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摘 要：随着我国承建非洲道路项目的增多，在道路施工中也出现了诸多共性问题。本文主要针对塞内加尔高速公路项目水泥稳定红土砾料开裂调查与处治方法进行总结，分析裂缝成因，提出处治对策，加强工程施工质量。
关键词：水泥稳定红土砾料 开裂 处置方法
1.工程概况
本工程位于塞内加尔捷斯大区，线路全长112km，路基施工包括挖方路基段和填方路基段，填方路基段主要为砂土填方、PST红土砂砾填方（70cm GL）、水泥稳定红土砾料（25cm GLC），包边土填方等。填方段路基结构形式如下图所示：
2.裂缝调查及特点分布情况
经调研得知，开裂段落总长度为 8.65km，均为摊铺机施工路段。为准确掌握裂缝的分布情况，项目部对裂缝路段进行了系统调查，其中道路中线的纵向裂缝和行车道上的横向裂缝；路肩上的纵向裂缝；行车道上的纵向裂缝，为主要裂缝类型。
通过裂缝调查可知：裂缝形态主要以横向裂缝和纵向裂缝为主，横向裂缝的间距一般为 3-4m，部分路段为 1-2m，但长度一般较短，大多为 2-3m； 纵向裂缝主要出现在三个部位，道路中线、两台摊铺机的搭接处以及摊铺机分料器的中间位置，其中道中线的纵缝为半幅摊铺留下的施工缝。在局部路段的单钢轮碾压轮迹处，也存在少量长度很短、断断续续的纵向裂缝。
分布情况： PK35-PK75段落处横向裂缝每百米平均长度为 193.4m，平均间距为 2.8m，纵向裂缝每百米平均长度为 188.1m，横向裂缝和纵向裂缝的平均长度基本相当；PK75-PK112横向裂缝每百米平均长度为 138.0m，平均间距为4.6m，纵向裂缝每百米平均长度为242.4m，纵向裂缝相对更为严重。
3.裂缝成因分析
通过对裂缝形态与分布状况、裂缝段的性能调查、原材料和混合料情况、施工工艺以及气温和降雨情况的调研与分析，至此可以对裂缝的类型及其成因做出清晰的判断。
3.1物理成因
所有开裂段落的裂缝形态主要有横向裂缝和纵向裂缝两大类型，这些裂缝是水稳红土砾料本身的开裂，而非由下至上的路基结构裂缝或是因荷载作用而导致的疲劳裂缝（所有路段未开通）。
因此，这些段落水稳红土砾料自身开裂的原因只可能是引温度变化引起的温缩裂缝和因湿度变化引起的干缩裂缝。而通过对气温和降雨情况的分析得知，项目沿线大气温度，特别是路面结构内部温度的波动幅度都很小，而水稳类材料的干缩系数又远大于温缩系数，因此可得出以下判断：
这些路段水稳红土砾料裂缝的物理成因主要是干缩裂缝。
3.2工程原因
从工程的角度来说，导致部分路段出现大量干缩开裂的原因主要有以下两个方面：
一、水稳红土砾料养生不当，未及时铺筑上层的 GB4沥青混合料，导致暴晒时间过长，加上雨季到来的干湿循环，诱发了横向裂缝、纵向裂缝的大量发展
PK35-PK112处的水稳红土砾料层开裂段落最早均施工于 5月下旬，最晚施工于 6月中旬。经过调研得知，所有裂缝段落均存在一个共性现象，即洒布透油后未及时覆盖 GB4沥青混合料，也未繼续进行洒水养生。无论是最早于5月22号铺筑的路段，还是最晚于6月20号铺筑的路段，均只洒水养生了 7天左右，然后直到8月上旬之前，一直处于烈日的暴晒之中，而未得到有效的养生保护。加上 6月24号到来的雨季的影响，造成这些路段处于降雨、日晒环境的交替作用中，加速了干湿循环，进一步加剧了裂缝的发展。
按照国内高速公路的工程习惯，水稳类材料摊铺碾压完成后，必须进行覆盖养生。我国《公路工程基层施工技术细则》尤为强调，半刚性材料的养生期并不只是 7天，而是从碾压成型后直至上面结构层施工的前 2天。
二、摊铺过程中的离析，造成了分料器中间、摊铺机搭接处出现了薄弱面，引发了纵向裂缝。
除道路中线的纵向施工缝外，纵向裂缝大多都位于摊铺离析带上，即摊铺机分料器中间、两台摊铺机的搭接处。虽然采用了预筛分工艺剔除了红土砾料的超粒径颗粒，但红土砾料毕竟仍属于天然类材料，级配存在一定的不均匀性，因此容易在摊铺机的上述位置处出现大料集中现象，造成水稳红土砾料的摊铺离析。
相对于PK75-PK112段落，PK35-PK75段落对摊铺搅笼进行了整体提升，并在分料器中间加装了两个反向叶片，有效减少了摊铺机中间的离析现象，因此纵向裂缝相对较少。
对于摊铺机搭接处的离析带，也不是所有路段的摊铺机搭接处都出现了纵向裂缝。调研得知，因停机等料或机械故障等问题，有时两台摊铺机的行进间距较大，不能严格满足10-20米的要求，造成搭接处的混合料不能被及时碾压，产生了薄弱面，在失水过快的情况下，容易引发纵向裂缝。
4.开裂段的处治方案
4.1 裂缝对路用性能的影响分析
根据塞内加尔高速公路的路面结构设计，由水泥稳定红土砾料铺筑的 CDF垫层的强度等级应达到 PF3级，即水稳红土砾料层顶面的 EV2值应大于150Mpa。
对于水稳红土砾料材料本身，除应满足技术规格书要求的 3天空养 4天浸水无侧限抗压强度大于0.5Mpa之外，还应满足水泥稳定类材料的力学 3区（Zone 3）的性能要求，即满足一定的抗压回弹模量和直接拉伸强度要求。
在路面结构的理论计算方面，水稳红土砾料材料本身的模量水平并不作为力学计算参数，而是将CDF垫层顶面的EV2水平作为路基模量，要求CDF垫层顶面的压应变小于路基的容许压应变。
因此从以上的设计要求来看，CDF垫层的主要作用是提供一个抗压的平台，为整个路面结构提供足够的承载力，并且需要具有一定的板体性以满足直接拉伸强度和抗压回弹模量的要求。
以上分析表明，根据本项目的使用环境，水稳红土砾料本身的开裂对于路面结构的承载力和耐久性不会带来负面影响，但路表渗入水份与水稳红土砾料的综合作用却有可能是降低路面结构耐久性的不利因素，因此需要针对开裂路段，采取必要措施，对水稳红土砾料进行妥善保护，防止雨水下渗和减少渗入雨水的影响。
4.2处治原则
根据国际上水稳裂缝的处治经验，以及4.1中关于开裂对路面结构性能的影响分析，确定了以下开裂严重段落的处治原则：以防止雨水渗入，减少渗入雨水对开裂严重路段的不利影响作为处治重点；加强开裂严重路段沿线施工过程中的排水设施建设，尽快排除雨季降水，避免开裂路段被雨水浸泡；根据项目上已有的机械设备、材料储备条件，尽快对开裂严重路段进行针对性的处治，避免这些路段继续暴露在日晒、降雨的使用环境。
5.后续防治裂缝的技术措施
通过对水稳红土砾料开裂的成因分析可知，养生不当是引发横向和纵向开裂出现的重要因素，摊铺机分料器中间和搭接处的离析所造成的薄弱面容易诱发纵向裂缝。因此，在后续的水稳红土砾料施工中，采取以下防治对策：
1）对摊铺机进行改造，提升搅笼高度，安装反向叶片，减少分料器中间位置的离析。
2）将两台摊铺机梯队摊铺的工艺改为摊铺机加平地机的工艺，摊铺机铺筑行车道位置，平地机铺筑硬路肩位置，利用平地机对刮刀和爬犁，对搭接处的混合料进行二次拌和，提高搭接处混合料的均匀性，减少搭接离析。
3）加强原材料、混合料的质量控制，每天出料前实测天然红土砾料含水量，保证在最佳含水量的状态下进行混合料的碾压，每天在摊铺现场取料检验混合料干密度、含水量、水泥剂量、无侧限抗压强度符合配合比设计要求。
4）水稳红土砾料的养生，在铺筑碾压完成后，全部采用土工布进行覆盖，在养生期间每天至少洒水 4次，保持水稳红土砾料表面湿润状态，养生期直至透油洒布清扫前的 3小时以内。
5）沥青混合料前2天内洒布透油，洒布透油前对水稳红土砾料进行彻底清扫，除去表面杂物、浮浆，然后再进行透油洒布。
参考文献：
[1]张丽宏，廖福星，刘巨伟.水泥稳定碎石基层裂缝控制[J].筑路机械与施工技术化，2010，（7）：60-63.
[2]王军兰.浅谈水温裂缝处治[J].建筑工程技术与设计， 2015（31）：1603.
（作者单位：中交第一航务工程局有限公司 ）
关键词：水泥稳定红土砾料 开裂 处置方法
1.工程概况
本工程位于塞内加尔捷斯大区，线路全长112km，路基施工包括挖方路基段和填方路基段，填方路基段主要为砂土填方、PST红土砂砾填方（70cm GL）、水泥稳定红土砾料（25cm GLC），包边土填方等。填方段路基结构形式如下图所示：
2.裂缝调查及特点分布情况
经调研得知，开裂段落总长度为 8.65km，均为摊铺机施工路段。为准确掌握裂缝的分布情况，项目部对裂缝路段进行了系统调查，其中道路中线的纵向裂缝和行车道上的横向裂缝；路肩上的纵向裂缝；行车道上的纵向裂缝，为主要裂缝类型。
通过裂缝调查可知：裂缝形态主要以横向裂缝和纵向裂缝为主，横向裂缝的间距一般为 3-4m，部分路段为 1-2m，但长度一般较短，大多为 2-3m； 纵向裂缝主要出现在三个部位，道路中线、两台摊铺机的搭接处以及摊铺机分料器的中间位置，其中道中线的纵缝为半幅摊铺留下的施工缝。在局部路段的单钢轮碾压轮迹处，也存在少量长度很短、断断续续的纵向裂缝。
分布情况： PK35-PK75段落处横向裂缝每百米平均长度为 193.4m，平均间距为 2.8m，纵向裂缝每百米平均长度为 188.1m，横向裂缝和纵向裂缝的平均长度基本相当；PK75-PK112横向裂缝每百米平均长度为 138.0m，平均间距为4.6m，纵向裂缝每百米平均长度为242.4m，纵向裂缝相对更为严重。
3.裂缝成因分析
通过对裂缝形态与分布状况、裂缝段的性能调查、原材料和混合料情况、施工工艺以及气温和降雨情况的调研与分析，至此可以对裂缝的类型及其成因做出清晰的判断。
3.1物理成因
所有开裂段落的裂缝形态主要有横向裂缝和纵向裂缝两大类型，这些裂缝是水稳红土砾料本身的开裂，而非由下至上的路基结构裂缝或是因荷载作用而导致的疲劳裂缝（所有路段未开通）。
因此，这些段落水稳红土砾料自身开裂的原因只可能是引温度变化引起的温缩裂缝和因湿度变化引起的干缩裂缝。而通过对气温和降雨情况的分析得知，项目沿线大气温度，特别是路面结构内部温度的波动幅度都很小，而水稳类材料的干缩系数又远大于温缩系数，因此可得出以下判断：
这些路段水稳红土砾料裂缝的物理成因主要是干缩裂缝。
3.2工程原因
从工程的角度来说，导致部分路段出现大量干缩开裂的原因主要有以下两个方面：
一、水稳红土砾料养生不当，未及时铺筑上层的 GB4沥青混合料，导致暴晒时间过长，加上雨季到来的干湿循环，诱发了横向裂缝、纵向裂缝的大量发展
PK35-PK112处的水稳红土砾料层开裂段落最早均施工于 5月下旬，最晚施工于 6月中旬。经过调研得知，所有裂缝段落均存在一个共性现象，即洒布透油后未及时覆盖 GB4沥青混合料，也未繼续进行洒水养生。无论是最早于5月22号铺筑的路段，还是最晚于6月20号铺筑的路段，均只洒水养生了 7天左右，然后直到8月上旬之前，一直处于烈日的暴晒之中，而未得到有效的养生保护。加上 6月24号到来的雨季的影响，造成这些路段处于降雨、日晒环境的交替作用中，加速了干湿循环，进一步加剧了裂缝的发展。
按照国内高速公路的工程习惯，水稳类材料摊铺碾压完成后，必须进行覆盖养生。我国《公路工程基层施工技术细则》尤为强调，半刚性材料的养生期并不只是 7天，而是从碾压成型后直至上面结构层施工的前 2天。
二、摊铺过程中的离析，造成了分料器中间、摊铺机搭接处出现了薄弱面，引发了纵向裂缝。
除道路中线的纵向施工缝外，纵向裂缝大多都位于摊铺离析带上，即摊铺机分料器中间、两台摊铺机的搭接处。虽然采用了预筛分工艺剔除了红土砾料的超粒径颗粒，但红土砾料毕竟仍属于天然类材料，级配存在一定的不均匀性，因此容易在摊铺机的上述位置处出现大料集中现象，造成水稳红土砾料的摊铺离析。
相对于PK75-PK112段落，PK35-PK75段落对摊铺搅笼进行了整体提升，并在分料器中间加装了两个反向叶片，有效减少了摊铺机中间的离析现象，因此纵向裂缝相对较少。
对于摊铺机搭接处的离析带，也不是所有路段的摊铺机搭接处都出现了纵向裂缝。调研得知，因停机等料或机械故障等问题，有时两台摊铺机的行进间距较大，不能严格满足10-20米的要求，造成搭接处的混合料不能被及时碾压，产生了薄弱面，在失水过快的情况下，容易引发纵向裂缝。
4.开裂段的处治方案
4.1 裂缝对路用性能的影响分析
根据塞内加尔高速公路的路面结构设计，由水泥稳定红土砾料铺筑的 CDF垫层的强度等级应达到 PF3级，即水稳红土砾料层顶面的 EV2值应大于150Mpa。
对于水稳红土砾料材料本身，除应满足技术规格书要求的 3天空养 4天浸水无侧限抗压强度大于0.5Mpa之外，还应满足水泥稳定类材料的力学 3区（Zone 3）的性能要求，即满足一定的抗压回弹模量和直接拉伸强度要求。
在路面结构的理论计算方面，水稳红土砾料材料本身的模量水平并不作为力学计算参数，而是将CDF垫层顶面的EV2水平作为路基模量，要求CDF垫层顶面的压应变小于路基的容许压应变。
因此从以上的设计要求来看，CDF垫层的主要作用是提供一个抗压的平台，为整个路面结构提供足够的承载力，并且需要具有一定的板体性以满足直接拉伸强度和抗压回弹模量的要求。
以上分析表明，根据本项目的使用环境，水稳红土砾料本身的开裂对于路面结构的承载力和耐久性不会带来负面影响，但路表渗入水份与水稳红土砾料的综合作用却有可能是降低路面结构耐久性的不利因素，因此需要针对开裂路段，采取必要措施，对水稳红土砾料进行妥善保护，防止雨水下渗和减少渗入雨水的影响。
4.2处治原则
根据国际上水稳裂缝的处治经验，以及4.1中关于开裂对路面结构性能的影响分析，确定了以下开裂严重段落的处治原则：以防止雨水渗入，减少渗入雨水对开裂严重路段的不利影响作为处治重点；加强开裂严重路段沿线施工过程中的排水设施建设，尽快排除雨季降水，避免开裂路段被雨水浸泡；根据项目上已有的机械设备、材料储备条件，尽快对开裂严重路段进行针对性的处治，避免这些路段继续暴露在日晒、降雨的使用环境。
5.后续防治裂缝的技术措施
通过对水稳红土砾料开裂的成因分析可知，养生不当是引发横向和纵向开裂出现的重要因素，摊铺机分料器中间和搭接处的离析所造成的薄弱面容易诱发纵向裂缝。因此，在后续的水稳红土砾料施工中，采取以下防治对策：
1）对摊铺机进行改造，提升搅笼高度，安装反向叶片，减少分料器中间位置的离析。
2）将两台摊铺机梯队摊铺的工艺改为摊铺机加平地机的工艺，摊铺机铺筑行车道位置，平地机铺筑硬路肩位置，利用平地机对刮刀和爬犁，对搭接处的混合料进行二次拌和，提高搭接处混合料的均匀性，减少搭接离析。
3）加强原材料、混合料的质量控制，每天出料前实测天然红土砾料含水量，保证在最佳含水量的状态下进行混合料的碾压，每天在摊铺现场取料检验混合料干密度、含水量、水泥剂量、无侧限抗压强度符合配合比设计要求。
4）水稳红土砾料的养生，在铺筑碾压完成后，全部采用土工布进行覆盖，在养生期间每天至少洒水 4次，保持水稳红土砾料表面湿润状态，养生期直至透油洒布清扫前的 3小时以内。
5）沥青混合料前2天内洒布透油，洒布透油前对水稳红土砾料进行彻底清扫，除去表面杂物、浮浆，然后再进行透油洒布。
参考文献：
[1]张丽宏，廖福星，刘巨伟.水泥稳定碎石基层裂缝控制[J].筑路机械与施工技术化，2010，（7）：60-63.
[2]王军兰.浅谈水温裂缝处治[J].建筑工程技术与设计， 2015（31）：1603.
（作者单位：中交第一航务工程局有限公司 ）