公路改扩建工程纵向开裂及防治对策

杨东薇

摘 要：在我国初期设计标准下，存在公路路面宽度不足现象，为满足当前日益增长的交通量需求，应在改扩建工程中进行原路基加宽施工。新建扩建工程通车运营一段时间后，沿路线方向的新旧路基之间极易出现纵向裂缝问题，作为一种修复难度较大的路面病害问题，必须在充分了解纵向开裂原因的基础上，才能采取科学、有效的防治措施予以处理。

关键词：改扩建工程；纵向开裂；防治措施

中图分类号：U416 文献标志码：A

1 工程状况调查

某公路改扩建工程总长度为132.858km，起止桩号为K0+000～K132+858，自通车运营以来，因交通量持续增多及自然因素的影响，路面病害问题较为严重，如裂缝、松散、坑槽等。其中最为严重的为纵向开裂问题。由开裂情况可见，纵向开裂或连续或在切缝位置错开、间断或分叉。纵向裂缝宽度最大在5mm以上，灌缝料大多出现跑散等现象。因本工程是在一期工程基础上拓宽路基建成，因路基不均匀固结压缩变形或新老路基不均匀沉降，都会严重影响路面支承情况，进而导致路面纵向开裂现象产生。同时，按照调查显示，本路段路面板下具有较为严重的脱空现象，在路面板面积中板下脱空面积最高可达到50%左右，局部路段甚至在50%以上。基层表面冲刷现象较为显著，深40mm左右。板下严重脱空路段符合前期纵向开裂路段调查情况，由此可见，纵向开裂问题极易存在于板下脱空路段。

2公路改扩建工程纵向开裂原因

2.1 设计与施工方面

强度与路面板厚度是路面设计的重要要素。按照调查显示，本工程弯拉强度、板厚均与设计要求相符。但以当前运行情况分析，设计时对交通量增长估算并不准确，这也是路面板设计时厚度不足的直接原因。据大量实践证明，于荷载应力、温度应力而言，路面板板厚影响较大，在不断增加厚度的同时，将逐步减小临界荷位处的荷载应力与温度应力，相比温度应力，荷载应力下降幅度较大。为此，必须保证路面板厚度准确，才能提高路面板强度。

同时，因本工程为拓宽工程，在加宽设计时，往往需要挖除加宽侧老路边坡，也可能设置台阶，施工过程中如无边坡支护，挖除边坡的过程中极易产生临空面，如在垂直临空面旧路路堤行车，旧路堤极易出现侧向位移、坍塌现象。除此之外，新路堤施工中，对旧路堤来讲，新路堤荷载也会对其造成新附加不均匀沉降。

2.2 交通环境及自然气候条件方面

（1）交通环境方面。本工程所占位置较为重要，重载车辆较多，交通流量多。在经济利益作用下，存在较为严重的超载问题，尤其是大型特重运输车辆较多，进一步加剧了路面被破坏的速度，大大缩短了路面使用寿命，导致路面使用性能快速减退，进而造成严重经济损失。

（2）自然气候条件方面。于本工程来讲，雨水也会对其造成严重破坏。该路面结构内部排水系统并不完善，仅利用路面排水，无法及时彻底地排除雨水，如出现积水问题，雨水极易从接缝、裂缝等位置滲到路面结构内容，进而冲刷基层，导致板下脱空，影响路面板基本支承。加之车辆荷载等因素影响，进而产生纵向开裂问题。

2.3 养护管理方面

导致路面早期损坏的直接原因为超载问题，但针对该原因，管理部门重视程度不足，没有及时选取行之有效的措施控制超载车辆通行，管制政策、制度较为滞后。除此之外，因对混凝土病害发生、发展因素及规律认识不到位，导致养护措施不正确，仅仅只限于哪坏修哪，无法由病害的根本原因出发，彻底处理问题，导致修补速度远远落后于路面损坏速度，这都是导致路面损坏的重要原因。

3 公路改扩建工程纵向开裂防治措施

3.1 路面内部排水系统的设置

第一，排水基层。根据路面结构需求合理选取排水基层混合料，如开级配碎石粒料等。此类混合料应具有良好透水性，达到排水需求，根据要求可在300m/d以上控制室内渗透系数。除此之外，为满足车辆荷载需求，还需具备较高稳定性。如路面结构具有较高要求，可选取沥青等材料。在综合考虑排水量、混合料透水性的前提下，合理确定排水层厚度。一般可选用薄度较小（0.1m）的排水层。

第二，隔离层。将不透水隔离层设置到排水基层下方。可有效隔开排水基层和下卧层，防止上下层材料混杂。同时还可构成不透水屏障，保证下渗自由水横向向路基坡面、边缘排水沟流入。一般选用不透水密级级配粒料作为隔离层材料，要求在0.1m以上控制粒料隔离层厚度。

第三，纵向排水沟及排水管。相比排水基底底面，埋设排水沟的深度必须确保沟内排水管管顶低于其0.05m，确保管底基础厚度在0.05m以上。无需改变排水沟深度，确保沟底和路面纵坡一致。应保证排水沟底面宽度最小值也能便于施工。要求将大于排水基层的开级配粒料回填于排水沟内，并将隔离层设置到回填料底面与两侧位置，避免排水沟内由附近细料落入。

一般选取带孔PVC或HDPE塑料管作为排水管材。且在每延米42㎡以上控制孔口整体面积，根据排水需求，通过水力进行排水管直径的准确计算，一般以0.15m为准，以此为检查、养护提供便利。

第四，横向出水管及端墙。出水口需顺着纵向排水沟、管相隔一定距离合理安设，排水管内的水可利用横向出水管向边沟、雨水井内排入。通常在40m～60m控制出水口间距，也应将出水口设置到凹形竖曲线底部、桥台前等位置。根据设计要求，可在排水管上游起端、下游终端分别安设横向通气管及横向出水管。并将一根通气管与一根出水管布设到中间段出水口的上、下游侧，随后选用90°弯管（半径0.3m以下）连接排水管与出水管、通气管端头。在路缘石下设置排水沟，排水管出水口可连接雨水井进水口。

3.2 提高基层抗冲刷能力的措施

（1）半刚性基层材料级配良好

基层材料细集料含量的多少对路面基层表面耐冲刷程度影响较大。在水泥稳定粒料基层施工中，必须根据相关施工要求，确定粒料级配的范围，需在5%以内控制集料0.075mm以下颗粒含量。如选用石灰粉煤灰粒料基层，需控制混合料粒料比例范围在 80%～85%，且保证粒料级配良好。

（2）沥青封层

沥青混凝土路面通常选用沥青封层，主要用于层间粘结。在水泥混凝土路面选用沥青封层，可保证沥青封层具有良好密实度，不会出现透水情况，进而避免基层被水浸湿，防止底板脱空或破坏水泥混凝土路面板。为此，通过沥青封层设置，可对基层进行有效保护，可保证路面板支撑良好，进而延长路面使用寿命。除此之外，沥青封层设置可减小面板和基层之间的摩擦，降低混凝土板拉应力，防治断板发生。在半刚性基层表面，可进行热沥青喷洒，进行滑动封闭层设置，一般可选用石屑、粗砂等材料喷洒，用量为2m?～3m?/100m2，随后轻型碾压，也可进行乳化沥青透层等设置，要求在0.1m以上控制沥青封层厚度。

3.3 加铺Φ6mm冷轧带肋钢筋焊接网并增设缩缝传力杆

为达到良好施工效果，可将一层冷轧带肋钢筋焊接网铺设到面层板下1/3位置，其直径为6mm，尺寸为150mm×150mm。如图1所示。并将带肋增强钢筋加设到路面板两侧边缘，数量为3根，直径为12mm或14mm，同时将传力杆假缝设置到横向缩缝位置。

图1 冷轧带肋钢筋焊接网布设示意图

通过传力杆的设置，可达到路面缩缝传荷能力提升的目的，并能对基层和路面板受力情况进行改善。选用冷轧带肋钢筋网能够有效防止路面裂缝产生，同时在路面板断裂情况下，也可抑制断板位移，保证路面受力整体状况良好。具体施工工序如下：

（1）施工准备

各项材料运送至施工场地后，可将液体沥青涂抹到传力杆一段，随后用“U”形钢筋固定，并标注到切缝位置。根据横向缩缝位置在基层表面进行传力杆支架位置的确定，随后按照纵缝位置进行拉杆支架位置的确定，并进行固定点标注及打孔。

（2）拉杆支架安装

以两块板作为路面一次摊铺宽度，需在板板间与板、硬路肩间分别设置拉杆横向位置。可利用摊铺机将板、硬路肩间的拉杆打入，通过预制支架进行板、板之间拉杆的安装。

（3）传力杆支架安装及钢筋网铺设

合理配置施工人员，完成布料、整平及铺设钢筋网工作，同时安装好传力杆与拉杆支架。通过人工+机械的方式同时完成第一层混凝土摊铺工作，17cm为摊铺厚度。

（4）第二层混凝土摊铺及成型

8cm为第二层混凝土摊铺厚度，并通过人工+机械的方式完成布料施工。该过程应保证传力杆与钢筋网位置正确无误，成型时可选用滑模摊铺机。

结语

综上所述，伴随社会经济的高速发展，交通量越来越大，为满足当前交通运输需求，必须加大公路改扩建工程建设力度。但在已通车的拓宽工程新旧路基之间普遍存在纵向开裂现象，且基本上都在通车一两年后产生并快速发展。纵向裂缝最长可超过100m，虽及时修补养护，但裂缝仍在持续扩大，这样不仅会影响行车安全，还会大幅增加养护维修成本，同时将严重影响路面使用性能，降低路面使用寿命。为此，必须详细调查纵向开裂损坏情况，找出其主要影响因素，并有针对性地提出合理的防治技术措施，以此改善路面使用性能，提高道路运营质量服务水平，这对公路工程建设事业发展具有现实意义。

參考文献

[1]苏德俊，詹勇.山区公路改扩建工程道路纵向开裂原因分析及防治[J].交通科技，2009（1）：58.

[2]章宇彬，庞旗旗.探讨拓宽公路工程路面纵向开裂原因及防治[J]. 福建质量管理，2016（4）：125.

[3]郭重阳.探讨拓宽公路工程路面纵向开裂原因及防治[J].四川建材，2013（4）：79-80.

[4]陈小磊.探讨高速公路路面裂缝的养护措施与施工技术[J].四川水泥，2015（6）：147.