市政道路裂縫成因及處治對策分析

趙琳 雷甲 馬慶偉

(1.寶雞市公路建設局，陜西寶雞 721000;2.陜西省交通建設集團公司，陜西 西安 710075;3.西安公路研究院，陜西 西安 710065)

2014年年初寶雞市某市政道路路面出現較多裂縫，為了對現有裂縫成因進行查找并進行有效的處治，2015年4月18日～19日對該項目裂縫的分布情況進行了調查分析。

1 路面裂縫分布規(guī)律調查

1.1 項目概況

該項目按城市主干路Ⅰ級標準建設，設計行車速度60km/h，路基寬度67 m，行車道寬度23.5 m，6 m中間分隔帶向兩邊依次為11.75 m(雙向六車道)行車道，2.5 m 兩側分隔帶，3.75 m 慢車道，4.5 m非機動車道，5.0 m人行道，3.0 m綠化帶。路基路面所用結構與材料見表1。

表1 本項目路基路面結構與材料表

1.2 裂縫分布規(guī)律調查

通過對現有裂縫資料的收集和整理，詳細調查了裂縫出現的樁號、長度、寬度、間距。通過裂縫分布規(guī)律的調查分析可知，目前塬上段裂縫形式主要是橫向裂縫，與行車方向基本垂直，路面左右幅均出現不同數量的裂縫，為10 m～20 m，共391條，其中兩側慢車道居多。根據施工時間對比發(fā)現，同車道的底基層和基層的施工間隔在0 d～60 d之間，以0 d～2 d之間居多。同車道的上路床和基層之間的施工間隔在15 d～300 d之間，以60 d～180 d之間居多。

通過裂縫位置及長寬調查情況可知，裂縫呈細長狀，裂縫寬度為0.1mm～2mm不等，長度為2 m～11.75 m不等，無伴隨支縫現象，見圖1。

1.3 裂縫深度和層位調查

為了進一步掌握路面裂縫的發(fā)展深度及層位，我們選取了3處有代表性的裂縫位置進行了路面取芯及挖探試驗，3處位置分別是:1)K8+428右幅主車道靠左側路緣石位置;2)K8+421右幅慢車道靠左側路緣石位置;3)K10+368右幅主車道靠左側路緣石位置。其中K8+428右幅主車道和K10+368右幅主車道均采用路面取芯+挖探相結合的方式，K8+421右幅慢車道采用路面取芯方式。

圖1 橫向裂縫

從取芯情況來看，裂縫已貫穿路面面層、基層和底基層，見圖2，圖3。基層和底基層芯樣厚度在20cm～25cm之間。

圖2 K8+428處面層+基層芯樣

圖3 K8+428處底基層芯樣

隨后對K10+368和K8+428這兩處進行了挖探，其中K10+368處挖至底基層頂面，發(fā)現裂縫已貫穿至底基層。

K8+428處挖至路床頂面，發(fā)現裂縫已貫穿至路床頂面，而且在路床和底基層結合位置有層間水滲出。

1.4 試驗及檢測資料調查

對施工單位及檢測單位在路基處理、基層和底基層方面的試驗和抽檢資料進行了查閱分析，并對路基、基層和底基層各結構層的施工工藝進行了分析。

2 路面裂縫成因分析

根據前期對本項目裂縫分布規(guī)律的調查、芯樣和挖探的情況分析，本項目裂縫成因如下:1)本項目所在地2014年氣候異常，夏季持續(xù)高溫干旱(其中6月～8月日最高氣溫在35℃以上的天數超過40 d)，而秋季氣溫驟降并且連續(xù)降雨(尤其9月份持續(xù)降雨達十余天)，且塬上常年刮風且風力較大。2)在外界氣溫急劇變化的過程中，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。當收縮產生的拉應力超過混合料的抗拉強度時，瀝青面層就會開裂。而由于行車道路面寬度有限，收縮受路面結構的相互約束小，所以形成了橫向溫縮裂縫。而另一方面，連續(xù)低溫降雨天氣使二灰穩(wěn)定碎石長期處于低溫狀態(tài)，且雨水從面層裂縫位置不斷下滲使得二灰穩(wěn)定碎石基層和底基層含水量驟增，其內部毛細水通過擴張和毛管壓力作用使二灰穩(wěn)定碎石產生了極大的收縮影響，繼而出現了溫縮裂縫。

3 路面裂縫處治對策

對于縫寬小于5mm的裂縫，建議采取以下工藝處治:首先用空壓機將開槽后的裂縫中的灰塵雜物及周邊松動的物體清除干凈，保持裂縫的清潔和干燥;其次采用特制的長嘴壺將SBR改性乳化瀝青(乳化瀝青含量應在60%以上)灌入裂縫中，澆灌2遍～3遍;最后在裂縫表面采用抗裂貼處理表面裂縫，工藝為:1)根據路面裂縫的寬度選擇所用抗裂貼的規(guī)格;2)將抗裂貼背面的隔離紙張揭去，無粘性物面朝上，以裂縫為中心線將抗裂貼平整地貼在路面上。氣溫低于0℃時需先刷膠或者火烤，再粘貼;3)如遇不規(guī)則的裂縫，可用裁紙刀或剪刀將抗裂貼切斷，按裂縫的走向跟蹤粘貼。但在抗裂貼與抗裂貼的結合處，要形成50mm～60mm的重疊;4)用滾筒用力碾壓，將抗裂貼熨貼至地面，以確保抗裂貼同路面結合成為一體，不能有氣泡、皺褶。

對于縫寬不小于5mm的裂縫，建議采取以下工藝處治:首先用空壓機將裂縫中的灰塵雜物及周邊松動的物體清除干凈，保持裂縫的清潔和干燥;其次用熱風槍對裂縫位置進行烘干，保持烘烤試件約為3 s～4 s，使裂縫處溫度達到110℃～120℃;再用灌縫機或普通鐵壺將熱瀝青(瀝青加熱至150℃以上)順著裂縫表面澆灌2遍～3遍;最后在瀝青冷卻前，沿裂縫表面均勻的撒上一層直徑2mm～5mm干凈的石屑或粗砂(石屑或粗砂應事先用小火慢烘的方式加熱至100℃～120℃)，撒后略加夯實，使石屑或粗砂嵌入瀝青中。注意控制灌入熱瀝青的高度。如在氣溫相對較高的季節(jié)，熱瀝青灌入高度應該略高于路面(高出0.5mm～1mm);氣溫低的季節(jié)，膠體應該略低于路面(0.5mm～1mm)。當采用改性乳化瀝青直至灌縫材料與路面平齊為止。

4 結語

通過本文研究，得出以下結論:1)高溫天氣和低溫天氣的持續(xù)作用下，路面材料會產生急劇收縮，進而出現裂縫，這是本項目出現橫向裂縫一大誘因。2)連續(xù)低溫降雨天氣會使路面基層長期處于低溫狀態(tài)，且雨水從面層裂縫位置不斷下滲使得基層和底基層含水量驟增，在毛細水作用下會使基層出現收縮，繼而出現溫縮裂縫，這是本項目出現橫向裂縫的另一大誘因。3)對于縫寬小于5mm的裂縫應采用灌注乳化瀝青+抗裂貼的方式處治;對于縫寬不小于5mm的裂縫應采用灌注熱瀝青+撒布石屑的方式處治。

［1］JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范［S］.

［2］沈金安，李福普.SMA路面設計與鋪筑［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［3］沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京:人民交通出版社，2001.