水泥碎石基层沥青路面的裂缝防治措施研究

余 拥 军

(太原市市政总公司辰宇公司，山西 太原 030024)

0 引言

由于半刚性基层材料的突出优点，越来越多的国内外高级公路以及城市公路采用半刚性基层材料作为主要结构类型。在众多半刚性基层材料中，水泥稳定碎石基层是使用较为普遍的一种半刚性基层材料。但是，水泥稳定碎石材料的抗变形能力较低，并且该材料的脆性很大，当公路的湿度以及温度等外界环境出现明显变化时，非常容易出现开裂现象，进而形成路面裂缝。路面裂缝不但会影响公路的整体美观，而且还会降低公路基层的整体稳定性和平整度，更为重要的是当水分渗透至基层中，就会使得基层的承载能力下降，在汽车载荷的长期作用下，路面就会加速破坏。这是沥青路面出现损坏的重要原因之一。

一旦水泥碎石基层的沥青路面出现裂缝，当雨季过后，雨水就会沿着路面裂缝向路基渗透，随着车辆的高负荷碾压，公路基层就会出现碎裂，显著增加公路的养护成本，并且严重降低公路的整体使用年限。因此，必须要在公路施工过程中，科学合理地设计路面施工方案，加大施工质量监督管理制度，出台相关水泥碎石基层裂缝的防止措施，最大可能降低公路的水泥碎石基层沥青路面出现裂缝的概率，提高公路的使用质量。

1 沥青路面裂缝成因分析

1.1 温缩裂缝

公路施工过程中使用的水泥基层碎石材料是由多种材料混合而成的，是一种混合材料。研究结果表明，当外界环境温度发生变化时，基层路面的混合材料就会出现温度胀缩力，而且还伴有曲跷应力，这就会影响水泥稳定碎石基层，很容易引发沥青路面裂缝。此外，在沥青面层材料施工的过程中，由于浇筑混凝土会大量放热，热气也会影响碎石基层的稳定性，使碎石基层产生收缩，出现裂缝。因此在整个沥青路面的施工过程中，需要对路面进行保温处理，避免出现温度急剧降低，影响碎石基层路面稳定性。在水泥碎石基层沥青路面的施工过程中，碎石内的温度会有所升高，路面内部的体积会膨胀，而外部的施工操作又会导致基层有一定的收缩，这种内外力的共同作用下，路面就会承受不住压力，而出现裂缝。

1.2 干缩裂缝

虽然，水泥碎石基层位于公路沥青路面的下面，但是当路面使用时间过长，水泥碎石基层材料的性质就会出现变化。这是因为，公路沥青路面在施工过程中，必须要进行压实操作，用来保持路面的强度，以及保证路面的平整度符合要求。在沥青路面压实的过程中，水泥碎石基层就会受到一定的压力，这时水泥碎石基层中存留的水分就会出现蒸发，致使水泥碎石基层的体积出现变化。水泥碎石基层对湿度的变化较为敏感，随着水分的蒸发，当基层湿度不满足沥青路面的湿度要求时，就会出现干缩问题，从而引发路面裂缝，这种裂缝称为干缩裂缝。此外，沥青路面施工过程中，如果材料质量监控不严，材料中的湿度过大同样会引发水泥碎石基层湿度的变化，因此通常情况下，道路养护时都需要对路面进行湿度洒水，避免基层因为长时间暴露在空气中产生干缩，引发路面裂缝。

1.3 荷载裂缝

所谓荷载裂缝就是当公路正式投入使用后，随着路面大型车辆和重载车辆的不断碾压，水泥碎石基层承受越来越大的压力，这种压力会导致路面开裂，形成路面裂缝。在所有的水泥碎石基层沥青路面的裂缝中，荷载裂缝对公路使用的危害最大。并且，随着我国经济飞速发展和城镇化水平不断提高，越来越多的大型卡车和超载车辆在公路上行驶，因此荷载裂缝不断增多，如果荷载裂缝得不到及时有效的修复，随着车辆的不断行驶，对基层压力不断增加，裂缝就会向外扩散，从而导致沥青路面出现多个裂缝，甚至形成网状裂缝，这时公路就会面临停止使用的危险。因此，必须在荷载裂缝扩大之前，对裂缝及时修复，避免破坏公路的使用效用。

1.4 施工工序不合理

对于道路施工而言，必须要严格按照施工方案，科学合理地施工。这是因为合理的施工程序是水泥碎石基层路面质量得到保证的必要条件。但是，在实际的施工过程中，往往会有施工企业因为经济效益问题或追赶工期问题，而忽视施工方案，甚至违反规定采用不符合标准的施工材料，这些都是导致公路使用后出现裂缝的重要原因。不合理的施工程序除了会造成公路出现裂缝之外，还会影响整个道路工程的系统性与安全性，极易引发道路交通安全事故。因此，必须要严格管控施工程序，强化质量安全意识，提高公路质量，延长公路使用寿命。

2 水泥碎石基层沥青路面裂缝防治措施

2.1 施工控制

同所有的施工过程一样，公路路面施工过程中同样需要注意对施工的质量控制，这不但是确保水泥碎石基层裂缝概率降低的重要保证，同时还是保证公路质量以及延长公路使用寿命的关键所在。合理的控制施工工序，可以有效降低施工过程和公路使用过程中的各种问题发生的概率。对于水泥碎石基层施工过程中，要特别注意水泥的温度。因为水泥材料特别容易发生初凝现象，避免初凝现象的有效措施就是应该在施工过程中对材料进行覆盖，或者在夜间施工，确保水泥的温度不受影响。这是因为水泥碎石混合材料中的水分含量很高，而且水分又非常容易挥发，因此要保证水分不会出现大量散失，就要进行覆盖操作或者安排夜间施工，这样可以避免水泥碎石材料受到温度和湿度的变换而大量流失水分，能够降低公路沥青路面出现裂缝的概率。

2.2 材料控制

公路施工过程中，材料的选用对施工效果非常重要。首先，施工材料作为公路的主要结构性物质，材料质量的好坏将直接影响水泥碎石基层沥青路面的施工质量。当前，部分施工企业出于施工成本考虑，存在违反相关规定采用质量不合格材料的现象，这是后续引发公路裂缝的重要原因。其次，对于公路水泥碎石基层沥青路面施工来说，要尽量选用终凝时间长的高质量水泥，因为这类水泥在搅拌过程中，不容易与其他材料发生凝结，混合效果均匀，施工质量较高。最后，要严格控制施工过程中的水泥用量。部分施工单位在施工过程中存在水泥用量过大，当水泥碎石基层施工过程中的水泥用量过大时，混合材料的收缩系数就会过高，导致裂缝产生。但水泥的用量也不能过小，过小虽然降低了裂缝出现的概率，但路面的强度达不到要求。

2.3 含水量控制

水泥碎石基层的含水量不但会影响沥青路面裂缝，而且还会影响路面的压实效果，与路面质量息息相关。因此，在施工过程中，必须要将水泥、碎石等施工材料进行充分的搅拌，确保材料的含水量符合施工要求。尤其要注意天气对含水量的影响，防止蒸发导致的混合材料含水量过低问题。特别是如果施工遇上高温天气，混合材料中的水分会流失很快。所以，施工过程中，要充分考虑到水分的流失量。通常情况下，施工过程中的水泥碎石基层含水量要超出正常要求含水量的1%～2%，这样可以有效避免水分不足而产生裂缝。水泥碎石基层施工完成后，沥青路面的压实过程中，也要考虑到含水量问题，如果含水量过低，混合材料就难以碾压。道路碾压不实，路面的强度就不够，公路正式投入使用之后，在车辆载荷的作用下，碎石就会松散出现裂缝。此外，在摊铺过程中，也要注意施工程序，降低裂缝出现的概率。这是因为，基层的摊铺工作中，如果上下基层的结合效果不佳，就会导致整个水泥碎石基层的受力不均，在使用过程中极易出现水泥稳定碎石断裂。因此，施工单位应该使用改良之后的摊铺方式，一次性完成摊铺工作，这样可以最大限度确保水泥碎石基层的稳定性，有效减少裂缝产生的概率。

2.4 养护控制

科学合理的路面养护是降低路面裂缝的有效举措，所以在施工完成之后，一定要对路面进行养护，这样可以有效避免路面投入使用后出现问题。路面的养护不但要求施工人员对施工过程的问题进行解决，还要对路面使用过程中的路面损坏及时进行修复，这样可以显著降低沥青路面裂缝。在水泥碎石基层沥青路面的养护过程中，要特别注意维持碎石基层混合料中的含水量，防止水分流失对路面的影响。此外，道路养护中还要注意对施工过程中的不达标施工程序进行检查，提高水泥碎石基层的强度和抵抗风险的能力，尤其是在高温天气，要注意及时对材料中的水分进行补充。

3 结语

道路水泥碎石基层路面施工是一项系统复杂的工程，施工过程中一定要严格把控施工工序、材料质量、含水量，并及时对基层路面进行养护，施工后期还要注意采用现代化施工工艺合理施工，减少施工过程中出现的问题，确保施工质量，减少裂缝出现的概率。

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