高速公路水稳基层裂缝的原因及防治措施

高速公路水稳基层裂缝的原因及防治措施

王葆増

云南云岭城镇开发投资有限司650000

摘要：高速公路水稳基层裂缝的种类与形式较为多样，而导致裂缝出现的影响因素有很多，如高速公路基层施工、环境因素、长期车辆荷载力施加、基层结构材料性能等都会使公路基层结构内部产生变化，从而出现裂缝。对于高速公路水稳基层裂缝这一问题，需要得到工程建设与工程管理部门单位的重视，对裂缝问题进行有效的预防与管控，避免高速公路因水稳基层裂缝问题而引发安全事故。因而，本文就对高速公路水文基层裂缝的原因及防治措施等内容进行探究。

关键词：高速公路；水稳基层；裂缝；原因；防治措施

高速公路工程是我国重要的交通基础设施，高速公路工程建设的质量也是人们关注的重点。高速公路工程中，水稳基层裂缝问题对结构质量与性能的不良影响是非常严重的，会降低地基结构抗拉强度、稳定性，公路行驶的安全性也将因此受到很多的威胁。而引发高速公路水稳基层裂缝的原因有很多，需要针对裂缝形成的原因，对应找到有效的防治措施，对裂缝问题进行预防和治理，从而提高高速公路基层结构的质量和使用寿命，为高速公路使用安全提供保障。

一、工程概况

本文以某一高速公路工程项目为对象，对高速公路水文基层裂缝的原因及防治措施进行研究。该工程公路全长45km，工程依照国家高速公路建设技术标准规范开发，设计速度120km/h，双向4车道，公路路面采用沥青混凝土材料构成，，水泥稳定碎石厚度为35cm。公路工程开发建设期间经历一个冬季，基层结构施工在冬季来临之前完成，之后冬季施工暂停，越冬后在基层结构的不同部位出现了裂缝问题。工程裂缝的具体情况为：K7+220～K7+247、K11+130～K11+345、K30+245～K30+278、K21+260～K21+605、K33+535～K33+546等基层沥青结构在不同部位出现了裂缝，分别在左幅、右幅、顶部、底部、中面层等部位出现横向或纵向的裂缝，裂缝长度不均，长度范围在5-30cm之间，宽度范围在0.5-2cm之间。

二、高速公路水稳基层裂缝的原因分析

工程水稳基层的裂缝种类较多，想要对裂缝进行针对有效的修复处理，需要对裂缝形成的原因进行掌握，才能“对症下药”，采取有效的预防与修复措施，对工程裂缝进行全面的分析，发现水稳基层裂缝的形成原因具有多样化特点，下面对其进行具体说明。

1.路面车辆荷载作用所致

高速公路路面会流通大量的车辆，车辆在高速行驶期间会产生荷载力，公路路面长期经受车辆行驶荷载力的施加，车辆与基层结构之间力的相互作用就会产生。当荷载力作用于基层时，基层就会产生对等的拉应力，而基层的拉应力有限，在实际公路运行期间车流量增多时，就容易导致基层上部的荷载力超出相应的标准，基层的拉应力作用也将超出标准范围，也就是超过基层最大的抗拉强度值，从而使基层的出现裂缝现象，并且裂缝还会逐渐蔓延。因而路面车辆荷载作用是诱发公路水稳基层裂缝的原因之一。

2.环境因素影响作用所致

基层结构组成是采用沥青混凝土材料，材料本身的性能就会受到环境中的温度、湿度等因素影响而产生变化。首先，环境的温度会使沥青混凝土结构产生裂缝损坏，温度过高或过低都会引起沥青混凝土基层结构材料的变化，本文研究工程当中是由于越冬环境温度降低，从而引发基层结构裂缝问题。在环境温度过低的情况下，基层材料的温度也会随之下降，在此过程中材料会产生收缩，收缩会引发细小型的裂缝，细小型的裂缝扩散性较强，需要得到及时的处理，避免蔓延至表面破坏结构表面的平整性。其次，环境湿度的变化会影响沥青混凝土基层材料的含水量，含水量降低或升高同样都会使结构性能产生不良性的变化。通常水稳基层施工完成后，结构中的水分会逐渐因蒸发流失一部分，含水量降低后，材料就会因干燥收缩，致使裂缝产生。

3.工程施工不规范影响所致

高速公路水稳基层施工包含多项环节，每一环节都有相应的施工规范要求，并且施工质量的影响因素又具有多样化的特点。工程施工中不规范的行为就会影响施工质量，从而引发基层裂缝问题。例如，施工期间若是将质量不达标的材料投入使用，就会导致基层建设的质量水平降低，基层结构的各项性能也无法达到标准；施工期间沥青混凝土材料配比混合未达到规范与合理的状态，也会影响材料凝结后的质量效果。诸如此类，施工当中各项环节中若是存在不符合标准的行为就容易导致水稳基层出现裂缝。

4.基层质量不佳导致的裂缝

高速公路水稳基层自身结构的质量和性能，也是结构裂缝产生的原因之一。举例来说，本文高速公路工程在施工期间，在地基回填施工期间，挖台处理没有达到规范标准，碾压施工后结构的性能没有进行严格的控制，导致基层结构在重力和荷载力的作用下，不均匀的下沉，出现裂缝问题。因而，由于公路施工期间的施工操作不当，会使公路地基结构的强度无法达到工程建设标准水平，导致地基结构出现变形、沉降等问题，在外力作用下基层结构就会产生不同程度的裂缝。再比如，路基结构的施工时沥青混凝土结构配比混合若是不合理，就会导致结构的性能指标出现瑕疵，进而引发基层开裂问题出现。

三、高速公路水稳基层裂缝的防治措施探究

1.对基层结构原材料质量进行严格把控

水稳基层结构原材料的质量把控尤为关键，要保证所有投入施工的材料均达到工程建设质量标准。首先，在施工原材料采购、运输接收、保存管理、材料提取应用等环节均要对原材料的质量进行审核与把控。采购期间要根据工程施工设计要求，确定沥青混凝土各个原材料的型号、种类、规格等参数，对应购买质量有保障、性价比高的原材料；运输接收期间要对材料进行抽样质量检验；材料保存根据不同材料的性能采取合理的防护措施，避免材料受外界因素影响产生质量问题；材料应用之前仍需要对质量进行检查，防止有遗漏，使不合格的材料混入其中，降低基层整体结构的质量和性能。

其次，在施工期间对材料质量进行把控，水泥材料施工要对初凝时间进行管控，初凝时间不得少于4.5h。在材料混合期间对各个原材料的用量配比进行科学的管控，在施工之前进行原材料配比实验，保证配比比例的合理性，采用骨架密实型级配，以保证骨架密实稳定，强度高，水泥水化充分，使混合材料的各项参数指标与性能都达到质量标准水平。还要加强粗细集料质量控制，粗集料采用机制碎石，保证颗粒间的黏结力，严格控制含泥量，保证水泥和石子有效黏结，合理控制石屑含量，预防收缩开裂现象发生。裂缝处理处可采用自粘式玻纤格栅，

其抗拉强度和最大负荷延伸率均有较好的效果，具体的技术指标见下表1.

2.施工期间对基层结构含水量进行管控

高速公路基层结构含水量也是结构裂缝产生的影响因素，在施工期间要对含水量进行合理的控制。在施工期间沥青混凝土材料当中的水分会逐渐的蒸发，从而降低材料含水量值，尤其是温度较高时，水分蒸发的速率会进一步增强。在施工期间要使材料的实际含水量略高于标准含水量值的1%左右，预留出水分蒸发的量，使施工完成时材料的含水量充足，避免施工期间因含水量不足而影响施工结构质量和性能。

3.强化基层材料摊铺碾压施工技术水平

基层材料摊铺与碾压施工对基层结构质量和性能的影响是直接性的，通过对摊铺与碾压施工技术水平进行强化，来实现施工质量效果的优化。可以采用分层摊铺一次成型的施工方式，上下基层连续摊铺，下基层摊铺碾压结束后，立即摊铺上基层，并且上基层碾压成型在下基层初凝结束、终凝开始前结束。此间，严格组织施工，加强时间控制，施工各项流程之间不能脱节，确保摊铺连续进行。实践证明，该方法能提高水稳基层整体板块稳定性，减少裂缝产生。另外，还要做好初压、复压、终压质量控制，速度在2.5-4.5km/h为宜，碾压连续、均匀进行，合理控制碾压速度，中途不得任意停顿，实现有效控制碾压质量的目的，减少裂缝产生。

4.严格做好公路水稳基层结构养护施工

高速公路基层施工完成后，需要及时进行养护施工，养护施工不到位会使基层结构质量和性能受到外界不良因素的侵扰，使结构质量降低。首先，水稳基层建设施工完成后，立即进行洒水养护，然后在结构上层覆盖遮塑料或草袋，降低结构水分蒸发速率。其次，由于公路施工是在露天状态下进行的，因而要根据天气温度的情况，控制洒水次数和洒水量，保证结构换水量充足，避免基层表面受阳光曝晒。最后，在养护施工期间要保证养护时间充足，通常养护时间最短为一种，还要根据气候温度做好防护措施，气温过高增加洒水量，气温过低做好防寒保温工作，避免结构因温度产生质变。

5.施工期间做好施工质量控制工作

施工期间的操作规范性会影响施工质量，施工质量不达标就容易引发开裂或其他的问题。在施工期间要做好质量管控工作，由于高速公路水稳基层结构施工中包含多项环节，因而要分别对每一项施工环节都进行质量管控。首先，在每项施工的过程中，对施工操作的规范性进行监督与管控，对能够影响施工质量的因素进行全面的掌握，并采取防护措施进行预防。其次，在每项施工完成之后，都要安排专业的人员进行质量检验审核工作，只有通过质量检验的，才能开展后续的施工，若发现问题及时解决处理，达标后再继续开展施工。通过对施工质量的严格控制，来强化结构性能，降低裂缝问题产生的概率。

6.水稳基层裂缝问题的处理

温度及干缩裂缝宽度小于5mm，用清缝灌乳化沥青处理；大于5mm裂缝用扩槽灌缝处理；受路基沉降影响的裂缝，宽度大于10mm的，要将出现裂缝的层次铣清除，注入水泥浆，强度合格后重新铺筑基层。如果是填筑不规范，施工工艺不到位引起的裂缝，应钻孔灌注水泥浆，铣刨裂缝层并重新铺筑基层。

结语：高速公路水稳基层裂缝问题会加剧工程使用损耗，降低工程使用寿命。需要采取有效的防治措施进行预防和修复，强化水稳基层结构的质量和性能，保证高速公路整体结构的使用安全。因而要通过对水稳基层裂缝形成原因的分析掌握，在施工期间采取针对性的措施进行全面防治。

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