市政高速公路水稳基层裂缝原因及防治

2019-11-28牛磊

建材发展导向 2019年15期

牛磊

（青岛交通工程监理咨询有限公司，山东青岛 266000）

1 在建高速公路水稳基层裂缝调查

某高速公路工程总长46.8 公里，双向6 车道，路面宽34.5 米，设计速度120 公里/小时，采用的是沥青混凝土路面结构。基层是稳定的碎石基底，铺设水泥厚度为35 厘米，该项目于2013年2 月开始施工，路面主体于11 月完工。但因冬季气温低的原因，沥青表面的施工工作无法进行，整个基层因无法承受低温而出现裂缝。有关部门于2014年3 月进行基层质量检查时发现，水稳基层顶面部分以及沥青下层部分的裂缝现象最为明显。

1.1 高速公路路面裂缝情况

K7 + 220～K7 + 247 左面沥青中层出现的裂缝长27 米，裂缝方向为纵向，裂缝宽1 至2 厘米而且有不断扩大的趋势。 K11 + 130～K11 + 345 右面基层的上表面上一共出现27个裂缝，其中横向裂缝共计21 个，纵向裂缝共计6 个。裂缝平均长度为13 到29 厘米。K16 + 400 的左下方的下层出现一道长13.4 米，宽4 至11 毫米的纵向裂缝。 K21 + 260～K21 + 605 右面基层的上表面部分出现3 个长度在11.5 到18.5 米之间的纵向裂缝。横向裂缝共计14 个，平均长度为5到12 米，K30 + 245～K30 + 278 的右上顶部表面有1 个长33米，最宽处达2.5 厘米的纵向裂缝。K33 + 535～K33 + 546 的左段沥青的上层出现1 个长度为11.4 米，最大宽度为1.5 厘米的纵向裂缝。

1.2 查找裂缝成因

在裂缝位置通过钻芯技术进行取样，并观察裂缝的结构和层次。在K16 + 400 段上，裂缝上下层发生了粘连，但芯样较为密实完整且级配状态良好，并且可以清晰地看到同一断层的上下裂缝状态。在对发生裂缝的路段按铺设的顺序逐层进行铣刨工作时可以观察到，裂缝的最大宽度为3 厘米，两侧的裂缝相互交错。裂缝的上表面出现凹陷并且可以观察到每层中裂缝的发展状况，挖掘工作直至灰土层的顶面部分，之后对土壤层的顶部表面进行取样分析，以确定其含水量并分析裂缝的成因。

2 在建高速公路水稳基层产生裂缝的原因

2.1 荷载裂缝的成因

由于车辆行驶过程中的荷载重量较大，当车轮反复地作用于路面时，基层的底部就会产生一定的拉应力。特别是当路面基层受到大量车轮荷载的影响，拉应力就会超过基层的抗拉强度，并导致基层底部因无法承受重压而开裂，这种开裂会逐渐扩展到路基顶部。通常来说，在建路面裂缝的产生主要是由施工车辆的重压引起的。

2.2 干缩裂缝的成因

通常来讲，在施工完成后的10 至20 天内，随着水稳基层部分施工的完成，施工材料的体积可能会因蒸发和水含量减少的影响而收缩，裂缝很可能在这种作用下产生。

2.3 施工裂缝的成因

如果基材的质量未达标，或者忽略了材料的测试和验收工作，那么不合格的材料将会被用于水稳基层的建设中。水稳基层的设计不够合理，污泥的用量过大，混合比的设计不合理，施工期间对水量的把控不足，用于铺设的混合物、层压板等的保养不足，碾压不够到位等因素都可能会导致水稳基层产生裂缝。

2.4 基层原因引起的裂缝

K7 + 220～K7 + 247 部分主要为路基填充之前的桥面上坡部分的便道。如果在回填工作中未严格按照规范执行相应步骤，或出现道路碾压不到位的情况，那么在结构重量以及车辆荷载的影响下，路基可能会发生沉降并逐渐产生裂缝。通过对互通匝道的采样和分析可以得知，基层和基层底部中的裂缝平行交错，它们之间的距离接近1.75 米，同时形成了一个小的滑动面。路基抗压强度不足以及不均匀的沉降可能是这些裂缝的成因。

3 在建高速公路水稳基层裂缝的防治对策

3.1 加强对原材料质量的把控

确保水泥的初始和最终凝固时间符合要求，并使用缓凝剂水泥。初始凝固时间应大于4.5 小时，最终凝固时间应大于6 小时。32.5的普通硅酸盐水泥为常用的水泥类型，其用量通常控制在5%左右以确保水泥的强度。应在施工前做好水泥品种、强度和现场用量的试配工作，并确保合格的水泥按照要求使用。同时应加强对粗细集料质量的控制，通常使用机制碎石技术研磨粗集料以确保颗粒之间的附着力，严格控制泥浆量，保证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预防裂缝，同时应严格设计基层混合料的配比。