黄壁庄水库坝顶路裂缝成因分析及处理

□杨竹林 王攀峰

黄壁庄水库坝顶路裂缝成因分析及处理

□杨竹林 王攀峰

黄壁庄水库坝顶路面为2cm细粒式沥青混凝土、+4cm中粒式沥青混凝土、基层为20cm厚石灰稳定土，坝顶路使用期间出现大量横向裂缝、少量纵向裂缝，本文分析坝顶路裂缝的成因，并提出处理措施。

半刚性基层；裂缝；沥青路面

黄壁庄水库位于石家庄鹿泉区黄壁庄镇附近的滹沱河干流上，是滹沱河中下游重要的、控制性的大（Ⅰ）型水利枢纽工程。水库坝顶路长6814m，宽6.0m，路面为2cm细粒式沥青混凝土+ 4cm中粒式沥青混凝土，基层采用20cm厚石灰稳定土。

1.基本情况

黄壁庄水库坝顶路于2004年4月建成，2005年开始出现裂缝。起初裂缝较少，宽度较小，随着时间推移，裂缝逐渐变多、变宽。目前路面存在大量横向贯穿裂缝，少量纵向裂缝、网裂和坑槽，横缝间距约2.5m，裂缝宽度约5～20mm。水库管理部门每年对裂缝用沥青进行灌堵，但第二年仍在原缝处裂开。

2.裂逢成因

沥青路面产生裂缝的成因主要有两种：一是荷载产生的裂缝，主要是路面结构在车辆荷载作用下产生的裂缝。二是非荷载作用产生的裂缝，主要是温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。根据已有的研究资料表明：半刚性路基沥青路面裂缝大多为反射性裂缝，为非荷载作用产生的裂缝，由温度引起。反射性裂缝是由于半刚性基层在温度梯度和湿度变化下产生收缩开裂，一般是基层材料首先开裂，而后裂缝沿开裂向上方反射到沥青面层而形成的裂缝。

黄壁庄水库坝顶路为水库运营巡视道路，交通量很小，几乎没有重型车辆，路面未现顺道路向车辙压痕，所以裂缝为荷载型裂缝的可能性不大。从路面结构来看，坝顶路基层20cm厚石灰稳定土，为半刚性基层，温度收缩系数大、水稳性和冰冻性均较差，因此分析坝顶路为温度收缩引起的反射性裂缝。分析坝顶路裂缝严重的原因如下：

石灰稳定土半刚性基层温度收缩系数大，易产生收缩裂缝，引起沥青路面的反射性裂缝。

石灰稳定土基层透水性差，水从裂缝进入基层后不能迅速排除，冻胀、车荷载、沥青面层薄等原因使裂缝进一步加大。

3.处理措施

对沥青路面因半刚性基层产生的反射裂缝，处理措施一般有以下几种。

采用骨架密实型半刚性基层，控制细料含量。水泥稳定碎石半刚性基层和石灰稳定土半刚性基层相比，能够有效减少沥青面层的反射性裂缝。

在半刚性基层上增设15cm级配碎石等柔性基层。柔性基层能够充分吸收半刚性基层由于温度作用产生的反射裂缝，阻止的反射性裂缝向上传递到路面面层。

在半刚性基层上设置应力吸收层，吸收半刚性基层的温度应力，阻止反射性裂缝发展。

4.处理方案

黄壁庄水库坝顶高程是根据水库防洪标准而定，坝顶高程受到严格限制。如果在原路面上新做水泥稳定碎石骨架密实型半刚性基层或级配碎石等柔性基层并加铺沥青路面，会很好的解决坝顶路裂缝问题，但会将坝顶高程抬高约25cm；若将原面层和基层挖出、降低坝顶高程后，新做水泥稳定碎石骨架密实型半刚性基层或级配碎石等柔性基层并加铺沥青路面，则会形成大量建筑垃圾，而工程区内没有合适弃渣场地。因此无论是直接新做、还是挖出旧路后新做骨架密实性半刚性基层或柔性基层方案均不适合坝顶路裂缝处理，而增设一薄层应力吸收层较为合适。

黄壁庄水库坝顶路裂缝处理方案为：将原沥青混凝土路面铣刨2cm，用70号道路石油沥青缝灌缝处理，撒布透层油，做5cm厚中粒式改性沥青碎石应力吸收层。撒布粘层油，最后做3cm厚细粒式改性沥青混凝土面层。

路面铣刨：使用专门的路面铣刨机进行铣刨、严格控制铣刨深度。采用配备钢丝刷的清扫设备结合高压空气吹风机进行清扫，将发生松散、破碎的层位彻底清除，避免出现“软夹层”等薄弱层。

灌缝：灌缝材料采用70号道路石油沥青。将缝内杂物和已松动的裂缝边缘用钢丝刷清理干净，用高压吹风机吹干缝内水分和尘土，将石油沥青灌入缝内。灌入深度约为缝深的2/3，填入干净的石屑或粗砂，并捣实。对于少量的路面网裂和坑槽，需进行清除，若基层已松散破坏，则将破坏的基层一并清除，然后用沥青混合料进行修补。

应力吸收层：改性半开级配沥青碎石应力吸收层由等粒径碎石和改性沥青按照一定比例混合而成，孔隙率6%～10%。应力吸收层可将路面行车荷载均匀传递到基层，提高了路面承载力；同时改性沥青混合料具有良好的力学性能和抗疲劳性能，可减少路面应力集中现象，有效抵抗基层裂缝向上反射，减少沥青路面反射裂缝的发生，延长道路使用寿命。□

2016-05-06

杨竹林，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。

王攀峰，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。