泥穩(wěn)定基層切縫深度7cm，縫寬0.5cm，切割時(shí)間選擇水泥穩(wěn)定碎石基層完工一周內(nèi)，以切割時(shí)切口不形成松散但又不致于強(qiáng)度過高不易切割為適度。切割完成后對(duì)切縫采用熱改性瀝青及時(shí)灌縫處理，灌滿全部切割深度?；鶎忧锌p后，切縫雖有瀝青填料填充，但從受力角度來分析，它依然是基層中受力最弱的環(huán)節(jié)。另外，基層被切割后分成了許多板塊，有損于其整體性能。為了彌補(bǔ)這方面的不足，并且防止基層裂縫反射到面層上，灑鋪透層前，在切縫處鋪設(shè)1m寬土工布（切縫兩側(cè)各50cm范圍內(nèi)）。

3.1 預(yù)切縫施工工藝及操作要點(diǎn)

施工放樣→切縫→切縫清理→灌縫→鋪設(shè)土工布→灑布透層→面層施工。

1）施工放樣。在水泥穩(wěn)定碎石基層施工完成一周內(nèi)，以20m整樁號(hào)為準(zhǔn)進(jìn)行放線并做好標(biāo)記。

2）切縫。使用切割機(jī)對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層切縫，縫深為基層厚度的1/3，縫寬0.5cm。切縫防裂施工的關(guān)鍵設(shè)備是切割機(jī)，施工時(shí)最好選用高強(qiáng)度合金鋼片的新型混凝土切割機(jī)械，這樣既可加快進(jìn)度，又可降低工程成本，取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

3）切縫清理。切縫完成后對(duì)縫內(nèi)的小石子和石粉等雜物進(jìn)行清理（可使用高壓氣泵等）。

4）灌縫。切縫采用空氣壓縮機(jī)配合毛刷清理干凈，再使用灌縫車將熱改性瀝青進(jìn)行灌縫，灌縫要飽滿。

5）土工布及鋪設(shè)。灑布透層前在預(yù)切縫位置鋪設(shè)土工布寬度為1m（切縫兩側(cè)各50cm范圍內(nèi)）。采用錨固法施工。先將一段用鋼釘固定住，并將土工布拉緊，每隔1m固定一排釘子。

6）質(zhì)量檢查。基層符合質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)，養(yǎng)生期不少于7d，并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收認(rèn)可。切縫內(nèi)無灰塵、砂粒，切縫兩側(cè)各100cm內(nèi)無污染，灌封飽滿。土工布固定牢固、平整、無皺褶，無卷邊、卷角現(xiàn)象。

3.2 后期觀察結(jié)果

瀝青下面層鋪設(shè)完成1周后，在瀝青下面層的切縫處鉆芯取樣，從瀝青面層鉆芯的試件上來看，土工布在水泥穩(wěn)定基層與瀝青下面層粘接較好，能夠起到縱橫抗拉作用，而且對(duì)瀝青下面層鋪筑過程和平整度沒有影響，整個(gè)試驗(yàn)過程較順利。

一年后即2014年10月對(duì)預(yù)切縫技術(shù)處理的試驗(yàn)段觀測(cè)，平均約50m到100m出現(xiàn)一道反射裂縫。對(duì)裂縫處鉆芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)裂縫在基層厚度范圍內(nèi)沒有貫通，另裂縫位置基本都在預(yù)切縫位置上。

4 結(jié)論

從試驗(yàn)成果來講，主要達(dá)到了以下目的：即水泥穩(wěn)定碎石基層反射裂縫的部位就在我們預(yù)切縫的位置，其余部位無裂縫；由于觀測(cè)時(shí)間較短，目前來看，降低了裂縫的出現(xiàn)，從10m出現(xiàn)裂縫到50m出現(xiàn)一道，而未切縫段落的裂縫則是無規(guī)則的，長(zhǎng)度較短，從某種意義上講裂縫是可控的。

1）切縫時(shí)間的掌握，是影響裂縫的主要因素。切縫的設(shè)置首先表現(xiàn)在要選取合適的時(shí)間上，切縫過早難以施工并且也會(huì)影響水穩(wěn)層的整體性能，切縫過遲會(huì)由于約束力的而出現(xiàn)裂縫。

2）根據(jù)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，應(yīng)加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制，原材料不合格，細(xì)集料的含土量大極易形成裂縫。因此，要加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制和施工工藝管理，同時(shí)在鋪筑瀝青混凝土面層前，要做好水泥穩(wěn)定層的養(yǎng)護(hù)工作。

路面工程中水泥穩(wěn)定碎石基層反射裂縫是不可忽視的一種病害，綜上所述。為避免和減少水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)反射裂縫，要從級(jí)配控制、水泥用量和原材料的含泥量、壓實(shí)度和碾壓時(shí)的最佳含水量，同時(shí)注意養(yǎng)護(hù)工作，盡可能減少水穩(wěn)層的反射裂縫發(fā)生。同時(shí)采取水泥穩(wěn)定碎石基層的預(yù)切縫技術(shù)，能有效減少水泥穩(wěn)定碎石基層中出現(xiàn)的反射裂縫現(xiàn)象。

［1］ 黃和川.公路瀝青路面基層施工技術(shù)的探討［J］.交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2011（11）.

［2］劉君萍，張嘎.公路路面基層施工［J］.科技信息.2010（03）.

［3］ 王廣昌.簡(jiǎn)述公路路面基層的施工質(zhì)量控制［J］.遼寧交通科技，2005（2）.

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