摘要：经济建设的大力发展推动了我国交通运输领域的大力建设，其中公路 建设在交通运输领域占据重要地位。公路建设中路面施工作为道路建设基础，是最为重要的一个环节。将伸缩缝设置与沥青混凝土路面的水稳基层当中可提高路面性能，但是当前并未对该施工技术进行明确的规定与规范。本文就结合作者自身的工作经验在分析沥青混凝土路面产生病害的原因来分析了在沥青混凝土水稳基层中设置伸缩缝的方式，提出了在路面水稳基层施工过程中设置伸缩缝的处理办法及其必要性。
关键词：道路工程；沥青混凝土路面；水稳基层；伸缩缝设置
前言
沥青混凝土随着我国交通基础建设的不断发展，其独特的优势也逐渐的凸显，因而被广泛地应用与交通工程施工当中。在施工当中，通常未明确的规定其胀缩缝的设置。并且，路面的半刚性基层在温度变化的作用下而出现收缩开裂或者是膨胀起拱的现象，从而破坏混凝土路面的平整性，损坏工程的社会效益。随着我国高等级公路的不断发展，车辆荷载等级也不断提高，随之对路面水稳基层的要求也越来越严格。因此，必须重视和加强在沥青混凝土路面水稳基层伸缩缝的施工控制。
1 产生病害机理
我国现行的高等级公路路面基层基本上利用水泥稳定碎（砾）石结构，而且一般都设上、下基层。由于按现在一般的沥青路面基层施工工艺，在基层充分饱水养生情况下会及时用乳化沥青进行下封，使其处于饱水状态，以保证基层强度。水泥稳定碎（砾）石基层属半刚性体，它具有热胀冷缩的性质，产生温度应变主要有以下几个方面。
1.1固相外观胀缩性
通常情况下，无机结合料稳定材料的固相颗粒通常都属于部分的非结晶体以及结晶体，其热血性质主要受到热运动、质点间的碱性以及结构的组成决定的。该种材料的矿物组成较为复杂，一般情况下可将其分为新生胶结构矿物以及原材料矿物。水泥稳定砾石原材料矿物组成其主要为:SIO2和AL2O3，热胀缩性系数为8×10-6/℃，新生胶结构矿物主要成分为C-S-H凝胶体，其主要的组成就是微笑晶体，而其热胀缩性系数通常都在10～20×10-6/℃。固相复合材料的组成矿物有着不同的热胀缩性，但是其胶结材料又具有整体性，因此这种热胀缩性就是组成材料的各个单元之间的综合效应。
1.2水对无机结合料稳定材料热胀缩性的影响
无机结合料稳定材料的内部通常都有大空隙、胶凝孔以及毛细孔等空隙，并且在大空隙当中存在着大量的自由水，在叫凝孔以及毛细孔当中也存在着毛细水，同时表面结合水也存在着固体表面当中，在矿物晶体结构内部存在着大量的结晶水以及结构水。针对于无机结合料稳定材料而言，其热胀缩性在很大程度上受到了谁的应先通过，其主要是通过扩张作用、冰冻作用以及毛细管张力作用等实现的。水的热胀缩系数较大，在常温下可达到70×10-6/℃，并且经过固相部分的热障系数还会增加四到七倍，若其温度升高，那么其扩张压力会导致颗粒间距增大，从而出现膨胀现象。
1.3施工时温度对基层的影响
冬季施工的水稳，由于气温较低，材料的颗粒处于冷缩状态，在冬季时它是稳定的。混合料颗粒在夏季时，受到高温的影响非常容易出现热膨胀，其结构内部也较易产生温度应力，在其超过温度应力的临界值是，通常会对水稳基层的横断面拱起造成一定的影响与损坏。在夏季施工的额沥青混凝土水稳基层，因其内部结构受热，而出现了充分膨胀现象。但是若在冬季进行施工，由于低温影响，原有膨胀的颗粒则会出现收缩现象，结构内部出现了收缩力，若超出允许值则会造成路面出现横向的收缩裂缝。若在年平均气温时期内施工的水稳，由于温差较小结构内颗粒胀缩不大，温度应力较小，结构不会破坏。
2 水稳基层温度应变分析计算
根据对某市AP2标路面表层温度现场量测，最低温度为5℃，最高温度（每天持续4小时以上）为60℃，施工时平均温度均在15℃左右，温度增加变化△T=45℃，
温度减小变化△T=10℃；水泥含量为5.0，查表得水泥稳定砂砾温度胀缩系数αt=37.52×10-6/℃；由温度应变εt=△l/l，αt=εt/△T；式中△l为温度变化△T时，长度为l的基层路段整体胀缩量。计算出200m长的路面基层温度变化膨胀量△l=l*αt*△T=200m×37.52×10-6/℃×45℃=0.34m。计算出200m长的路面基层温度变化收缩量△l=l*αt*△T=200m×37.52×10-6/℃×10℃=0.07m。
通过上文的计算与分析发现，混合料水稳基层的温度变化若相对较大，则其会在一定的长度内产生胀缩量，从而破坏路面的平整性与性能。但若是在一定的长度内进行胀缩缝的设置则能够解决混凝土水稳基层的胀缩问题。
3 预防病害的措施及处理方法
随着交通的发展，荷载等级的提高，对基层的要求也越来越高。如何使水稳基层既能承受较大的荷载，又不因为产生热胀冷缩现象致使沥青路面受到破坏。这是高等级沥青路面施工急需解决的问题。为此，提出以下预防措施。
3.1利用有利的施工季节
选择较好的施工季节，若工期许可的话，水稳基层施工最好选在年平均气温时期施工。由于结构内温度应力较小，水稳不易产生热胀冷缩现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，上基层可不设胀缝或缩缝，这是最理想的施工时间，稳定不易产生热胀冷缩现象，因此上基层不设胀缝和缩缝，这是最理想的。
3.2高温季节施工的水稳基层
在夏季或者是温度较高的时间进行施工，可在水稳基层的上基层部分设置缩缝，同时需要结合当地的温差变化并结合上文公式来计算并确定缩缝间距，通常情况下，缩缝的缝深不可小于水稳基层厚度的四分之一，同时进行沥青填缝料的关注。并且，为避免沥青混凝土路面出现裂缝现象。同时也可将一层自粘式的玻璃纤维土工格栅布设在缩缝横向处，其宽度需控制在1.5m左右，并且其布置需要以缩缝为中心对称进行。
3.3低温季节施工的水稳基层
在冬季或者是温度较较低的时间内进行水稳基层的施工，可在其上基层设置胀缝，与设置缩缝相似也需要结合当地的温差变化的实际以及上文公式来确定间距以及缝宽，而胀缝的缝深则需要以水稳基层的厚度为准。在施工当中可采用细粒式段级配沥青混凝土或者是填缝料来进行。在胀缝上横向贯通铺设一层自粘式玻璃纤维土工格栅，格栅宽度1.5m，并且其需要沿着胀缝的中心进行对称的布置。
3.4选择处理措施时需要注意的问题
当前，在进行路面水稳基层的施工当中，若出现了开裂以及起拱的现象，技术人员在出处理中通常会将其归因于水泥用量上。在出现病害后往往就要求采取减少水泥用量的办法来处理，虽然能产生一定的效果，但这样做不可避免使路面水稳基层的强度降低，无法保证工程的质量，因此我们在采取该方法时应慎重，避免出现顾此失彼的现象发生。
4 设置胀缝的研究与实践
4.1病害简介
某市高速公路AP2标路面在铺筑完沥青中面层，经过一段时间的行车后，发现部分路段有路面起拱现象，在检查基层开挖质量中发现，出现路面起拱现象的主要原因是其水稳基层的温度应力。
4.2处理办法
处理范围是结合沥青道路油面起拱的形状来确定，并且在处理当中需要将油面进行横向的切割，在切割完成之后需要将其油面铲除。
在施工当中，技术人员与风镐相配合来凿除上基层，在凿除时需保持凿除面的垂直，同时完成作业后对其进行了清扫。
对下基层洒粘层油，用油量为0.4～0.6kg/m2。
拌和材料规格为1.0～4.0cm，黑色碎石铺16cm厚，采用人工摊铺的方式，沥青混合料封水层的摊铺厚度在四厘米，之后对其进行整体碾压。
16cm厚的黑色碎石可采用乳化沥青人工拌和或机械拌和。
在施工之前采用玻璃土工格栅来进行横缝处理，并采用摊铺机来低下面层进行找补，其对施工材料以及施工技术要求与下面层施工一致。
中面层也采用摊铺机进行找补，并且在施工之前也采用了玻璃土工格栅来进行横缝处理。
4.3 处理后的效果
通过对采取了设置胀缝处理的路段的观察，在高温条件下，尤其是在一个月的罕见高温条件下，对其行车碾压检查发现设置有胀缝的路面并未出现起拱现象，而在未设置胀缝的路段局部却产生程度不同的路面起拱现象。
5 结语
目前，当前我国并未明确的规范沥青混凝土路面水稳基层伸缩缝的设置以及设计与施工技术，并且该方面的研究通常被忽视。经过分析大量的沥青混凝土路面早期破坏现象发现温度应力是其不可忽视的一个原因。因此在进行路面基层设计过程中，需要充分的考虑到路面水稳基层的胀缩缝设置，从而有效地降低温度应力的影响，达到保证路面使用寿命和行车舒适安全的目的。
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论文作者:陈立
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/1
标签：基层论文; 路面论文; 沥青论文; 温度论文; 混凝土论文; 伸缩缝论文; 现象论文; 《基层建设》2017年第20期论文;