淺析道路工程裂縫原因及防治

王海明

（上海永昌公路養(yǎng)護(hù)工程管理有限公司，上海市201204）

0 概述

市政道路的施工過程中以及道路建成通車后，往往會遇到各種各樣的裂縫，開裂現(xiàn)象一般集中反映在道路結(jié)構(gòu)層的開裂。即使是新建道路在通車后兩三年內(nèi)，路面出現(xiàn)裂縫也是比較常見的。無論是水泥混凝土路面，亦或是瀝青混凝土路面，幾乎沒有一條道路能在達(dá)到設(shè)計年限和設(shè)計交通量之前不進(jìn)行路面翻修的，而其中絕大多數(shù)路面改造都是由于裂縫引起。

路面裂縫產(chǎn)生源于路面面層材料或路面基層，原因主要有如下幾種：疲勞開裂、溫度變形、反射裂縫及材料、施工工藝欠缺等。裂縫表象主要為網(wǎng)裂、橫向裂縫、縱向裂縫。

其中瀝青混凝土路面裂縫大致分為幾種：縱縫、橫縫、網(wǎng)裂、龜裂。瀝青混凝土路面裂縫除了處于排管溝槽位置的較為規(guī)則，其它出現(xiàn)的裂縫一般呈不規(guī)則狀況。

水泥混凝土路面早期裂縫大都為橫向（少數(shù)略橫斜向）、板邊、板角、板中裂縫，但以板邊居多。大部分裂縫貫通整板，上下裂透，有些板開裂后至左右兩塊或三塊板，部分裂縫鋸縫前（澆筑20 h左右）就能發(fā)現(xiàn)，雖然縫很細(xì)微，有的并不貫穿整個塊板，但大多數(shù)縫是在鋸縫后才出現(xiàn)，并且大部分相當(dāng)明顯，并貫穿整塊板，有些縫是斜著貫穿混凝土板。經(jīng)過工程實踐觀察，切縫后出現(xiàn)的裂縫在切縫前實際已經(jīng)形成，一般并未引起重視，主要是因為初期縫非常細(xì)微，不容易被發(fā)現(xiàn)。

從路面裂縫對道路的影響看，初期是影響美觀，對道路結(jié)構(gòu)性能的影響較小，但是隨著時間的推移，路表水通過瀝青混凝土表面裂縫，在行車動水壓力的作用下，不斷滲入道路結(jié)構(gòu)中的基層、墊層，甚至滲入路基、路堤，導(dǎo)致土基軟濕，水損害逐漸積累，最終影響道路結(jié)構(gòu)層，降低道路的承載力，并引起不均勻沉降，降低路面平整度，降低道路的使用性能。

本文主要從設(shè)計、施工、材料角度對裂縫產(chǎn)生進(jìn)行分析，并提出一些防治辦法。

1 裂縫原因及防治

對于道路工程中出現(xiàn)的裂縫，究其原因，大致有幾個方面。

1.1 設(shè)計

由于道路工程在力學(xué)計算上本身就是一個超靜定結(jié)構(gòu)，對道路結(jié)構(gòu)層的選擇基于類似與經(jīng)驗值的計算及推測基礎(chǔ)。另外，由于交通流量的不可預(yù)測性，往往在道路建成后，流量增長迅速，而在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中軸載取值偏低，與道路運營后的實際情況不符，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層取值不能符合實際的運營條件。既然力學(xué)分析的方法并不能完全給我們提供準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)層，我們是否可以將視線轉(zhuǎn)向統(tǒng)計學(xué)，利用我國現(xiàn)有的道路網(wǎng)絡(luò)，收集大量數(shù)據(jù)建立不同結(jié)構(gòu)層在不同地質(zhì)水文情況下的使用情況庫，利用電腦進(jìn)行統(tǒng)計分析確定合理結(jié)構(gòu)層，合理的結(jié)構(gòu)層可避免道路設(shè)計中盲目求厚、求強的觀念，有著可觀的經(jīng)濟性，并且對防止裂縫產(chǎn)生、延長道路壽命有著比較現(xiàn)實的意義。

另外，近年來對水泥混凝土的改造工程越來越多。這類工程一般通過路面彎沉檢測和病害調(diào)查分析，針對現(xiàn)狀水泥混凝土路面整體情況較好的情況，設(shè)計對老路混凝土路面利用并采取“白加黑”措施。當(dāng)然利用現(xiàn)狀混凝土路面，補強處理后加罩瀝青混凝土路面具有節(jié)約工程投資、縮短工期、有利于施工期間交通組織、有利于環(huán)保等優(yōu)勢。但是僅僅通過彎沉檢測手段仍然較為單一，并不能全面反映基層和路基的現(xiàn)實運行狀況。道路建成后2～5 a內(nèi)發(fā)現(xiàn)反射裂縫的情況也較為普遍，這說明我們在“白加黑”的設(shè)計方面仍沒有取得更為合理的技術(shù)處理措施。

1.2 施工

下面就幾種施工過程中常見的、容易產(chǎn)生裂縫的典型狀況進(jìn)行分析。

（1）窨井四周出現(xiàn)的裂縫

不同的構(gòu)筑物之間一般都會產(chǎn)生不均勻沉降，無論瀝青混凝土路面還是水泥混凝土路面，窨井四周總會出現(xiàn)差異沉降和表面裂縫。施工過程中往往會忽視這一點。

在施工過程中，只有對窨井四周進(jìn)行嚴(yán)格的分層夯實，方可減少、延緩裂縫的出現(xiàn)。

（2）橋頭搭板裂縫

由于橋頭搭板多為高填土，自重較大，橋頭不均勻沉降引起搭板變形，搭板的各種接縫往往會反射到路面上。

在施工中可采用玻璃格柵、土工布（單面燒毛）覆蓋，寬度可控制在接縫每邊不少于1 m。該方法曾在上海市浦東新區(qū)某些工程中使用，效果較好。

（3）溝槽及過路管線開挖引起的裂縫

由于市政道路管線眾多，深溝槽的雨污水管道需要敷設(shè)，淺溝槽的雨水連管、上水、煤氣、通訊、電纜等管道需要同步實施，因此施工過程中對原狀土、道路結(jié)構(gòu)層（尤其是二灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石等基層）的開挖是很常見的，不能妥善處理溝槽回填以及基層開挖對基層整體性的影響，會引起工后的路面裂縫。

對于雨、污水管道等較深的溝槽處理，施工中必須按設(shè)計要求進(jìn)行處理，溝槽回填土必須達(dá)到設(shè)計壓實要求；對于開挖較淺的公用管線溝槽，溝槽開挖后不僅要挖成臺階形，還要特別注意回填材料的壓實度；另外，基層可以采用素混凝土回填，但要注意原基層和素混凝土基層的接縫處理，可采用臺階形處理方式（底窄上寬），可最好鋪設(shè)土工格柵等防裂縫措施，以減少工后的反射裂縫。

（4）注意高溫季節(jié)的施工

高溫季節(jié)的施工是造成早期裂縫的另一個重要因素。

在陽光曬和干熱風(fēng)的影響下，砂、石材料的溫度可高達(dá)60℃～70℃，拌出來的混凝土的溫度相當(dāng)高，甚至可達(dá)40℃左右。溫度高，水泥水化反應(yīng)加快，混凝土凝結(jié)硬化快，和易性降低，操作困難，易造成蜂窩、麻面，降低密實度；水分蒸發(fā)快，表面易干燥，養(yǎng)護(hù)不易充分，造成強度降低，增加了出現(xiàn)干縮裂縫的可能性。原本溫度就比較高的混凝土拌和攤鋪成型后，在太陽光的輻射下，溫度迅速上升（尤其是表面部分）造成“假凝”或過早凝結(jié)產(chǎn)生裂縫。

夏季施工時應(yīng)注意以下兩點：

一是可考慮搭設(shè)遮陰涼棚防止日曬及突然遭雷雨的襲擊。一方面可使?jié)穹B(yǎng)生保證一定的濕水狀態(tài)；另一方面可采用薄膜養(yǎng)生，可防止在混凝土板中產(chǎn)生太大溫度梯度而致開裂。

二是適當(dāng)增加混凝土拌和的單位用水量，以保證混凝土的和易性。另外采用摻加緩凝劑的辦法也比較好，它能減少用水量和水泥用量，還可提高混凝土的強度，大大有利施工操作。

要在整體上把握道路工程的施工質(zhì)量，防止裂縫出現(xiàn)，關(guān)鍵還是要有足夠的工期，把握好施工節(jié)奏，尤其是填方道路，最好在較快時間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)層施工，保證在面層施工前道路有足夠的穩(wěn)定時間。

（5）設(shè)置防水層

由于瀝青混凝土本身一定存在孔隙，雨水難免會滲入到瀝青混凝土中去，為了防止水滲入，在基層上設(shè)置了一層改性瀝青粘結(jié)層，該層材料除了具有連接水泥板塊和瀝青混凝土、減緩反射裂縫出現(xiàn)的作用外，還是一層防水層。

（6）防止水滲入，在老板塊滿鋪加筋防滲膜

在“白加黑”工程中，雖然原混凝土板縫都進(jìn)行了重新處理，但為了能更好地防止水進(jìn)入，在處理好的原混凝土板上滿鋪加筋防滲膜。加筋防滲膜屬于新產(chǎn)品，在具備防滲功能的同時，兼有一定的抗拉強度，且通過噴油處理后，能與老路混凝土板塊良好粘結(jié)，目前正在被逐步推廣使用。

1.3 施工材料

首先要把好原材料的質(zhì)量關(guān)，杜絕水泥安定性試驗的現(xiàn)場漏檢和不同批次水泥的混用現(xiàn)象；對砂、石料、三渣等要嚴(yán)格驗收，做到不合格的原材料不進(jìn)場、不施工。嚴(yán)格按質(zhì)量操作規(guī)程施工。

例如在以往的道路三渣施工中，采用的是大三渣，后采用小三渣（級配三渣），三渣層平整度更容易控制，整體性增強了，在三渣施工中掌握好三渣的活性氧化鈣的含量（大于30%以上）及其含水量的控制是三渣板結(jié)與防止縮裂的關(guān)鍵。

為了減少瀝青混凝土產(chǎn)生水破壞損壞，首先要減少和防止水滲入到瀝青混凝土中。目前正在推廣應(yīng)用的是改性瀝青SMA，主要采用了斷級配的設(shè)計方法，并在優(yōu)質(zhì)瀝青中加入了SBS改性劑、木質(zhì)素纖維等形成瀝青瑪蹄脂，這種材料有著較好的抗高溫軟化性能（可達(dá)60℃以上），在低溫時延展度可達(dá)普通瀝青的5倍以上。改性瀝青SMA技術(shù)的使用，大大延緩了反射裂縫的出現(xiàn)，解決了密實度與粗糙度的矛盾，提高了道路的使用壽命及行車舒適度。SMA-13的孔隙率采用3%～4%，能有效防止水滲入瀝青混凝土。對SMA施工的要求是：（1）盡可能在瀝青混合料中摻夾抗剝落劑，提高瀝青和石料之間的粘結(jié)性，提高其抗剝落能力，是瀝青混凝土防止水害的重要措施之一。（2）提高壓實度，施工時要求采用壓實度和孔隙率雙控，上面層壓實度98%，現(xiàn)場孔隙率不大于6%。

2 結(jié)論

總之，道路路面裂縫是個綜合性的復(fù)雜問題，幾乎每一個路面工程的施工都會遇到，如何使裂縫的出現(xiàn)率降低，這是每一個工程技術(shù)管理人員面臨的現(xiàn)實問題，也是一個亟待解決的問題。