浅议老路改造水稳基层裂缝的控制方法_道路工程

浅议老路改造水稳基层裂缝的控制方法
1、刘康富 2、张庆平 3、陶晓芬
摘要：水稳基层裂缝控制，直接对沥青产生影响；通过对水稳基层裂缝产生原因的分析，采取措施防止基层裂缝产生并及时处置基层裂缝，确保基层及面层施工质量。
关键词：老路，基层裂缝，防止裂缝产生措施，裂缝处治措施

320国道横峰段改建工程，是上饶主要通道，该路段目前为二级公路标准，长约15公里。全线为沥青混凝土路面，设计时速为80公里/小时，路基宽12米，原有路基，桥涵利用。采用汽车荷载等级：公路-I级。设计洪水频率：大、中、小桥及路基为1/100。老路改造工程是属于公路养护大中修工程，是现阶段利用老路的一种主要型式，老路由于使用年限长，路面强度不均匀，在施工过程中必须维护通车，工程量不大等实际情况，造成老路改造工程比一般新建公路工程项目施工、管理难度更大，而且由于是路面改造，一般都采用水泥稳定碎石作为基层，为路面的主要承重层，水稳基层质量的好坏，直接影响到路面改造工程的质量和路面的使用年限，水泥稳定碎石是半刚性基层的一种主要结构型式，由于其具有强度高、承载力大、良好的抗疲劳性能和抗冲刷性等优点，使其成为公路基层的主要结构类型。但作为半刚性基层材料的水泥稳定碎石的缺点是抗变形能力低、脆性大，在温度或湿度变化时易产生开裂，形成路面反射裂缝，这已成为沥青路面早期损坏的重要原因之一。为了充分发挥水稳基层的作用，就要对水稳基层的裂缝进行控制，根据本人多年的施工经验，以320国道改建工程路面基层施工为例，从水稳基层施工的材料级配、水泥剂量、拌和设备、摊铺工艺、碾压的、养护等环节，简要分析水稳基层裂隙的控制方法。
1 水稳基层裂缝形成因素
基层裂缝有多种，有横向、纵向裂缝，有网裂；横向裂缝一般是干缩裂缝，水稳基层干燥收缩是混合料由于表面水分蒸发和内部发生水化作用，致使水分不断减少而引起的收缩。其产生原因是混合料中游离水的减少，缩小了颗粒间的距离，产生体积收缩和收缩应力，水分减少的愈多愈快，产生的应力愈大;水分减少的慢，干缩应变缓慢产生，干缩应力逐渐增长。在强度薄弱面产生断裂，当产生的干缩应力超过基层自身极限拉伸应变，便产生开裂。干缩应力在施工后的头几天内就达到最大值，随后就降低。纵向裂缝一般出现在老路改建维护通车的水稳基层施工过程中，由于半幅施工完后通车，再施工另外半幅，时间一般相差半个月到一个月，开始施工的半幅水稳基层中间有些已被车辆碾压破坏，但在施工另外半幅时，中间松散的基层材料未清理干净，压路机碾压中间时由于光轮搭在已成型的半幅基层，导致中间部分没有充分压实，这些都导致水稳基层中间容易出现纵向裂缝；网裂是水稳基层在施工前原老路没有处理好，部分路段发软，水稳基层施工完后，通过行车碾压，形成网裂。
2 防止基层裂缝产生措施
2．1 施工季节
路面施工质量的保障首先是施工季节，在进行路面施工，特别是水稳基层施工时，规范要求的施工季节是：水泥稳定土结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，并应在第1次重冰冻（-3~-5℃）到来之前半个月到一个月完成，本项目实施的时间是下半年7月份，属于路面施工的黄金季节。
2．2 原材料
2．2.1 集料
控制集料最大粒径不超过31.5mm ，使用碎石应预先分级(3个不同粒径)然后掺配，加工使用的砾石进行破碎筛分，0、075以下粒径含量控制在规范的低限值，尽可能使用级配碎石。控制最大粒径主要是防止施工摊铺时易产生离析，使基层强度不均匀，控制0．075以下粒径含量是因为细料使基层的干缩性应力增加，而使用级配碎石是为了增加集料间的嵌锁力，提高基层自身的抗弯拉强度，减少裂缝产生。
2．2.2 水泥
水泥剂量是影响基层裂缝产生的一个重要因素，水泥剂量在大于5％时裂缝数量将明显增加，所以采取调整集料的级配来提高强度降低水泥使用剂量。在基层强度取值时，结合材料特性选用，一般水泥剂量控制在5％以内，防止水泥剂量过大产生收缩裂缝。
2．2．3 施工工艺的控制
a.拌和和摊铺：规范要求，二级公路基层施工必须采用专用的稳定土拌和机或使用集中拌和法制备混合料，我们采用3台强制式C500搅拌机进行集中厂拌法施工。这有效的保证了基层料的拌和质量，在拌和前应严格掌握各种集料的含水量，对细集料(如石屑、砂)应进行覆盖，防止雨淋而含水量过大，影响配料的准确性及拌和的均匀性。在摊铺过程中使用摊铺机摊铺混合料，严防粗细集料的离析，因为老路施工时要维护正常的交通，我们采用半幅施工，对剩余半幅施工合拢时严格处理中缝，对被行车破坏的松散基层料进行清理，确保基层的施工质量。b.碾压：根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同，先制订碾压方案，使各部分碾压到的次数尽量相同，路面的两侧应多压2~3遍。碾压时混合料的含水量应控制在最佳含水量+1%~+2%的范围内最好。碾压过程中，表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补撒少量的水，但严禁洒大水碾压。在施工气温较高时，应选用运输吨位大的自卸车辆并加以覆盖，以防表层水分蒸发较快造成混合料的不均匀和局部强度偏低。压实的及时性也很重要，宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压，并达到要求的密实度，同时没有明显的轮迹。如超过延迟时间，基层成型后的强度就越低，且抵抗干缩应力的能力也就降低，裂缝的出现随之增加。C.养生：采用覆盖麻袋保持水份的措施进行养生。每天水车洒水保持麻袋表面潮湿，养生期不少于7d。养生期内尽量封闭交通。养生期结束后，立即进行下封层施工，防止基层干缩开裂，同时保护基层免遭施工车辆破坏，下封层施工完后，开放交通并派专人养护，清扫。然后施工另外半幅基层，在30天内施工沥青面层。d.老路面的检测：对老路面病害进行处理，控制老路面的强度也是关键。老路面病害处理不到位会造成基层的裂缝或裂缝的增加，且很容易反射到沥青面层。所以老路面病害部分应挖除干净，根据病害情况回填适宜材料，通车碾压密实后进行弯沉检测，合格后施工基层。
2．3 施工计划控制
在进行基层施工时，应与沥青面层施工单位密切配合，精心组织，尽量减少已完基层的通车时间，尽快施工沥青面层。
3 基层裂缝的处治措施
1)在面层施工前，应对基层裂缝状态进行详细调查，对基层裂缝产生的原因应及时分析并采取有针对性的有效的方法进行处治。
2)处理原则。提高基层裂缝处的抗冲刷能力，增加其水稳定性，防止和减少基层裂缝的扩展和向面层反射。
3)处理方法：做好现场调查、标记和记录，先采用热沥青灌缝，灌缝前裂缝处应进行清扫，并用空压机将缝内浮尘、砂粒吹净。在裂缝前后1m宽范围内喷撒乳化沥青(0.2 L／m2～0．3 L／lm )，将宽1 m的玻璃纤维网放置在裂缝上，使裂缝处在玻璃纤维网的中间位置，在面层施工前采用水泥钉对玻璃纤维网进行固定，固定间距不大于0.5 m。在沥青混凝土摊铺时，受高温混合料的影响，应防止玻璃纤维网隆起而失去应有的作用。对于较大的裂缝在中面层施工前，在下面层上再铺设一层玻璃纤维网，将有效地防止面层反射裂缝的产生。
另外，为阻止基层裂缝的反射，在面层施工时首先要做好基层与面层的良好结合，特别注意下封层的施工质量和沥青混合料的摊铺、碾压温度(温度宜高不宜低)。同时保证面层之间的粘结，提高面层整体的抗反射能力。
4 结语
老路路面改造工程中，由于边通车边施工，而且一般交通量都较大，施工较难控制，通过上述方法，在320国道路面改建过程中有效地控制了基层裂缝的产生。基层裂缝产生，一部分将反射到沥青混凝土面层，给路面带来一定的质量隐患，其控制措施，重在预防，在施工过程中，要求承包人在进行施工组织设计、计划安排、施工工艺上都应考虑水稳施工的特点，从各个方面控制施工质量，出现裂缝及时处理，确保老路路面改建工程施工质量。
参考文献：
[1] 公路路面基层施工技术规范[J].北京：人民交通出版社，2000.
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