基于半刚性基层强度控制的反射裂缝防治对策研究

摘要：针对高速公路沥青路面结构中半刚性基层易在施工期开裂并逐渐发展成反射裂缝这一病害，以水稳碎石基层为研究对象，以西尔斯和不里恩公式、灰色关联度方法为理论基础，进行了无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、振动压路机现场压实试验，得到了水稳碎石基层强度形成机理；提出了水稳碎石基层强度形成规律；建立了不同压实度、含水量及温度对水稳碎石基层强度的影响关系拟合公式；进而提出了大厚度水稳碎石基层压实度控制方法，从控制施工期内基层强度角度给出了半刚性基层反射裂缝防治对策。结果表明：养生龄期相同时，水稳碎石基层强度与压实度和温度成正比；压实度、含水量和温度与水稳碎石基层强度的关联度均大于0.6,各因素与水稳碎石基层强度关联性较好，3种因素对水稳碎石基层强度的影响程度排序依次为压实度、含水量、温度。根据喀叶墨高速公路扩建工程试验路段的现场情况，推荐采用重型压路机进行大厚度水稳碎石基层压实作业；经验证，大吨位压路机复压碾压次数达到3遍时，水稳碎石基层压实度达到最大值。

关键词：道路工程;半刚性基层沥青路面;反射裂缝;基层强度;压实度;

基金：交通运输部交通运输行业重点科技项目，项目编号2018-MS1-025;

高速公路作为我国运输通道的主要组成部分，其使用寿命关乎我国社会经济发展。目前，我国高速公路主要路面结构为半刚性基层沥青路面。这种路面结构极大提高了路面的承载能力、抗滑性能及安全性，也有利于路面破坏时的快速修补，既符合我国的基本国情，又兼顾了经济性和实用性[1,2,3,4]。然而半刚性基层材料受温缩和干缩作用影响，施工期内基层很容易发生开裂并形成基层贯穿裂缝[5,6]。在重复交通荷载和温度荷载共同作用下，沥青层底逐渐出现微裂缝，进而形成宏观裂缝并不断向沥青路面表层扩展，最终以反射裂缝的形式在沥青层表现出来，形成面层贯穿裂缝[7,8,9,10,11,12]。反射裂缝的存在降低了沥青路面整体强度，从而缩减了半刚性基层沥青路面使用寿命[13]。如何防治路面结构反射裂缝，已成为亟待解决的重大问题。蒋应军[14]提出预先将半刚性基层预锯缝，并控制相邻锯缝间的距离，然后再铺上土工布，可有效地防止反射裂缝扩展到路表。蒋亮[15]提出通过提高路面结构中沥青层厚度来防治反射裂缝扩展，且其厚度需超过15cm。张鹏[16]通过改善半刚性基层材料性能来防治反射裂缝，即在水泥稳定碎石混合料中加入一定的聚丙烯纤维。李静等[17]通过减少水泥剂量来预防反射裂缝的出现，低剂量水泥稳定碎石基层中水泥剂量仅为2.5%。陈青兰[18]提出了APP改性沥青油毡处治技术，详细论述了该技术的原理、技术性能和施工工艺，以提高半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治水平。曾运文等[19]通过设置应力吸收层、铺设玻纤格栅，可以有效延缓半刚性基层裂缝向路表扩展。孙浩[20]通过掺加氯丁橡胶改性剂改善沥青混合料抗裂性能，以防治反射裂缝。

综上，大部分半刚性基层沥青路面反射裂缝防治都采取增加沥青层厚度、设置应力吸收层等措施，只能延缓沥青面层反射裂缝扩展时间，却较少从施工期开始对反射裂缝问题进行控制。为此，本文依托喀叶墨高速公路扩建工程，通过现场钻芯检测调查了喀叶墨高速公路原路面主要病害类型，并根据西尔斯和不里恩公式分析了其产生机理。进而以水稳碎石基层为研究对象，分析压实度、含水量和温度对水稳碎石抗压强度和劈裂强度的影响，并采用灰色关联度方法得到各因素变异性对强度变异性的关联性，从而提出了大厚度基层压实度控制方法，从控制施工期内基层强度角度给出了半刚性基层反射裂缝防治对策。

本文依托喀叶墨高速公路扩建工程，通过对喀叶墨高速公路原路面病害调查可知，公路典型病害为横向裂缝，如图1所示。

图1喀叶墨高速公路沥青路面典型病害下载原图

众所周知，半刚性基层沥青路面横向裂缝的产生原因主要有4种：

(1)传统疲劳裂缝，受交通荷载重复作用，从沥青面层底部开始出现裂缝并向上扩展；

(2)反射裂缝，施工期内半刚性基层首先开裂，逐渐贯穿整个基层，受交通荷载及环境的影响，继续向上扩展并贯穿沥青面层；

(3)温缩裂缝，持续的温度荷载作用下，因沥青路面上面层沥青混合料抗拉强度不足而开裂；

(4)向下扩展裂缝，受交通荷载重复作用，轮迹带处率先开裂，由路表面向下扩展。

为确定喀叶墨高速公路原路面病害产生的原因，对原路面横向裂缝进行客观地评估。钻取喀叶墨高速公路原路面横向裂缝处路面结构芯样，如图2所示。检测结果表明：大部分横向裂缝处基层芯样均出现了贯穿裂缝。由此推测，是半刚性基层反射裂缝导致该处产生应力集中现象，受交通荷载及环境的影响，继续向上扩展并贯穿沥青面层，从而形成横向裂缝。

为进一步了解喀叶墨高速公路原路面反射裂缝成因，根据半刚性基层混合料特性，结合新疆地区的气候特点，从理论上分析半刚性基层开裂的机理。

图2横向裂缝处芯样下载原图

新疆地区冬季降温速率较快，日气温变化大。半刚性基层混合料作为典型的温度敏感性材料，基层铺筑养生期间，沥青面层还未铺筑，半刚性基层表面裸露于环境中，使其表面温度骤降。而半刚性基层底面与外部环境隔绝，温度变化较小。此时，半刚性基层内部温度差较大，从而形成了较大的温度应力，如图3所示。同时，自由状态下半刚性基层受其自身质量及底基层的层间摩阻力影响，约束了自身的翘曲变形，使得半刚性基层还存在上部受拉、下部受压的翘曲应力，如图4所示。

图3温度差产生的温度应力下载原图

图4翘曲应力下载原图

根据喀叶墨高速公路项目区1月份实测气温数据资料可知，当沥青层厚度为12cm时，裸露于大气环境中的半刚性基层表面日温差高达10℃。假设材料平均温缩系数αt=10×10-6℃-1,劲度模量St=10000MPa,表面降温幅度为10℃。西尔斯和不里恩公式[21]为：

σt=αt×∑T1T2St×ΔT(1)σt=αt×∑Τ1Τ2St×ΔΤ(1)

式中：σt为温度应力；T1、T2为温度；ΔT为温度变化量。

按式(1)计算半刚性基层表面承受的温度应力得：

σt=10×10-6×10000×10=1.0MPa

此时，半刚性基层内部产生的温度应力较大，而部分半刚性基层材料抗弯拉强度较小，致使半刚性基层开裂。

此外，新疆地区气候干燥，半刚性基层养生期间面层还未铺筑，导致基层内部水分蒸发速率较大，从而产生了较大的拉应力。此时，半刚性基层顶面将开始产生裂缝。随着收缩变形持续增加，裂缝不断向基层底部扩展，如图5所示。

图5基层收缩模型下载原图

假设半刚性基层材料平均干缩系数α¯¯dα¯d为35×10-6/Δw,St=10000MPa,失水量为5.5%。按照式(2)计算收缩应力σd:

σd=αd¯¯¯¯×∑w1w2St×Δw(2)σd=αd¯×∑w1w2St×Δw(2)

式中：αd¯¯¯¯αd¯为平均干缩系数；w1、w2为含水量；Δw为含水量的变化量；St为基层劲度模量。

计算结果为σd=1.9MPa,远远超过了半刚性基层材料的抗弯拉强度。实际工程中，干缩和温缩往往是同时起作用的。因此可以认为在施工期内，沥青路面交付使用之前，半刚性基层已经开裂并贯穿整个基层。

施工期半刚性基层受温缩和干缩作用影响容易开裂，从而影响道路使用寿命。实际施工中由于外界因素的干扰，基层实际强度通常低于设计强度，这种现象称为半刚性基层强度的变异性。以高速公路半刚性基层沥青路面结构中最常见的水稳碎石基层为例，其强度的形成主要与两大因素有关，一是骨料之间的机械强度，二是水稳碎石基层的水泥水化过程产生的水化强度。机械强度与水稳碎石基层级配及压实度有关，粒料含量多并且碾压密实，那么机械强度就更高；水化强度与含水量有关，水化反应顺利进行需要充足的水分。此外，施工时的环境温度也会对水化强度产生影响。随着温度的不断提高，水稳碎石基层的强度也随之增长；当温度非常低时，水化反应甚至会停止从而无法形成足够的水化强度。为此，本文通过无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验，研究压实度、含水量和温度对水稳碎石基层强度的影响。同时利用灰色关联度理论，分析各影响因素与强度变异性的相关性，从而采用措施提高水稳碎石基层强度，尽量从根本上防治反射裂缝。

试验采用的水泥、集料均为喀叶墨高速公路扩建工程采用的实际材料。

进行水稳碎石基层强度试验时，试件中原材料水泥均采用普通硅酸盐水泥，强度等级型号为,其技术指标如表1所示。集料技术指标如表2所示。水稳碎石试件级配如表3所示。

表1水泥技术指标检测结果导出到EXCEL

检测项目

技术指标

检测指标

密度/(g/cm3)

-

3.1

细度/%

≤10

5.5

标准稠度用水量/ml

-

154

初凝时间/min

≥45

319

终凝时间/min

≤600

407

3d抗折强度/MPa

≥2.5

4.2

3d抗压强度/MPa

≥10

14.7

表2集料技术指标检测结果导出到EXCEL

指标

技术要求

试验结果

备注

压碎值/%

≤22

15.3

粗集料

针片状颗粒含量/%

≤18

5.7

粗集料

0.075mm以下粉尘含量/%

≤1.2

0.6

粗集料

塑性指数

≤17

3

细集料

硫酸盐含量/%

≤0.25

0.20

细集料

表3水稳碎石试件级配组成导出到EXCEL

项目

通过下列筛孔(方孔筛，mm)的质量百分率/%

26.5

19.0

16.0

13.2

9.50

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

级配

100

85

77

70

58

42

27

19

11

7

4

3

为研究不同压实度对水稳碎石基层强度的影响，进行水稳碎石基层无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验。采用静压法成型4种压实度下的水稳碎石基层试件，4种试件的压实度分别为96%、98%、100%、102%。试验前，将试件分别养生7d、28d,然后分为8组试件进行试验，每组试件进行6个平行试验。试验测定的前一天将试件浸水24h。成型试件如图6所示。

图6水稳碎石试件下载原图

室内试验测定水泥稳定碎石基层的最佳含水量为6.9%。为研究不同含水量对水稳碎石基层强度的影响，制作4种不同含水量试件进行试验。4种试件的含水量是4.9%、5.9%、6.9%、7.9%。为减小试件成型过程中因含水量减少而造成的试验误差，在混合料拌和时多加0.5%的水。试验前，将试件分别养生7d、28d,然后分为8组试件进行试验，每组试件进行6个平行试验。试验测定的前一天将试件浸水24h。图7为水稳碎石基层无侧限抗压强度试验。

图7无侧限抗压强度试验下载原图

为研究温度对水稳碎石基层强度的影响，试件养生期间，养生温度分别设置为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃,湿度均为95%。试验前，将试件分别养生7d、28d,然后分为10组试件进行试验，每组试件进行6个平行试验。试验测定的前一天将试件浸水24h。图8为水稳碎石基层劈裂强度试验。

图8劈裂强度试验下载原图

图9和图10表示不同压实度的水泥稳定碎石试件，经过不同的养生天数后，试验得到的抗压强度。根据图9和图10可知，水稳碎石基层抗压强度与压实度和养生天数成正比。养生天数为7d时，压实度从96%增加到98%、100%和102%,其抗压强度分别平均增长了11.2%、11.4%和14.0%。养生天数为28d时，压实度从96%增加到98%、100%和102%,其抗压强度分别平均增长了6.8%、3.9%和7.8%。可以看出，相同压实度下，随着养生时间的增加，水稳碎石基层的强度变化变小。将不同养生时间下的压实度对水稳碎石基层抗压强度的影响关系进行线性拟合，养生7d和养生28d分别如式(3)和式(4)所示。

σs=0.231=0.99(3)

σs=0.166=0.98(4)

式中：σs为抗压强度，MPa;K为压实度，%;R2为相关系数。

图11和图12表示不同压实度的水泥稳定碎石试件，经过不同的养生天数后，试验得到的劈裂强度。根据图11和图12可知，试验结果虽然较为离散，但是也能明显看出水稳碎石基层劈裂强度与压实度和养生天数成正比。养生天数为7d时，压实度从96%增加到98%、100%和102%,其劈裂强度分别平均增长了12.0%、3.8%和13.8%。养生天数为28d时，压实度从96%增加到98%、100%和102%,其抗压强度分别平均增长了15.6%、7.7%和3.6%。这是因为随着压实度的不断提高，水稳碎石基层材料内部空隙随之减少，提高了骨料间的黏结力和嵌挤力。因此，水稳碎石基层压实度一定要满足公路工程质量检验评定标准的要求。

图9养生7d不同压实度对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

图10养生28d不同压实度对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

图11养生7d不同压实度对水稳碎石基层劈裂强度的影响下载原图

图12养生28d不同压实度对水稳碎石基层劈裂强度的影响下载原图

图13和图14表示不同含水量的水泥稳定碎石试件，经过不同的养生天数后，试验得到的抗压强度。根据图13和图14可知，随着含水量的不断增加，水稳碎石基层抗压强度呈现出先快速增长，达到最佳含水量后强度又略微降低的状态。

图13养生7d不同含水量对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

图14养生28d不同含水量对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

养生天数为7d时，含水量从4.9%增加到5.9%和6.9%,其抗压强度分别平均增长了34.2%和13.8%;当含水量继续增加到7.9%时，其抗压强度从高点降低了7.7%。养生天数为28d时，含水量从4.9%增加到5.9%和6.9%,其抗压强度分别平均增长了42.2%和16.4%;当含水量继续增加到7.9%时，其抗压强度从高点降低了1.2%。试验前对试件外观检测发现，不同含水量的试件外观几乎没有差别。但抗压试验后含水量较低的水稳碎石材料内部干燥而且容易脱落。这是因为水稳碎石基层含水量不足，水泥无法完全进行水解，水化反应不充分而影响了基层强度的形成。

图15和图16表示不同养生温度的水泥稳定碎石试件，经过不同的养生天数后，试验得到的抗压强度。根据图15和图16可知，水稳碎石基层抗压强度与养生温度和养生天数成正比。养生天数为7d时，养生温度从10℃增加到15℃、20℃、25℃和30℃,其抗压强度分别平均增长了16.6%、14.8%、5.9%和4.9%。养生天数为28d时，养生温度从10℃增加到15℃、20℃、25℃和30℃,其抗压强度分别平均增长了13.5%、9.6%、11.4%和6.1%。将不同养生时间下的养生温度对水稳碎石基层抗压强度的影响关系进行线性拟合，7d龄期和28d龄期分别如式(5)和式(6)所示。

σs=0.077=0.96(5)

σs=0.113=0.99()(6)

式中：σs为抗压强度，MPa;T为温度，℃。

图15养生7d不同温度对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

图16养生28d不同温度对水稳碎石基层抗压强度的影响下载原图

图17和图18表示不同养生温度的水泥稳定碎石试件，经过不同的养生天数后，试验得到的劈裂强度。根据图17和图18可知，水稳碎石基层劈裂强度与养生温度和养生天数成正比。养生天数为7d时，养生温度从10℃增加到15℃、20℃、25℃和30℃,其劈裂强度分别平均增长了18.2%、11.5%、6.9%和9.7%。养生天数为28d时，养生温度从10℃增加到15℃、20℃、25℃和30℃,其劈裂强度分别平均增长了6.3%、9.8%、1.8%和5.3%。将不同养生时间下的养生温度对水稳碎石基层劈裂强度的影响关系进行线性拟合，7d龄期和28d龄期分别如式(7)和式(8)所示。

σs=0.0058=0.98(7)

σs=0.0063=0.97(8)

图17养生7d不同温度对水稳碎石基层劈裂强度的影响下载原图

图18养生28d不同温度对水稳碎石基层劈裂强度的影响下载原图

前述研究了压实度、含水量及温度对水稳碎石基层强度的影响规律，但无法确定压实度、含水量及温度3者对水稳碎石基层强度的影响程度，同时3种影响因素的主次也不明确。因此，采用灰色关联度理论来确定3种因素对水稳碎石基层强度影响的关联度。其计算过程如下。

3种因素均是对水稳碎石基层强度产生影响，因此将水稳碎石基层7d无侧限抗压强度作为参考序列指标，记作数列X0。采用前述9组抗压强度计算结果来分析，参考序列X0={X0(1),X0(2),⋯,X0(9)}X0={X0(1),X0(2),⋯,X0(9)}。选取压实度、含水量及温度分别为对比序列指标，记作：

X1={X1(1),X1(2),⋯,X1(9)}X1={X1(1),X1(2),⋯,X1(9)}

X2={X2(1),X2(2),⋯,X2(9)}X2={X2(1),X2(2),⋯,X2(9)}

X3={X3(1),X3(2),⋯,X3(9)}X3={X3(1),X3(2),⋯,X3(9)}

假定X0(p)=f[Xi(p)]X0(p)=f[Xi(p)],依据前述水稳碎石基层强度试验结果，灰色关联分析初始试验数据表如表4所示。

表4参考序列与对比序列原始数据导出到EXCEL

序号

压实度/%

含水量/%

温度/℃

7d抗压强度/MPa

1

102

6.9

20

4.79

2

100

6.9

20

4.20

3

98

6.9

20

3.77

4

100

7.9

20

4.24

5

100

5.9

20

3.69

6

100

6.9

30

4.67

7

100

6.9

25

4.45

8

100

6.9

15

3.66

9

100

6.9

10

3.14

首先，采用均值法对表4中初始试验数据进行无量纲处理，计算公式如式(9)所示。无量纲数据见表5。

X′i=Xi(p)Xi¯¯¯¯(9)X′i=Xi(p)Xi¯(9)

式中：X′i为无量纲数值；Xi(p)为初始试验数值；Xi¯¯¯¯Xi¯为初始数据平均值，Xi¯¯¯¯=1n∑p=1nXi(p)Xi¯=1n∑p=1nXi(p)。

表5初始试验数据无量纲处理结果导出到EXCEL

序号

X′1

X′2

X′3

X′0

1

1.02

1.00

1.00

1.18

2

1.00

1.00

1.00

1.03

3

0.98

1.00

1.00

0.93

4

1.00

1.14

1.00

1.04

5

1.00

0.86

1.00

0.91

6

1.00

1.00

1.50

1.15

7

1.00

1.00

1.25

1.09

8

1.00

1.00

0.75

0.90

9

1.00

1.00

0.50

0.77

然后，按照式(10)及式(11)计算各影响因素的关联系数。计算结果见表6。

λi(p)=mini[minpΔ(p)]+ρmaxi[maxpΔ(p)]Δi(p)+ρmaxi[maxpΔ(p)](10)λi(p)=mini[minpΔ(p)]+ρmaxi[maxpΔ(p)]Δi(p)+ρmaxi[maxpΔ(p)](10)

Δi(p)=|X′0(p)−X′i(p)|(11)Δi(p)=|X′0(p)-X′i(p)|(11)

式中：λi(p)为关联系数；ρ为分辨系数，取值为0.5;mini[minpΔ(p)]mini[minpΔ(p)]、maxi[maxpΔ(p)]maxi[maxpΔ(p)]为二级最小、最大差值。

表6参考序列与对比数列的关联系数导出到EXCEL

排序

λ1(压实度)

λ2(含水量)

λ3(温度)

1

0.47

0.47

0.73

2

1.00

0.93

0.67

3

0.84

0.73

0.64

4

0.92

0.63

0.68

5

0.65

0.82

0.62

6

0.49

0.53

0.54

7

0.64

0.66

0.60

8

0.62

0.64

0.72

9

0.47

0.47

0.73

将关联系数代入到式(12),即可得到各影响因素灰色关联度γi大小。计算结果见表7。

γi=1n∑i=1nλi(p)(12)γi=1n∑i=1nλi(p)(12)

表7各影响因素灰色关联度大小导出到EXCEL

指标

γ1(压实度)

γ2(含水量)

γ3(温度)

指标值

0.705

0.677

0.651

根据灰色关联度理论，由表7可得压实度、含水量和温度3种因素与水稳碎石基层强度的关联度γi均大于0.6,表明各因素与水稳碎石基层强度关联性较好，3种因素对水稳碎石基层强度的影响排序为压实度含水量温度。

根据上述分析可知，压实度对水稳碎石基层强度影响最大，尤其是厚度较大的基层，压实质量不易控制。为此，本节依托喀叶墨扩建工程，铺筑试验路段，提出大厚度基层现场压实质量控制方法。

水稳碎石基层的压实原理是由于压路机产生的周期振动，从而给基层施加激振力；基层内部混合料在激振力的作用下使各集料重新排列，形成密实结构。图19为大厚度水稳碎石基层碾压模型。水稳碎石基层压实作业时主要机械为振动压路机，而不同振动压路机的振幅、频率和吨位均有差别。

图19大厚度水稳碎石基层碾压模型下载原图

在我国道路施工中，对于半刚性基层采用的压实设备，吨位普遍为18t～22t。但对于大厚度基层，小吨位的压实设备效率不及大吨位压实设备。经过研究发现，压应力与压实力呈正比关系，现利用压应力来表征压实作用效果。对比计算吨位为18t与32t压实设备的压应力，绘制成图，结果如图20所示。

图20不同吨位压实效果对比下载原图

由图20可以看出，与18t的压实设备相比，大吨位压实设备(32t)压实效果更佳。这是因为大吨位压实设备(32t)产生的激振力更大，从而压实深度更深。因此，进行大厚度水稳碎石基层压实作业时，应首选重型压路机。

为确定大厚度水稳碎石基层压实施工工艺，依托喀叶墨扩建工程铺筑试验路。试验段位于第四合同段XK1620+000～XK1625+000路段，基层厚度为38cm。根据表8采用振动压路机(32t)对水稳碎石基层进行压实。拟定4种压实方案，4种方案的初压和终压的方法一致，仅改变复压时碾压次数。初压采用光轮压路机压实一遍，终压采用轮胎压路机压实一遍，复压采用振动压路机分别碾压1、2、3、4遍。终压完成后分别检测4种方案下的水稳碎石基层压实度，检测结果见表8及图21。

表8碾压遍数与压实度导出到EXCEL

复压碾压遍数/遍

1

2

3

4

压实度/%

94.1

97

98.2

98.1

图21现场碾压压实度检测结果下载原图

从图21可以看出，随着复压碾压次数的增加，水稳碎石基层的最终压实度随之先增长而后减小。复压碾压次数达到3遍时，水稳碎石最终基层压实度达到最大值；复压碾压次数达到4遍时，水稳碎石基层最终压实度有所降低。这是因为路基含水量较高，底基层为天然级配碎石，无法阻挡水分的向上迁移，重复的碾压破坏了原有的密实结构，使得基层压实度逐渐减小。因此，进行大厚度水稳碎石压实作业时，试验段应采用大吨位振动压路机复压3遍。

碾压是大厚度水稳碎石基层成型的最重要工序，采用上述压实方案施工时，还应注意以下事项。

(1)为保证水稳碎石基层强度，应尽早进行初压，以防止基层水分散失。

(2)压实过程中要充分稳压，终压完成后，需及时检测碾压路段的压实度，确保满足施工要求。

(3)为保证大厚度水稳碎石基层压实度满足要求，对基层底部区域进行碾压时，应选用高频低幅；对基层表层区域进行碾压时，应选用低频高幅。这是因为基层底部厚度较小，而高频低幅的压路机碾压深度大，会破坏基层底部混合料。

(4)水稳碎石基层在碾压过程中，应同时检测施工路段的标高及平整度，避免因基层不平整导致沥青面层出现拱起或沉陷。不平整的路段应及时修整。

本文依托喀叶墨高速公路扩建工程，深入挖掘了反射裂缝病害形成原因，以水稳碎石基层为研究对象，得到了不同龄期下，各因素对水稳碎石基层强度的影响规律，提出了大厚度水稳碎石基层压实度控制措施。

(1)压实度、含水量、温度是导致水稳碎石基层强度增长规律产生变异性的主要因素。同一龄期下，水稳碎石基层强度与压实度和温度成正比；在最佳含水量时，基层强度达到最大值。

(2)压实度、含水量和温度与水稳碎石基层强度关联性较好，3种因素对水稳碎石基层强度的影响排序为压实度含水量温度。

(3)与18t的压实设备相比，大吨位压实设备(32t)产生的激振力更大，压实深度更深。因此，进行大厚度水稳碎石基层压实作业时，应首选重型压路机。随着复压碾压次数的增加，水稳碎石基层的最终压实度随之先增长而后减小。复压碾压次数达到3遍时，水稳碎石基层最终压实度达到最大值。

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