水泥碎石基層瀝青路面的裂縫防治措施研究

余 擁 軍

(太原市市政總公司辰宇公司，山西 太原 030024)

0 引言

由于半剛性基層材料的突出優點，越來越多的國內外高級公路以及城市公路采用半剛性基層材料作為主要結構類型。在眾多半剛性基層材料中，水泥穩定碎石基層是使用較為普遍的一種半剛性基層材料。但是，水泥穩定碎石材料的抗變形能力較低，并且該材料的脆性很大，當公路的濕度以及溫度等外界環境出現明顯變化時，非常容易出現開裂現象，進而形成路面裂縫。路面裂縫不但會影響公路的整體美觀，而且還會降低公路基層的整體穩定性和平整度，更為重要的是當水分滲透至基層中，就會使得基層的承載能力下降，在汽車載荷的長期作用下，路面就會加速破壞。這是瀝青路面出現損壞的重要原因之一。

一旦水泥碎石基層的瀝青路面出現裂縫，當雨季過后，雨水就會沿著路面裂縫向路基滲透，隨著車輛的高負荷碾壓，公路基層就會出現碎裂，顯著增加公路的養護成本，并且嚴重降低公路的整體使用年限。因此，必須要在公路施工過程中，科學合理地設計路面施工方案，加大施工質量監督管理制度，出臺相關水泥碎石基層裂縫的防止措施，最大可能降低公路的水泥碎石基層瀝青路面出現裂縫的概率，提高公路的使用質量。

1 瀝青路面裂縫成因分析

1.1 溫縮裂縫

公路施工過程中使用的水泥基層碎石材料是由多種材料混合而成的，是一種混合材料。研究結果表明，當外界環境溫度發生變化時，基層路面的混合材料就會出現溫度脹縮力，而且還伴有曲蹺應力，這就會影響水泥穩定碎石基層，很容易引發瀝青路面裂縫。此外，在瀝青面層材料施工的過程中，由于澆筑混凝土會大量放熱，熱氣也會影響碎石基層的穩定性，使碎石基層產生收縮，出現裂縫。因此在整個瀝青路面的施工過程中，需要對路面進行保溫處理，避免出現溫度急劇降低，影響碎石基層路面穩定性。在水泥碎石基層瀝青路面的施工過程中，碎石內的溫度會有所升高，路面內部的體積會膨脹，而外部的施工操作又會導致基層有一定的收縮，這種內外力的共同作用下，路面就會承受不住壓力，而出現裂縫。

1.2 干縮裂縫

雖然，水泥碎石基層位于公路瀝青路面的下面，但是當路面使用時間過長，水泥碎石基層材料的性質就會出現變化。這是因為，公路瀝青路面在施工過程中，必須要進行壓實操作，用來保持路面的強度，以及保證路面的平整度符合要求。在瀝青路面壓實的過程中，水泥碎石基層就會受到一定的壓力，這時水泥碎石基層中存留的水分就會出現蒸發，致使水泥碎石基層的體積出現變化。水泥碎石基層對濕度的變化較為敏感，隨著水分的蒸發，當基層濕度不滿足瀝青路面的濕度要求時，就會出現干縮問題，從而引發路面裂縫，這種裂縫稱為干縮裂縫。此外，瀝青路面施工過程中，如果材料質量監控不嚴，材料中的濕度過大同樣會引發水泥碎石基層濕度的變化，因此通常情況下，道路養護時都需要對路面進行濕度灑水，避免基層因為長時間暴露在空氣中產生干縮，引發路面裂縫。

1.3 荷載裂縫

所謂荷載裂縫就是當公路正式投入使用后，隨著路面大型車輛和重載車輛的不斷碾壓，水泥碎石基層承受越來越大的壓力，這種壓力會導致路面開裂，形成路面裂縫。在所有的水泥碎石基層瀝青路面的裂縫中，荷載裂縫對公路使用的危害最大。并且，隨著我國經濟飛速發展和城鎮化水平不斷提高，越來越多的大型卡車和超載車輛在公路上行駛，因此荷載裂縫不斷增多，如果荷載裂縫得不到及時有效的修復，隨著車輛的不斷行駛，對基層壓力不斷增加，裂縫就會向外擴散，從而導致瀝青路面出現多個裂縫，甚至形成網狀裂縫，這時公路就會面臨停止使用的危險。因此，必須在荷載裂縫擴大之前，對裂縫及時修復，避免破壞公路的使用效用。

1.4 施工工序不合理

對于道路施工而言，必須要嚴格按照施工方案，科學合理地施工。這是因為合理的施工程序是水泥碎石基層路面質量得到保證的必要條件。但是，在實際的施工過程中，往往會有施工企業因為經濟效益問題或追趕工期問題，而忽視施工方案，甚至違反規定采用不符合標準的施工材料，這些都是導致公路使用后出現裂縫的重要原因。不合理的施工程序除了會造成公路出現裂縫之外，還會影響整個道路工程的系統性與安全性，極易引發道路交通安全事故。因此，必須要嚴格管控施工程序，強化質量安全意識，提高公路質量，延長公路使用壽命。

2 水泥碎石基層瀝青路面裂縫防治措施

2.1 施工控制

同所有的施工過程一樣，公路路面施工過程中同樣需要注意對施工的質量控制，這不但是確保水泥碎石基層裂縫概率降低的重要保證，同時還是保證公路質量以及延長公路使用壽命的關鍵所在。合理的控制施工工序，可以有效降低施工過程和公路使用過程中的各種問題發生的概率。對于水泥碎石基層施工過程中，要特別注意水泥的溫度。因為水泥材料特別容易發生初凝現象，避免初凝現象的有效措施就是應該在施工過程中對材料進行覆蓋，或者在夜間施工，確保水泥的溫度不受影響。這是因為水泥碎石混合材料中的水分含量很高，而且水分又非常容易揮發，因此要保證水分不會出現大量散失，就要進行覆蓋操作或者安排夜間施工，這樣可以避免水泥碎石材料受到溫度和濕度的變換而大量流失水分，能夠降低公路瀝青路面出現裂縫的概率。

2.2 材料控制

公路施工過程中，材料的選用對施工效果非常重要。首先，施工材料作為公路的主要結構性物質，材料質量的好壞將直接影響水泥碎石基層瀝青路面的施工質量。當前，部分施工企業出于施工成本考慮，存在違反相關規定采用質量不合格材料的現象，這是后續引發公路裂縫的重要原因。其次，對于公路水泥碎石基層瀝青路面施工來說，要盡量選用終凝時間長的高質量水泥，因為這類水泥在攪拌過程中，不容易與其他材料發生凝結，混合效果均勻，施工質量較高。最后，要嚴格控制施工過程中的水泥用量。部分施工單位在施工過程中存在水泥用量過大，當水泥碎石基層施工過程中的水泥用量過大時，混合材料的收縮系數就會過高，導致裂縫產生。但水泥的用量也不能過小，過小雖然降低了裂縫出現的概率，但路面的強度達不到要求。

2.3 含水量控制

水泥碎石基層的含水量不但會影響瀝青路面裂縫，而且還會影響路面的壓實效果，與路面質量息息相關。因此，在施工過程中，必須要將水泥、碎石等施工材料進行充分的攪拌，確保材料的含水量符合施工要求。尤其要注意天氣對含水量的影響，防止蒸發導致的混合材料含水量過低問題。特別是如果施工遇上高溫天氣，混合材料中的水分會流失很快。所以，施工過程中，要充分考慮到水分的流失量。通常情況下，施工過程中的水泥碎石基層含水量要超出正常要求含水量的1%～2%，這樣可以有效避免水分不足而產生裂縫。水泥碎石基層施工完成后，瀝青路面的壓實過程中，也要考慮到含水量問題，如果含水量過低，混合材料就難以碾壓。道路碾壓不實，路面的強度就不夠，公路正式投入使用之后，在車輛載荷的作用下，碎石就會松散出現裂縫。此外，在攤鋪過程中，也要注意施工程序，降低裂縫出現的概率。這是因為，基層的攤鋪工作中，如果上下基層的結合效果不佳，就會導致整個水泥碎石基層的受力不均，在使用過程中極易出現水泥穩定碎石斷裂。因此，施工單位應該使用改良之后的攤鋪方式，一次性完成攤鋪工作，這樣可以最大限度確保水泥碎石基層的穩定性，有效減少裂縫產生的概率。

2.4 養護控制

科學合理的路面養護是降低路面裂縫的有效舉措，所以在施工完成之后，一定要對路面進行養護，這樣可以有效避免路面投入使用后出現問題。路面的養護不但要求施工人員對施工過程的問題進行解決，還要對路面使用過程中的路面損壞及時進行修復，這樣可以顯著降低瀝青路面裂縫。在水泥碎石基層瀝青路面的養護過程中，要特別注意維持碎石基層混合料中的含水量，防止水分流失對路面的影響。此外，道路養護中還要注意對施工過程中的不達標施工程序進行檢查，提高水泥碎石基層的強度和抵抗風險的能力，尤其是在高溫天氣，要注意及時對材料中的水分進行補充。

3 結語

道路水泥碎石基層路面施工是一項系統復雜的工程，施工過程中一定要嚴格把控施工工序、材料質量、含水量，并及時對基層路面進行養護，施工后期還要注意采用現代化施工工藝合理施工，減少施工過程中出現的問題，確保施工質量，減少裂縫出現的概率。

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