高速公路基層裂縫產(chǎn)生的原因及防治

（湖北省漢十高速公路管理處， 湖北 武漢 430000）

當(dāng)前我國(guó)公路總里程以每年26萬(wàn)公里的速度增長(zhǎng)，通過(guò)建設(shè)高速公路不僅能夠有效促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)通過(guò)高速公路建設(shè)還可以將我國(guó)國(guó)土資源有效開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且加深我國(guó)省、市之間的合作，提高市民出行的便捷性。經(jīng)調(diào)查研究顯示，隨著我國(guó)高速公路的不斷建設(shè)，高速公路對(duì)于其周邊的物業(yè)、資源開(kāi)發(fā)以及招商引資都有著積極的促進(jìn)作用，同時(shí)對(duì)于當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及橫向經(jīng)濟(jì)聯(lián)合來(lái)說(shuō)也具備不小的好處。隨著我國(guó)高速公路工程數(shù)量的增長(zhǎng)，人們對(duì)于高速公路交通的安全性能也開(kāi)始越來(lái)越關(guān)注。在這樣的時(shí)代背景之下，決定了高速公路安全性能的基層開(kāi)始越來(lái)越受到人們的重視，如何解決高速公路基層出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題也就成為了當(dāng)下我國(guó)所有有識(shí)之士亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。

1 案例

本文以我國(guó)江西省某一高速公路為例，在該高速公路的合同路段之中主要采用的是水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青混凝土開(kāi)展施工工作。但是在施工過(guò)程當(dāng)中，水泥穩(wěn)定碎石基層施工的期間卻出現(xiàn)了開(kāi)裂的情況發(fā)生。該高速公路之中裂縫的形狀主要是沿著高速公路縱向呈現(xiàn)規(guī)則分布的橫向裂縫，裂縫的寬度為 1-2毫米，需要施工作業(yè)人員重新進(jìn)行施工工作，水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)開(kāi)裂的問(wèn)題在高速公路施工工作之中是一個(gè)無(wú)法從根本上進(jìn)行防范的問(wèn)題，但是施工作業(yè)人員可以通過(guò)采取一定的措施來(lái)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行有效控制。鑒于此，本文對(duì)高速公路基層之中出出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行研究分析，并在此基礎(chǔ)之上找出幾點(diǎn)減少或者消除高速公路基層出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的防治措施。

2 高速公路基層出現(xiàn)裂縫的原因

現(xiàn)如今我國(guó)高速公路基層主要使用的材料是水泥穩(wěn)定碎石，這是一種半剛性材料，主要是由水、膠凝材料以及集料混合制造出來(lái)的。半剛性材料普遍具備著脆性比較大，對(duì)于溫度、濕度的敏感性比較高的特點(diǎn)，因此半剛性高速公路基層非常容易產(chǎn)生溫度性裂縫。這主要是因?yàn)樵诨旌狭现泻?4.5%-5.0%的水泥含量，通過(guò)結(jié)合其工作原理，混合料在硬化初期的時(shí)候，水泥因?yàn)樗瘯?huì)釋放出較多的熱量，但是水泥穩(wěn)定碎石材料其本身的散熱能力卻比較差，非常容易出現(xiàn)內(nèi)部溫度較高導(dǎo)致其內(nèi)部體積膨脹的情況，這時(shí)如果該材料的外部遇到氣溫降低情況發(fā)生時(shí)就會(huì)出現(xiàn)冷卻收縮的情況發(fā)生，在內(nèi)漲外縮的情況下，就會(huì)在高速公路基層產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)了高速公路基層的極限抗彎拉強(qiáng)度的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致高速公路基層出現(xiàn)裂縫，該裂縫會(huì)呈現(xiàn)出橫向分布，裂縫的寬度在一般情況下在1-2毫米左右。高速公路施工工作人員在溫度較高的環(huán)境進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，如果不進(jìn)行相應(yīng)的保水養(yǎng)護(hù)措施，那么將會(huì)非常容易導(dǎo)致高速公路基層之中出現(xiàn)溫縮裂縫。

3 高速公路基層裂縫的防治措施

在江西省某高速公路的施工過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)結(jié)合水泥穩(wěn)定碎石基層的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)之上采取科學(xué)合理的措施來(lái)解決施工難題，有效防止在高速公路施工過(guò)程當(dāng)中水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，有效提高了高速公路路面的質(zhì)量，該工程主要采用的防治措施有三個(gè)方面的內(nèi)容。

3.1 優(yōu)化水泥穩(wěn)定碎石的配合比

水泥穩(wěn)定碎石路面結(jié)構(gòu)主要是使用水泥、碎石以及石屑開(kāi)展施工作業(yè)，通過(guò)在其中融入最佳的水分，在充分均勻攪拌并將其壓實(shí)之后，就得到了高強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)，同時(shí)其穩(wěn)定性也能夠充分滿足工程施工的相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，這也被稱作為水溫結(jié)構(gòu)。經(jīng)研究分析顯示，0.66毫米檔的細(xì)集料對(duì)于水泥穩(wěn)定碎石基層的干性收縮、溫性收縮兩者都有著較大程度上的影響。江西某高速公路施工作業(yè)人員通過(guò)結(jié)合這一點(diǎn)在進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石配合比設(shè)計(jì)工作的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)對(duì)顆粒級(jí)配進(jìn)行明確，控制0.6毫米和0.075毫米的通過(guò)率，借此使其最大程度上接近低限，通過(guò)七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)試，高速公路基層的強(qiáng)度為5.0-7.0MPa之間，這樣既可以有效保證高速公路基層的強(qiáng)度，同時(shí)還能夠有效防止因?yàn)閺?qiáng)度過(guò)高導(dǎo)致高速公路基層出現(xiàn)反射裂縫。水泥穩(wěn)定碎石是高速公路瀝青結(jié)構(gòu)之下的鋪設(shè)的一個(gè)成中層，其實(shí)高速公路路面和路基之間的連接紐帶，是高速公路負(fù)重的主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)。因此施工作業(yè)人員在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)工作的過(guò)程當(dāng)中，首先需要對(duì)行車(chē)垂直類(lèi)型荷載內(nèi)容以及分散荷載內(nèi)容進(jìn)行合理的分析工作，在此基礎(chǔ)之上通過(guò)采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，通過(guò)結(jié)合施工環(huán)境等多方面的因素進(jìn)行施工方案調(diào)整，有效防止高速公路基層出現(xiàn)裂縫。

3.2 優(yōu)化含水量比例以及水泥計(jì)量的比例

施工作業(yè)人員在進(jìn)行質(zhì)量控制工作的過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)含水量不均勻和水泥劑量的問(wèn)題。在進(jìn)行含水量檢測(cè)工作的過(guò)程當(dāng)中，如果含水量過(guò)小就會(huì)導(dǎo)致水泥水化、水解效率降低，導(dǎo)致高速公路基層出現(xiàn)強(qiáng)度不足的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于壓實(shí)工作的質(zhì)量也會(huì)造成一定程度上的影響。如果碾壓含水量超過(guò)了最佳含水量1%的話，那么基層材料的收縮能力就會(huì)變強(qiáng)，導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石蒸發(fā)過(guò)程當(dāng)中散失的水分增多，形成裂縫的速度和數(shù)量也會(huì)隨之大大增加。而在進(jìn)行攪拌工作的過(guò)程當(dāng)中，施工作業(yè)人員如果無(wú)法對(duì)灰劑量的穩(wěn)定性進(jìn)行保障的化，就會(huì)導(dǎo)致高速公路路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低。同時(shí)水泥劑量越高強(qiáng)度也會(huì)越高，但是這就會(huì)導(dǎo)致水化熱讓基層出現(xiàn)內(nèi)外溫差導(dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)裂情況。

對(duì)此江西某高速公路工程施工作業(yè)人員采取了兩方面的措施來(lái)將之解決。首先第一點(diǎn)就是在進(jìn)行含水量檢測(cè)工作的過(guò)程當(dāng)中，嚴(yán)格遵守及時(shí)性的工作原則，在進(jìn)行混合料運(yùn)輸、攤鋪工作的過(guò)程當(dāng)中，嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和檢驗(yàn)工作，在發(fā)現(xiàn)碾壓出現(xiàn)異常時(shí)要對(duì)含水量進(jìn)行檢測(cè)，將其控制在1%之內(nèi)；第二點(diǎn)就是在進(jìn)行灰劑量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中需要采用 EDTA滴定方式進(jìn)行工作，明確水泥劑量的要求，并對(duì)水泥使用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在此過(guò)程當(dāng)中工作人員還需要使用攪合機(jī)設(shè)備來(lái)進(jìn)行攪拌工作。

3.3 加強(qiáng)基層養(yǎng)護(hù)工作

水泥穩(wěn)定碎石基層在強(qiáng)度形成的階段由于對(duì)水分消耗比較大，因此會(huì)出現(xiàn)收縮的情況發(fā)生，因此工作人員在進(jìn)行基層養(yǎng)護(hù)工作的時(shí)候要注意不能夠少于 7小時(shí)，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)一定要保證基層表面處于濕潤(rùn)的狀態(tài)。此外施工作業(yè)人員還可以使用對(duì)水穩(wěn)基層的表面縮縫切割的方法來(lái)防止溫縮、干縮裂縫的形成。方法就是通過(guò)切割機(jī)沿著高速公路的縱向每隔一段距離切割一道縫，向其中灌填乳化瀝青，借此消除基層產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，有效防止出現(xiàn)裂縫。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路基層的質(zhì)量不僅直接關(guān)系到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也直接決定了我國(guó)民眾的行車(chē)安全性。一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良的高速公路是保障民眾行車(chē)安全性的決定性因素。因此，我國(guó)必須給予高速公路基層裂縫問(wèn)題充分的重視，通過(guò)對(duì)高速公路基層裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行研究分析，在此基礎(chǔ)之上找出解決措施，借此有效防止高速公路基層出現(xiàn)裂縫，保證高速公路的質(zhì)量。

[1]劉虎.高速公路基層裂縫產(chǎn)生原因及防治措施[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(04):124.