水泥稳定碎石基层施工中差异沉降及裂缝的防治措施

摘要：通过工程实例，阐述了水泥稳定碎石基层在应用于城市道路拓宽改造时，对施工缝处的差异沉降及干缩和温缩裂缝产生的原因进行分析，探讨半刚性水泥稳定碎石基层裂缝预防和处理的措施，为类似工程提供参考。

关键词：水稳基层 城市道路改造 差异沉降 裂缝 预裂 技术处理

现阶段，水泥稳定碎石基层作为一种半刚性基层，因为其整体性好，承载能力强，刚度大，水稳性好，路表的弯沉值较小等优点，在国内较为普遍的应用于高速公路和城市道路基层，成为一种主要的结构形式。但这种半刚性基层非常致密，内部排水性差，容易产生干缩和温缩裂缝，特别是当路面宽度较宽或城市道路改造时不能全断面施工，而在施工缝处出现沉降差异导致裂缝产生。针对这些裂缝对路面带来的危害，结合施工中的成功经验，对这一问题提出处理措施。 1概述

刚果民主共和国首都金沙萨市630大道，全长7.81km，施工的5.20km道路，线路中线两侧各7.5m为原有绿化带；距离线路中线7.5m-15m为原有路面及原有人行道，面层为沥青混凝土，基层为40cm级配碎石结构。为缓解城市不断发展带来的交通压力，对旧道路进行拓宽改造，设计为双向8车道，路面宽度为30m（公交停车带为36m）。对原有绿化带进行开挖，换填45cm厚级配碎石（0～

31.5mm），采用25cm厚，5%水泥参量，路拌法水泥稳定碎石基层施工；为充分利用原路面结构层材料，节约资源，保护环境，设计采用就地冷再生技术，对旧路参加5%水泥进行铣刨25cm厚作为基层。在施工完成2km半幅宽（15m）基层，封闭交通洒水养护10天后铺筑下面层（4cm）沥青混凝土，开放交通后发现路面出现横向裂缝和纵向裂缝。通过对施工工艺的调研，现场观察裂缝，深入探讨，制定了相应的处理和预防措施，效果明显。 2 工艺特点分析

路拌法施工，影响质量因素较多，我们从基层施工工序、材料、养护、面层施工等方面进行全面调查。工序方面：每次铣刨2.44m宽，搭接20cm，集料运输，摊铺水泥，拌合，整平，碾压成型接头与掉头处理均符合要求；材料方面施工用普通硅酸盐水泥（42.5r），水质合格，级配碎石满足要求，水泥参量均控制在5%左右；对于施工完成基层采用两辆三水车每15分钟喷洒一次，始终保持路面湿润，直至养护7天；热拌沥青摊铺，从透层油的喷洒和沥青混合料的运输、摊铺、碾压均按照规范并达到设计要求。

结合以往新建道路施工经验，路拌法施工水稳基层工艺顺序，水泥拌合均匀程度和施工含水量的测定，机械选择，施工接缝处理均符合相关要求。 3 裂缝成因分析

经过对主要施工过程的分析，可以判定裂缝的出现并非因为所用材料，施工顺序及碾压工艺，成平保护和养护等因素造成。我们注

意到，在沥青下面层铺筑完成暂时通车半月后，部分位置出现纵向裂缝，裂缝以横向直线型为主，每100m约存在3～4条，长度不等，宽度约0.2～3.5mm左右。较早出现横向裂纹是在养护至第五天时出现少量横向裂纹，但宽度基本小于1mm。

3.1裂缝类型判断。由于此路段是我们首次在金沙萨市施工，本地区属赤道气候，全年平均温度为摄氏27.8度，湿热多雨，每年十一月到第二年五月是雨季，白天多阵雨，气温在30摄氏度以上，而且昼夜温差较大。我们的施工完全遵照国内规范和经验进行，没有重视当地气候对质量的影响。通过查阅公路施工的相关资料结合类似工程经验分析，了解到水泥稳定碎石基层容易产生裂缝，主要是基层材料的干缩和温度收缩引起的横向裂缝。规范要求最大的水泥用量为6%，而本路段设计值偏大为5%掺量，这样水泥水化热就相对较多。加之施工时间为3月份，所处地区白天气温较高，湿热多雨，昼夜温差大，更加速和加重了水泥稳定基层干缩和温缩的程度。因此我们初步判定横向裂缝为干缩和温缩裂缝为主。 3.2裂缝的生成。干缩型裂缝是由于水泥稳定碎石的干缩特性和养护方法不当引起的；温缩型裂缝，为热胀冷缩产生。级配粒料中水泥用量、强度大小与裂缝产生有直接关系，水泥含量越高，越容易因温度变化而造成干缩裂缝。在我们施工的pk5+200～pk3+200段半幅（15m）路面中，发现换填级配碎石部分相对旧路面原地铣刨（冷再生）部缝出现频率少。但是在换填部分与冷再生部分道路过渡处出现了纵向裂缝。

3.3纵向裂缝。

由于本道路改造，考虑到减少对路基稳定性的破坏，避免大面积开挖原有沥青路面产生的废料弃土污染环境，增加投资，遵照业主要求采用原地冷再生。这样，同时铣刨的换填碎石部分与原路面接缝处，因级配和密度存在的差异而在基层施工时形成沉降不同（施工压实度均满足设计要求），出现差异沉降而产生纵向裂缝。 3.4反射裂缝的产生

在水泥稳定基层施工养护7天后，摊铺路面下面层4cm厚ac-13热拌沥青混凝土，碾压合格达到要求后开放交通，出现面层裂缝。根据资料和实际可以判断，面层出现的裂缝是因基层开裂所致，而且，基层裂缝在没有稳定之前继续扩散，导致沥青面层拉裂，在行车荷载下加剧，反射至路面表面，形成反射裂缝。 4 水泥稳定基层裂缝的预防

经过以上分析，查阅相关资料，结合我公司在国内南方沿海地区道路施工的经验，对水泥稳定碎石基层施工存在的病害，随不会对路面结构造成较大影响，当由于裂缝长时间渗水会导致沥青面层水破坏和基层结构的损坏，故采取了一些预防措施，收到明显效果。 4.1严格控制工艺和水泥用量

为达到理想的施工质量，我们从集料（级配碎石）的级配、运输、路基压实、摊铺水泥、拌合、整平、碾压成型、接头和掉头处理等各环节控制。水泥参量严格控制在设计的5%。考虑到路拌和碾压过程水分的散失，施工含水量控制在高于最佳含水量的1.5%左右，并

设专人跟机动态检查。对于接头处因铣刨机搅拌不均匀，碾压后松散、含水量过大的必须铲除，在下阶段施工时做好搭接并按实验的松铺厚度进行填筑整形，且比已铺筑层高5cm，待压实后刮除，任何情况禁止薄层铺贴。

4.2注重施工时间段和天气状况

选取每天上午或下午气温接近当日平均气温时开始施工，随时关注天气状况，避免在持续高温和雨水较多时施工作业，加重干缩和温缩裂缝的出现。 4.3加强道路基层的养护

养护对于水稳基层至关重要。根据《公路路面基层施工技术规范》要求，水稳基层施工后应“立即”开始养护，在养护期内保持水稳基层处于表面潮湿状态，保证水泥充分硬化，防止基层因混合料内部发生水化作用和水分过分蒸发引起表面的干缩裂缝出现。在养护7天后若不能及时铺筑沥青面层，则最好选用撒布透层油的办法加强早期养护的效果。 4.4进行合理的预裂

为了减少半刚性基层裂缝的出现，美国曾采用在施工过程中使基层产生细微裂缝的做法。即在水稳基层硬结过程中，反复碾压，人工制造细微裂缝网，这种细微裂缝网有较好的传荷能力，有利于永久承载。匈牙利也采用相似的方法，在基层施工完成几个月后再铺筑面层，也是让基层预先开裂。综合实际，城市道路施工交通疏解困难，交通压力较大，我们采用在水稳基层施工完成后，封闭养护

7天后再用振动压路机轻振，速度控制在2～2.5km/h，进行基层预裂，再过三天后铺筑面层沥青混凝土。效果较为突出，大大减少了沥青面层的反射裂缝。 5 裂缝的处理措施

对于施工的试验段（2km）出现的裂缝，我们主要采取两种办法进行处理：一种是对于横向裂缝采取表面处治法，即先用吹风机将缝隙内的灰尘吹干净，后灌注热沥青两次，最后撒布石屑；二是对纵向裂缝和较宽的横向裂缝（宽度大于2.5mm）采取先灌注乳化沥青，同时涂刷10cm宽热沥青，再铺贴自贴式玻璃纤维土工格栅的办法。在完成这些工作并开放交通两个月后，按设计铺筑（3cm）热拌沥青混凝土上面层，完成路面施工。这样相当对整个路面用罩面法进行了加强。

通过以上措施的有效控制，路面开放交通半年后的调查显示，路面横向裂缝和纵向裂缝的数量、危害程度均已基本消除，只出现少数细微裂纹，整体效果较好。 6结束语

水泥稳定碎石基层作为一种半刚性基层，应用广泛，容易产生裂缝，已成为一种质量通病。在城市道路的改造拓宽中，利用原有道路黑色路面稳定的基层和面层材料，减少了投资，提高了经济效益，节约资源，充分发挥水稳基层强度高，水稳性好的优点。通过本文，根据工程成功经验，可以为水泥稳定碎石基层裂缝的防治提供借鉴，避免基层早期裂缝发展形成反射裂缝影响面层的正常使用功能

和寿命，裂缝的有效减少降低了施工风险。 参考文献：

[1]刘吉士，阎洪河 公路路基施工技术 人民交通出版社 2003.10

[2]孙大权，公路工程施工方法与实例 人民交通出版社 2005.07 [3]jtg f10-2006 《公路路基施工技术规范》