市政高速公路水穩基層裂縫原因及防治

牛 磊

（青島交通工程監理咨詢有限公司，山東 青島 266000）

1 在建高速公路水穩基層裂縫調查

某高速公路工程總長46.8 公里，雙向6 車道，路面寬34.5 米，設計速度120 公里/小時，采用的是瀝青混凝土路面結構。基層是穩定的碎石基底，鋪設水泥厚度為35 厘米，該項目于2013年2 月開始施工，路面主體于11 月完工。但因冬季氣溫低的原因，瀝青表面的施工工作無法進行，整個基層因無法承受低溫而出現裂縫。有關部門于2014年3 月進行基層質量檢查時發現，水穩基層頂面部分以及瀝青下層部分的裂縫現象最為明顯。

1.1 高速公路路面裂縫情況

K7 + 220～K7 + 247 左面瀝青中層出現的裂縫長27 米，裂縫方向為縱向，裂縫寬1 至2 厘米而且有不斷擴大的趨勢。 K11 + 130～K11 + 345 右面基層的上表面上一共出現27個裂縫，其中橫向裂縫共計21 個，縱向裂縫共計6 個。裂縫平均長度為13 到29 厘米。K16 + 400 的左下方的下層出現一道長13.4 米，寬4 至11 毫米的縱向裂縫。 K21 + 260～K21 + 605 右面基層的上表面部分出現3 個長度在11.5 到18.5 米之間的縱向裂縫。橫向裂縫共計14 個，平均長度為5到12 米，K30 + 245～K30 + 278 的右上頂部表面有1 個長33米，最寬處達2.5 厘米的縱向裂縫。K33 + 535～K33 + 546 的左段瀝青的上層出現1 個長度為11.4 米，最大寬度為1.5 厘米的縱向裂縫。

1.2 查找裂縫成因

在裂縫位置通過鉆芯技術進行取樣，并觀察裂縫的結構和層次。在K16 + 400 段上，裂縫上下層發生了粘連，但芯樣較為密實完整且級配狀態良好，并且可以清晰地看到同一斷層的上下裂縫狀態。在對發生裂縫的路段按鋪設的順序逐層進行銑刨工作時可以觀察到，裂縫的最大寬度為3 厘米，兩側的裂縫相互交錯。裂縫的上表面出現凹陷并且可以觀察到每層中裂縫的發展狀況，挖掘工作直至灰土層的頂面部分，之后對土壤層的頂部表面進行取樣分析，以確定其含水量并分析裂縫的成因。

2 在建高速公路水穩基層產生裂縫的原因

2.1 荷載裂縫的成因

由于車輛行駛過程中的荷載重量較大，當車輪反復地作用于路面時，基層的底部就會產生一定的拉應力。特別是當路面基層受到大量車輪荷載的影響，拉應力就會超過基層的抗拉強度，并導致基層底部因無法承受重壓而開裂，這種開裂會逐漸擴展到路基頂部。通常來說，在建路面裂縫的產生主要是由施工車輛的重壓引起的。

2.2 干縮裂縫的成因

通常來講，在施工完成后的10 至20 天內，隨著水穩基層部分施工的完成，施工材料的體積可能會因蒸發和水含量減少的影響而收縮，裂縫很可能在這種作用下產生。

2.3 施工裂縫的成因

如果基材的質量未達標，或者忽略了材料的測試和驗收工作，那么不合格的材料將會被用于水穩基層的建設中。水穩基層的設計不夠合理，污泥的用量過大，混合比的設計不合理，施工期間對水量的把控不足，用于鋪設的混合物、層壓板等的保養不足，碾壓不夠到位等因素都可能會導致水穩基層產生裂縫。

2.4 基層原因引起的裂縫

K7 + 220～K7 + 247 部分主要為路基填充之前的橋面上坡部分的便道。如果在回填工作中未嚴格按照規范執行相應步驟，或出現道路碾壓不到位的情況，那么在結構重量以及車輛荷載的影響下，路基可能會發生沉降并逐漸產生裂縫。通過對互通匝道的采樣和分析可以得知，基層和基層底部中的裂縫平行交錯，它們之間的距離接近1.75 米，同時形成了一個小的滑動面。路基抗壓強度不足以及不均勻的沉降可能是這些裂縫的成因。

3 在建高速公路水穩基層裂縫的防治對策

3.1 加強對原材料質量的把控

確保水泥的初始和最終凝固時間符合要求，并使用緩凝劑水泥。初始凝固時間應大于4.5 小時，最終凝固時間應大于6 小時。32.5的普通硅酸鹽水泥為常用的水泥類型，其用量通常控制在5%左右以確保水泥的強度。應在施工前做好水泥品種、強度和現場用量的試配工作，并確保合格的水泥按照要求使用。同時應加強對粗細集料質量的控制，通常使用機制碎石技術研磨粗集料以確保顆粒之間的附著力，嚴格控制泥漿量，保證水泥和石材有效粘合。此外，做好石屑含量的控制工作也能有效預防裂縫，同時應嚴格設計基層混合料的配比。

3.2 合理控制含水量

合理控制含水量不僅可以保證基層的壓實度還可以避免產生裂縫。 混合料運輸、鋪路和碾壓過程都可能導致水分的流失，夏季相比較冬季水分蒸發得更快，因此在施工過程中必須注意控制含水量。混合物的含水量建議比最佳含水量高1%～2%，這樣可以有效避免碾壓時出現粘輪、起拱等情況以確保碾壓質量，最終達到預防裂縫的目的。

4 結語

綜上所述，我國的高速公路建設取得了巨大成就的同時，高速公路施工技術在道路施工中的作用也日益凸顯。今后，我們應當對此進行深入研究并繼續改進仍需改良的地方，以確保道路建設的質量，從而達到加強區域間溝通效率以及緩解交通壓力的目的。