干線公路拓寬改建工程路基縱向裂縫及處治

【摘 要】論述經(jīng)調(diào)查公路拓寬改建工程路面縱向裂縫狀況，對開裂原因進(jìn)行分析研究，結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行處治。

【關(guān)鍵詞】公路拓寬；改建；縱向裂縫；處治

Trunk line highway opens widely to change to set up engineering roadbed lengthways crack and settles

Wu Li-xia

(Xinxiang highway administration bureau Xinxiang Henan 453000)

【Abstract】The article discussedthrough investigate highway widening to rebuild engineering road surface lengthways crack condition and the folio crack reason carries on analysis to study and combines engineering fulfillment to carry on settling.

【Key words】Highway widening; Rebuild; Lengthways crack; Settle

近幾年來，我市干線公路由于交通量和大量超載車的劇增，現(xiàn)有公路已無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和快速便利的交通運(yùn)輸需求。從2005年開始相繼對一些干線公路拓寬改造。建成使用后幾條公路的個(gè)別地段在老路部分相繼發(fā)生了縱向開裂現(xiàn)象。通過對路面縱縫的觀察，分析其形成的原因，并有針對性地?cái)M定的防治措施，并應(yīng)用于新的改造工程實(shí)踐中，取得較好的效果。

1.現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)對幾條拓寬道路縱向裂縫比較嚴(yán)重的典型路段縱縫的凋查(見表1)，發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)共同點(diǎn)。(1)裂縫均集中在高路堤拓寬路段；

(2)出現(xiàn)裂縫的拓寬部位地質(zhì)情況較差，一般均存在軟土層、水塘、低洼地；

(3)裂縫所在位置均發(fā)生在老路上；

(4)根據(jù)施工記錄及工后記錄，路基工程一般：工期均在6個(gè)月左右，裂縫產(chǎn)生時(shí)間一般在工后3個(gè)月，裂縫穩(wěn)定時(shí)間不一。

2.產(chǎn)生裂縫的原因

導(dǎo)致老路拓寬改建工程路面出現(xiàn)縱向開裂的原因很多，其中原路基底部地基土的沉降固結(jié)狀態(tài)、拓寬處土基的水文物理力學(xué)性能，路基拓寬后土基新增的作用力對沉降變形的影響等為主要因素。這些因素間的作用也比較復(fù)雜。

根據(jù)公路拓寬改造工程一般斷面布置形式以及地基新增荷載分布情況，采用地基彈性理論方法以及考慮應(yīng)力歷史影響的沉降計(jì)算方法進(jìn)行定性分析研究，可知原公路因增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)層和鋪筑新面層，增加了下部土基的壓力，拓寬部分地基也相應(yīng)加了壓力，這些荷載使地基沿路基橫斷面發(fā)生不均勻沉降，當(dāng)路基壓力大于地基極限承載力時(shí)還會使路基坡腳附近發(fā)生沉降，若路基壓力大于土基極限承載力，除發(fā)生沉降外，在坡腳外附件還會引起地基隆起，這時(shí)路堤將因沉降變形過大使公路發(fā)生嚴(yán)重的損壞。

通過對縱向裂縫的調(diào)查觀察和定性分析可得出新老路基出現(xiàn)差異沉降，最終使路面產(chǎn)生縱向裂縫的結(jié)論。

（1）由于土基地質(zhì)差，導(dǎo)致新老路基底部土基因荷載的增加發(fā)生沉降。但原路基下的地基因在改造時(shí)已基本固結(jié)沉降到位并且所增加的荷載遠(yuǎn)小于新拓寬部分，其沉降大大小于新拓寬部分地基的沉降；

（2）新路基本身所用的填筑材料、壓實(shí)、設(shè)計(jì)、施工工藝中的存在不穩(wěn)定，也造成新路堤本身出現(xiàn)沉降；

（3）因施工工期短，土基及新路基的固結(jié)下沉未到位，工后沉降大；

（4）工后新老路基出現(xiàn)差異沉降，路基失去穩(wěn)定，表現(xiàn)為路堤內(nèi)的破裂面（頂部破裂面在老路范圍內(nèi)）外的土體下沉側(cè)移，將路面拉裂造成縱向開裂。

3.縱向裂縫的防治措施

縱向裂縫作為公路拓寬改造的質(zhì)量通病，防治應(yīng)遵循“預(yù)防為主，及時(shí)處理”的原則，在設(shè)計(jì)和施工過程中通過有效預(yù)防，努力減少路基的差異沉降，最大限度地減少和延緩裂縫產(chǎn)生的概率和程度，對已發(fā)生的裂縫及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處置、控制裂縫的發(fā)展、恢復(fù)路面功能、延長路面的使用壽命。

3.1 提高路基穩(wěn)定性及其強(qiáng)度。

公路拓寬改建工程受老路自然狀況制約，在選線上無法充分考慮地形地貌、地質(zhì)土質(zhì)的特殊情況。在確保老路堤穩(wěn)定的前提下充分考慮影響新老路基穩(wěn)定性的各種因素，重點(diǎn)應(yīng)抓好原地基處理、采取防側(cè)滑措施、控制施工速率、改良路基填料性能等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，使之能夠達(dá)到提高路基強(qiáng)度，減少路基工后沉降，進(jìn)而有效控制縱向裂縫的產(chǎn)生。

3.1.1 原地基處理。

公路拓寬工程與新建工程一樣，原地基的草皮樹根、地表松散的腐殖土要全部清理干凈，水塘路段清淤要徹底；表層軟土(厚度1m-3m)可根據(jù)施；仁季節(jié)和周圍地表水系和地下水位高低等因素，換填不同的優(yōu)質(zhì)路基填筑材料，如石灰改良土或石料含量80％以上的碎石土。地質(zhì)不良的軟土地段應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料采用有利于加快地基固結(jié)沉降的設(shè)計(jì)施工方案，有效減少工后沉降。

新濮公路2005年拓寬改造時(shí)，經(jīng)地質(zhì)觸探，發(fā)現(xiàn)個(gè)別路段存在不良地質(zhì)現(xiàn)象，軟土段的硬殼層厚一般約2m，下面軟土層厚3~4m：其含水量高(43．1％~62．1％)、孔隙比大(1．21~1．73)、高壓縮性(壓縮模量達(dá)2．41~2．84)、強(qiáng)度低(7KPa~9KPa)、軟土為中等靈敏-靈敏：根據(jù)路基填土高度和軟土的物理力學(xué)指標(biāo)，在橋頭和水塘長384m的路段采取粉體噴射攪拌樁處理，樁長平均12．5m，間距1．5m。處理后地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性明顯提高，至路面基層總沉降量達(dá)10cm且經(jīng)過觀察表明路基已穩(wěn)定，目前已通車近2年，路面未出現(xiàn)縱向裂縫。

3.1.2 路基填筑。

(1)路基填料控制。

公路拓寬工程一般是在維持交通的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)施的，原老路部分還需承擔(dān)正常的交通，雖經(jīng)部分分流，但交通量仍然比較大，且重載車輛多，工期要求比較緊。為確保工程質(zhì)量，南京地區(qū)近幾年實(shí)施的擴(kuò)建工：程，路基填料一般采用石灰改良土，效果比較好。對路堤較高、原地基容許承載力差的路段也可考慮采用輕質(zhì)路基填料(如粉煤灰)以減輕路堤白重，減少土基荷載。選用優(yōu)良的路基填料對提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性十分重要。

(2)結(jié)合部碾壓控制。

為加強(qiáng)新老路的結(jié)合，提高路基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在老路邊坡應(yīng)采用開挖多層臺階方式銜接，結(jié)合部必須碾壓到位，如大型壓實(shí)機(jī)械無法壓到邊，就要用小型振壓設(shè)備壓實(shí)，確保拓寬路基任何部位壓實(shí)度均符合要求。

(3)施工節(jié)奏控制。

土的固結(jié)隨時(shí)間的延長而逐步完成。因此路基填筑速度的控制對控制地基沉降并最終有效控制路面縱向開裂十分重要。有時(shí)根據(jù)需要，在路基填筑完工后增鋪臨時(shí)簡易路面，如泥灰碎石路面開放交通，增加路基；仁后沉降的時(shí)間，并通過行車碾壓加速工后沉降的完成。

3.1.3 路基防側(cè)滑措施。

路基土體在沉降過程中特別是高路堤段，如地質(zhì)狀況不佳，又受老路充分利用(防止塌方)的限制而不能徹底處理原地基，這時(shí)勢必使拓寬路基底部的荷載大于地基容許承載力，造成地基土發(fā)生較大的沉降，路基上在沉降過程中產(chǎn)生向外側(cè)的水平側(cè)向位移使路堤發(fā)生破壞，將路面拉裂，從而產(chǎn)生縱向裂縫：這種情況下增設(shè)重力式路堤擋墻減小路基斷面(路基自重相應(yīng)減小)或增設(shè)一定寬度的反壓護(hù)坡道提高土基承載力將有效控制路堤的側(cè)滑現(xiàn)象。南京市繞城公路建成通車后增設(shè)五百戶互通立交，建匝道處老路增寬段填土高度達(dá)6m，外側(cè)為深水塘，因路堤增設(shè)了重力式擋墻，盡管拓寬部位路面產(chǎn)生2cm~3cm工后沉降，但未出現(xiàn)將老路路面拉裂的縱向裂縫。

3.2 土工合成材料的應(yīng)用。

路基施工時(shí)在新老路銜接的臺階處設(shè)置雙向土工格柵，可有效增加新舊路基間的粘結(jié)力，減少不均勻沉降和側(cè)向位移。同樣路基頂、底基層、基層頂面在施工中除設(shè)臺階銜接外，在結(jié)合處增設(shè)土工格柵可以使新老路有效地融為一體。在近年的工程實(shí)踐中，我們采用強(qiáng)度、張拉力、柔韌性更優(yōu)的玻纖格柵在新老路縱向接縫和基層頂面新老路結(jié)合處及老路部位鋪設(shè)，有效減少了路面縱向開裂，收到了較好的效果。

3.3 路表水的防治。

老路拓寬改造工程原公路普遍質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低，路基強(qiáng)度不如新拓寬部分，在重交通和環(huán)境因素綜合作用下，路面易開裂或損壞，雨雪水滲入后不易及時(shí)排出路基，這樣會破壞路基的穩(wěn)定，加速公路裂縫的出現(xiàn)和路面損壞，在建設(shè)過程中采取相應(yīng)的排水措施可有效地防止路表水對公路的影響。主要措施為在拓寬部位路基頂部每隔一定距離(一般為20 m~50m)增設(shè)橫向碎石盲溝，與新老路結(jié)合部的縱向盲溝相連(盲溝頂部均用防水土工布覆蓋)這種措施對水泥路的拓寬尤為重要。沒中央分隔帶的公路則需在分隔帶中設(shè)防水層，在防水層上設(shè)碎石盲溝，并在縱坡低處將水引出路基，在路面與基層頂面之間應(yīng)設(shè)防水層，通常采用瀝青表處下封層(厚度一般為1cm)。

3.4 路面縱向裂縫的養(yǎng)護(hù)維修。

通車后路面出現(xiàn)縱向開裂應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處治，防止因路表水滲入路面而造成結(jié)構(gòu)層更嚴(yán)重的損壞，使路面功能得到及時(shí)恢復(fù)，并延長面層的使用壽命。

(1)加強(qiáng)觀察，裂縫出現(xiàn)后，及時(shí)用熱瀝青等灌縫材料封閉裂縫，防止雨雪水下滲。

(2)對縫寬大于4mm且已穩(wěn)定的縱向裂縫，瀝青路面則銑去原瀝青面層(寬度一般在40～50cm)，將基層頂面的裂縫進(jìn)行灌縫處理灑粘層油后恢復(fù)面層；混凝土路面則可采用條帶修補(bǔ)或更換混凝土板的方法，同瀝青路面一樣，需對基層的縱向裂縫處理后恢復(fù)混凝土面層。

(3)針對縫寬大于4 mm，并且裂縫還在繼續(xù)發(fā)展的情況，則在裂縫處開挖至基層(開挖寬度大于50mm)。將基層裂縫用熱瀝青灌縫處理后在基層表面均勻涂刷粘合劑及改性瀝青，加鋪二層至三層土工布(土工布之間需涂刷如改性瀝青等粘結(jié)材料)，土工布寬度在縫體兩側(cè)不小于15cm)，再重新鋪筑面層。對基層有明顯損壞的，或路基嚴(yán)重不穩(wěn)定的，則可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取代沿裂縫縱向開挖出的原有路面的基層、底基層．從而增加路面基層的抗裂性能，修復(fù)后可延長路面的使用期限。

4.結(jié)語

老路拓寬改造工程路面縱向裂縫的防治方法必須考慮各種因素綜合確定，宜遵循因地制宜、經(jīng)濟(jì)可行、工期合理、綜合治理的原則。

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［文章編號］1006-7619（2008）10-05-567

［作者簡介］毋麗霞（1960.3- ），女，大學(xué)本科，工程師，長期從事公路養(yǎng)護(hù)與管理工作。