市政高速公路水穩基層裂縫原因及防治措施運用

高飛

摘 要：近年來，我國道路工程發展迅速，質量要求不斷提高。在公路建設過程中，水穩碎石基層位于基層與面層之間，將道路荷載傳遞給基層，對質量要求較高。但由于施工技術要求高，易受施工環境影響。當施工過程中受外界因素影響時會出現裂縫，極大影響公路質量。本文主要分析公路水穩碎石基層裂縫產生的原因，并在此基礎上提出對策建議，希望對相關人士有所幫助。

關鍵詞：公路施工;水穩基層;裂縫問題;防治措施

中圖分類號：U416.2 文獻標識碼：A

0 引言

隨著社會的不斷發展和城市化進程的加快，公路項目的數量不斷增加。道路工程是民生工程，工程質量的好壞直接影響到人們的出行和經濟發展。水穩基層的裂縫在公路建設工程中較為常見，這些裂縫的類型和原因有所不同，因此必須針對不同類型的裂縫及其具體原因采取有效的預防和控制措施，通過處理裂縫來提高項目的質量。

1 水穩基層概述

水穩地基的基礎層稱為水穩碎石層，是指在碎石中加入水泥作為結合劑，通過鋪裝、振動、壓實等方法形成水泥穩定土，提高工程養護質量。水泥穩定土包括穩定細粒土、中粒土和粗粒土。穩水地基的工作原理是選擇級砂和礫石作為骨料，在礫石縫隙之間加入水泥材料，形成水泥穩定土，按照埋藏原理進行攤鋪、振動和壓實工作。耐水基材的初始強度高，耐水基材的強度隨著時間的推移而增加，迅速形成堅固的整體，適合工程路面基層材料的施工。

2 水泥穩定基層的特點

近年來，隨著公路建設工程質量的提高，高效優質的水泥穩定平臺施工技術在公路工程中得到了廣泛的應用。水穩工藝的施工過程主要包括施工準備、計量設置、攪拌、運輸、包裝、碾壓、養護等部分的試驗工段。水穩基層在公路工程中具有質量高、硬度高、使用壽命長的特點，水穩基層獨特的施工工藝可有效加強水泥養護，增加水泥基層強度，對有效提高公路地基質量具有積極意義。在水泥穩定地基施工中，施工道路的測量和放樣可以有效判斷公路地基質量。對相應的公路地基和水穩地基進行高效合理的水泥配比選擇，可以最大限度地提高公路工程的施工質量，水泥穩定地基的有效碾壓可以大大提高水穩地基的密度和性能。水穩基層還具有使用壽命長的特點，在這個過程中，對水穩基層進行維護保養，可以有效提高水穩基層的性能和使用壽命。

3 公路施工中水穩基層裂縫的類型及成因

（1）干縮裂縫。在公路建設中，很多環節都需要大量的水，而水更是水穩基礎施工中不可缺少的要素。隨著施工的進行，水分逐漸減少，水穩碎石體積變形收縮，形成收縮裂縫。收縮裂紋的形成與水分和材料密切相關。水穩碎石地基的建造需要使用多種材料，包括水泥、粉煤灰、礫石、沙子或石屑。根據公路的實際需要，水穩基層的材料配比也可能不同，一般情況下，水泥在硬化過程中會消耗大量的水。因此，一般情況下，如果水穩基層中所含的水泥比例較大，則施工時開裂的概率就會增加。

（2）溫度裂縫。由于水穩基層受溫度的影響，在施工過程中如果溫度突然變化，很容易產生溫度裂紋。施工過程中溫度較高時，水穩基層的水分容易蒸發，水分流失量大，容易產生裂紋。其次，在施工過程中，當外界環境溫度下降較快時，水穩基層表面因溫度而收縮，但內部溫度不易下降，導致整個水穩基層產生相對較大的應力。當應力超過水穩基層的極限彎曲和拉伸強度時，就會出現溫縮開裂。在公路建設過程中，溫度裂縫的客觀性最為突出，而且由于外界溫度在一定程度上也是受人為控制的，因此對這些裂縫采取有效的干預措施尤為重要。這對施工人員的經驗水平要求比較高，也需要很強的專業能力。

（3）網狀裂縫。網狀裂紋是在外力作用下產生的一種裂紋，網狀裂紋常呈網狀或裂紋狀。在網狀裂縫形成初期，裂縫相對較小，但在后期，網狀裂縫在各種外界因素的影響下，對水穩基層造成非常嚴重的破壞。在公路建設中，水穩基層撓度大，同時受外力作用，造成局部結構破壞和裂縫。網狀裂縫形成后，遇到大雨、大雪等，細小的裂縫會擴大成不同形狀，嚴重影響水穩基層的施工質量。

（4）沉積裂縫。下沉裂縫是水穩基層在施工過程中局部下沉而產生的一種裂縫。通常，公路建設的滾動過程是分層進行的。各基礎層的壓實必須嚴格按施工標準進行，壓實后的基礎層厚度必須符合標準要求。但在實踐中，也存在因施工技術不足等原因，地基壓實達不到要求的情況。如果不及時采取適當措施，水穩基層在重力作用下再次受壓時會形成局部反射裂縫。沉積裂縫的出現對公路工程的質量有著非常直接的影響，尤其是私家車的增多，如果裂縫得不到有效處理，很容易發生各種交通事故。

（5）其他原因造成的裂縫。通過對道路所在區域基層的裂縫進行分析，發現裂縫所在區域的防水基層的穩定性比較差，造成了很大的波動。分析表明，道路水穩碎石基層出現裂縫的主要原因是寒冷季節水分蒸發緩慢，水泥終凝時間縮短。另外，工人在攤鋪作業時沒有根據當地的天氣情況有效控制水泥和水的用量，因此出現了因碾壓過程中水分增加而導致的收縮開裂問題。另外，在施工過程中要嚴格控制灰劑量，避免因灰劑量過大而造成收縮開裂。

4 公路施工中水穩基層裂縫的防治措施

（1）原材料控制。材料管理在公路建設的全過程中是一個非常重要的環節，只有保證所用材料的質量，才能有效地防止水穩基層裂縫的發生。水穩基層建設所需的兩種最重要的材料是水泥和石材。對于水泥質量控制，首先要考慮水泥的終凝時間，一般以6～10小時為最佳范圍。溫度低時，水泥的終凝時間維持在6小時之多，溫度高時，水泥的終凝時間維持在10小時左右。控制水泥的終凝時間可以有效優化水穩性碎石的運輸、鋪裝和壓實。石材質量控制最重要的是控制砂石的硬度和強度，選擇含泥量和碎屑含量不超過標準的穩定顆粒。砂石的強度與石材的厚度有一定的關系。粗石可以有效提高水泥穩定碎石的強度，但太粗石之間的粘性不強，也會造成水穩基層裂縫。因此，在砂石料的組成中，應根據工程的實際要求，科學計算原料的級配，并在施工前進行試驗。其中，保證原材料的質量非常重要。

（2）目標混合比設計。在水泥攪拌過程中，水泥按照特定的反應發生明顯的水熱反應，在這種情況下，混合物內外形成較大的溫差，最終導致溫度開裂。總結以往的經驗，可以看出，如果混合料使用了大量的水泥，混合料的收縮更明顯，同時產生更大的應力強度，最終耐水開裂。應注意水穩基層的強度設計，根據最佳級配適當減少水泥用量。細骨料在加工破碎過程中，會產生相應的副產物，石料含量為7%，合成時應選用粒徑小于0.075 mm的細骨料。在設計配比過程中，應按科學配比進行，石屑粒度控制在0 mm～5 mm。要充分考慮施工現場的實際情況，盡量減少水穩基層裂縫的出現。

（3）水穩碎石基礎的合理強度范圍。水穩碎石基層具有良好的承載能力，能有效保證半剛性基層路面的質量，使其在工作過程中發揮全部潛力。應采取適當方法合理控制強度范圍，計算水泥用量上限，控制在穩定值范圍內，避免水穩碎石地基發生干燥、溫縮、開裂。同時控制水泥用量下限，避免疲勞條件下開裂。據資料顯示，根據相關實驗，4.1 MPa為水穩碎石層平均強度上限，在減少裂縫的過程中需要粗級配，在混合和配比過程中，控制強度才能發揮良的表現。3.1 MPa～4.1 MPa為水泥穩定碎石地基7天無約束抗壓強度的平均值，變異系數為15%時，2.3 MPa～

3.1 MPa為代表值。施工中使用的級配較粗糙，不能有效保證精度，為減少干燥和溫縮開裂，應考慮骨料的成分，選擇較粗的中間級配。

（4）注重攤鋪機和運料車輛的配合。在鋪裝水穩地基的過程中，材料的輸送也會出現一定的問題。如果司機的技術欠缺或出現失誤，那么與鋪裝人員的合作就存在明顯的問題。在這種情況下，攤鋪機走在履帶前面，混合料的灑落現象，如果施工人員沒有及時清理，將阻礙攤鋪機在路面上行走，嚴重影響路面的平整度和完整性。要控制物料運輸車的倒車，結合實際情況，配備專人，避免鋪裝物料與物料運輸車發生沖突，確保攤鋪工作順利進行。攤鋪前要徹底清理縫隙中的雜物，將砂漿倒入縫隙中，使基巖和砂漿相互粘結，增加整體穩定性和密封性，加快施工速度，避免出現裂縫，提高道路施工質量。

（5）加強水穩碎石基層的養護。養護是保證水穩碎石地基質量的重要保證，需要通過鋪好地基后通過“覆蓋補水養護”以及“覆蓋密閉養護”的方法，提高水穩基層的施工質量。具體操作可以如下：首先，可以使用覆蓋膜來進行養護。用密封膜覆蓋鋪裝和滾動基層的表面，隔膜是防水的，因為能有效保證膜內基層的水分，穩定性非常好。為確保更好的保健效果，確保膜密封良好，同時，角落壓有重物，避免被風吹走影響養護效果。其次，用草簾或土工布覆蓋養護。將水穩碎石層鋪裝滾壓后，在表面覆蓋草簾或土工布，并以此為基礎，施一定量的水。通過噴水，始終保持水穩碎石基層表面的潤濕性。要保證始終濕潤，需要根據實際天氣情況調整噴水頻率，一般情況下，養護時間保證在7天以上，在養護過程中，要特別注意有效控制交通情況，當基礎層表面強度不符合設計標準時，嚴禁受外力影響，當穩定碎石基礎的強度保證滿足設計和標準要求時，可拆除覆蓋層，清理水泥穩定碎石基礎表面。最后，以泥漿密封的方式進行養護。這種養護方法是在水穩基層碾壓后，在基層表面干燥后立即噴灑乳化瀝青透層油。層油乳化后，每隔15天應施一次漿封層，在水穩碎石基層表面形成較好的封層。

5 結束語

水穩基層的質量問題包括混合物離析、平整度不足、基層表面開裂、壓實不足等。造成這些質量問題的主要原因歸根結底是施工單位的質量認知差、技術水平差、管理不善，為了從源頭上減少質量問題的發生，應建立完善的質量管理體系，提高管理人員和操作人員的質量認知，并經常進行技術講解或技術培訓，并提出質量控制建議。通過采取有效措施，按照設計圖紙和相關施工技術規范進行施工，確保水穩基層施工質量，減少質量問題的發生。

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