城市道路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因及防治措施

黃海按

廈門市新曦建設(shè)開發(fā)有限公司（361000）

城市道路水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫成因及防治措施

黃海按

廈門市新曦建設(shè)開發(fā)有限公司（361000）

水泥穩(wěn)定碎石混合料具有很好的水穩(wěn)性和板體性，并且早期強(qiáng)度高，原料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，常用于道路底基層和基層結(jié)構(gòu)中。但是如果施工中對(duì)其施工質(zhì)量的控制力度不夠，施工時(shí)操作不規(guī)范，容易導(dǎo)致工程項(xiàng)目出現(xiàn)質(zhì)量問題。文章針對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析研究，并提出相應(yīng)的解決措施，以期為廣大道路施工人員提供參考。

城市道路；水泥穩(wěn)定；碎石基層裂縫；成因；防治措施

隨著我國(guó)城市化發(fā)展的不斷加快，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市內(nèi)部人口不斷增加，城市中的道路的重要性與日俱增。道路工程作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，越來越受到相關(guān)部門的重視，作為帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交通運(yùn)輸行業(yè)，只有保障其發(fā)展速度，才能做到和其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的不斷發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化建設(shè)的良好發(fā)展。

1 碎石基層裂縫產(chǎn)生原因

1.1 干縮裂縫

水泥穩(wěn)定碎石基層在水分蒸發(fā)過程中，基層體積產(chǎn)生收縮變形，在干燥的空氣中發(fā)生硬化，影響裂縫的干裂以及收縮。水泥、水與碎石集料在一定程度上影響著干縮裂縫的變化。此外，在混合料凝結(jié)過程中，水化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致混合料消耗掉一部分水分，水泥含量的高低直接影響混合料中水分消耗的不同。由于，碎石基層表面也需要對(duì)水分加以吸收，混合集料中細(xì)料所占的比重越多，碎石表面吸附的水分則越多[1]。

1.2 溫縮裂縫

水泥穩(wěn)定碎石中的水泥由于具有熱脹冷縮的性質(zhì)，在混合料硬化的過程中，水泥會(huì)釋放出較多的熱量，熱量的不斷增加導(dǎo)致混合料散熱過程不斷放慢，因此導(dǎo)致混合料內(nèi)部的溫度不斷增高，使得混合料內(nèi)部體積加速膨脹，由于氣溫較低時(shí)混合料外部遇冷急劇冷卻收縮?；旌狭蟽?nèi)脹外縮將產(chǎn)生出強(qiáng)大的應(yīng)力，混合料內(nèi)外進(jìn)而相互制約，當(dāng)應(yīng)力過大超出抗彎拉強(qiáng)度極限值，產(chǎn)生溫縮裂縫，因此溫縮裂縫大多以橫向分布。例如，在2012年建成的四川省自貢到富順公路，在路段路面上出現(xiàn)了不同程度的橫向溫縮裂縫，在重交通的一側(cè)尤為嚴(yán)重，在通過路面維修的過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫的原因是基層路面的反射造成的。由于在道路建造過程中，為了提高基層的穩(wěn)定度加大了水泥的含量，水泥含量的增多導(dǎo)致水泥穩(wěn)定基層中出現(xiàn)了大量的干縮裂縫，基層干縮裂縫不斷反射到路面上來，在一些重交通的大型卡車影響之下，路面整體強(qiáng)度遭到破壞，路面裂縫不斷延伸。

1.3 受外力作用影響的網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫在外力的影響之下，導(dǎo)致局部受力彎沉過大，因此產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞裂縫，這種裂縫通常破壞力較大。例如，在基層底部通常受到車輛重復(fù)荷載的影響，導(dǎo)致基層面底部發(fā)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力逐漸超出水泥穩(wěn)定碎石基層的最大極限時(shí)，水泥穩(wěn)定碎石基層的底部在外力影響下產(chǎn)生裂縫。經(jīng)過雨水的滲透，裂縫在外力作用下產(chǎn)生翻漿，逐漸形成網(wǎng)狀裂紋，并隨水分持續(xù)蒸發(fā)，裂紋逐漸變成發(fā)散型裂縫，經(jīng)過一定外力作用之后，使基層產(chǎn)生塌陷[2]。

2 裂縫的預(yù)防治理

以某公園景觀的配套道路施工為例:配套道路行車道結(jié)構(gòu)層為:厚 3.5 cm SMA-13（AH-70）改性瀝青+厚4 cm AC-20C（AH-70）中粒式瀝青混凝土+厚 cm AC-25C（AH-70）粗粒式瀝青混凝土+厚20 cm 5%水泥穩(wěn)定碎石上基層+厚15 cm 3%水泥穩(wěn)定碎石底基層。

2.1 材料的選擇

本案例工程中水泥采用為PO32.5的水泥；采用四種規(guī)格連續(xù)級(jí)配的碎石，施工中使用的水為當(dāng)?shù)責(zé)o污染的河流水。

2.2 施工原材料的質(zhì)量試驗(yàn)

以上選用的施工材料，都需要經(jīng)過相關(guān)質(zhì)量試驗(yàn)，確認(rèn)原料質(zhì)量合格后，才能進(jìn)行施工操作，材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為:水泥必須按照我國(guó)《通用硅酸鹽水泥》中水泥的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行用水量、水泥凝固時(shí)間、膠砂強(qiáng)度和安定性四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，確認(rèn)水泥質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；碎石選擇時(shí)。必須按照《集料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》中壓碎值的要求進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)碎石的壓碎值和塑限指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)，符合道路集料的施工質(zhì)量要求。

2.3 施工質(zhì)量要求

此項(xiàng)工程中水穩(wěn)基層除了按照我國(guó)《市政工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定外，確認(rèn)評(píng)定合格后，在進(jìn)行下一項(xiàng)瀝青路面攤鋪前，施工人員應(yīng)對(duì)水泥穩(wěn)定基層的干縮裂縫重點(diǎn)檢測(cè)，必須保證水穩(wěn)基層沒有任何干縮裂縫的產(chǎn)生，在工程竣工之前，施工人員對(duì)攤鋪的瀝青路面進(jìn)行二次檢測(cè)，確認(rèn)施工路面未產(chǎn)生反射裂縫和橫向裂縫[4]。

3 施工控制裂縫產(chǎn)生的措施

3.1 壓實(shí)操作

對(duì)道路工程中水泥穩(wěn)定碎石混合料進(jìn)行壓實(shí)操作是為了控制水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求的重要手段。盡管在后期即使水泥穩(wěn)定碎石出現(xiàn)壓實(shí)度不夠的情況可以采用鋼筋進(jìn)行加固補(bǔ)救，但是在對(duì)水泥穩(wěn)定碎石混合料生產(chǎn)源進(jìn)行的壓實(shí)是保障道路工程質(zhì)量最重要的環(huán)節(jié)。此外，通過路面井圈加固技術(shù)的結(jié)合使用，可以對(duì)道路上的井圈四周路面進(jìn)行很好的保護(hù)，以此保障道路井圈附近路面的使用壽命。若在基層材料選擇中，材料質(zhì)量已達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，而施工單位機(jī)械化技術(shù)使用程度不夠，引起石料在加工過程中質(zhì)量出現(xiàn)問題，造成水泥穩(wěn)定碎石層中碎石粒徑不均勻，導(dǎo)致骨料出現(xiàn)過粗或過細(xì)的情況，進(jìn)而影響基層的穩(wěn)定，這種情況需要施工人員在施工過程中使用灌砂法對(duì)水泥穩(wěn)定碎石層的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)[5]。

3.2 控制用水量

道路工程中使用的水泥穩(wěn)定碎石層是由水泥和集料等經(jīng)過水化作用后凝結(jié)硬化物質(zhì)制作而成的，所以水泥穩(wěn)定碎石的含水量對(duì)水泥穩(wěn)定碎石壓實(shí)度及是否產(chǎn)生裂縫造成嚴(yán)重影響。特別是混合料在運(yùn)輸和壓實(shí)過程中產(chǎn)生的水分散失，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，尤其在炎熱夏天進(jìn)行施工操作時(shí)，施工人員需要將水泥穩(wěn)定碎石的含水量控制在比最佳水泥穩(wěn)定碎石含水量高一點(diǎn)，如果混合料中含水量過小，水泥穩(wěn)定碎石層不容易被壓實(shí)，如果含水量過大，則水泥穩(wěn)定碎石層容易出現(xiàn)裂縫，因此對(duì)于含水量的控制因嚴(yán)格把關(guān)。

3.3 基層養(yǎng)護(hù)工作

水泥穩(wěn)定基層在壓實(shí)成型后，需要及時(shí)進(jìn)行塑料薄膜等保護(hù)膜覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)措施。若工程是在冬季施工，則應(yīng)對(duì)基層采取相應(yīng)的防凍措施，因?yàn)樗喾€(wěn)定基層中含有一定水分，而我國(guó)大部分地區(qū)冬季氣溫低于零度,達(dá)到水的凝固點(diǎn)，基層中的水水凝固膨脹，導(dǎo)致基層體積膨脹，使結(jié)構(gòu)不密實(shí)，達(dá)不到道路設(shè)計(jì)的要求的，所以冬季施工時(shí)需要對(duì)水泥穩(wěn)定碎石基層采取一定的保溫防凍措施。同時(shí)為了保證基層結(jié)構(gòu)的最佳使用狀態(tài)，施工結(jié)束后應(yīng)對(duì)道路進(jìn)行不低于一星期的養(yǎng)護(hù)，施工人員需要一星期內(nèi)保障基層一直處于濕潤(rùn)的狀態(tài)，對(duì)基層每天進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)干縮裂縫[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

道路裂縫的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致道路自身使用壽命的降低，使道路使用性能減弱，同時(shí)降低道路路面的強(qiáng)度，導(dǎo)致路面出現(xiàn)不平整的情況，進(jìn)而降低路面的使用舒適度和美觀度。所以，在道路基層處對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效的預(yù)防可以大大降低以上出現(xiàn)的道路問題概率，從而更好的保障道路使用壽命，在基礎(chǔ)設(shè)施上保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

[1]賀大鵬.高等級(jí)城市道路水穩(wěn)碎石基層抗裂措施分析探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012(17).

[2]孫雅紅.水泥穩(wěn)定碎石裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013(36).

[3]鐘有.水泥穩(wěn)定碎石基層裂縫產(chǎn)生的原因及防治[J].建材與裝飾,2016(24):214-215.

[4]曲磊.公路施工中水穩(wěn)基層裂縫的防治措施[J].價(jià)值工程,2017,36(5):160-162.

[5]劉作敏.淺析水泥穩(wěn)定碎石層收縮裂縫原因及防治措施[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,2015(2):239.

[6]姜杰,朱童.水泥穩(wěn)定碎石基層常見質(zhì)量病害成因及防治措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(1):132.