市政道路裂缝成因及处治对策分析

赵琳 雷甲 马庆伟

(1.宝鸡市公路建设局，陕西宝鸡 721000;2.陕西省交通建设集团公司，陕西 西安 710075;3.西安公路研究院，陕西 西安 710065)

2014年年初宝鸡市某市政道路路面出现较多裂缝，为了对现有裂缝成因进行查找并进行有效的处治，2015年4月18日～19日对该项目裂缝的分布情况进行了调查分析。

1 路面裂缝分布规律调查

1.1 项目概况

该项目按城市主干路Ⅰ级标准建设，设计行车速度60km/h，路基宽度67 m，行车道宽度23.5 m，6 m中间分隔带向两边依次为11.75 m(双向六车道)行车道，2.5 m 两侧分隔带，3.75 m 慢车道，4.5 m非机动车道，5.0 m人行道，3.0 m绿化带。路基路面所用结构与材料见表1。

表1 本项目路基路面结构与材料表

1.2 裂缝分布规律调查

通过对现有裂缝资料的收集和整理，详细调查了裂缝出现的桩号、长度、宽度、间距。通过裂缝分布规律的调查分析可知，目前塬上段裂缝形式主要是横向裂缝，与行车方向基本垂直，路面左右幅均出现不同数量的裂缝，为10 m～20 m，共391条，其中两侧慢车道居多。根据施工时间对比发现，同车道的底基层和基层的施工间隔在0 d～60 d之间，以0 d～2 d之间居多。同车道的上路床和基层之间的施工间隔在15 d～300 d之间，以60 d～180 d之间居多。

通过裂缝位置及长宽调查情况可知，裂缝呈细长状，裂缝宽度为0.1mm～2mm不等，长度为2 m～11.75 m不等，无伴随支缝现象，见图1。

1.3 裂缝深度和层位调查

为了进一步掌握路面裂缝的发展深度及层位，我们选取了3处有代表性的裂缝位置进行了路面取芯及挖探试验，3处位置分别是:1)K8+428右幅主车道靠左侧路缘石位置;2)K8+421右幅慢车道靠左侧路缘石位置;3)K10+368右幅主车道靠左侧路缘石位置。其中K8+428右幅主车道和K10+368右幅主车道均采用路面取芯+挖探相结合的方式，K8+421右幅慢车道采用路面取芯方式。

图1 横向裂缝

从取芯情况来看，裂缝已贯穿路面面层、基层和底基层，见图2，图3。基层和底基层芯样厚度在20cm～25cm之间。

图2 K8+428处面层+基层芯样

图3 K8+428处底基层芯样

随后对K10+368和K8+428这两处进行了挖探，其中K10+368处挖至底基层顶面，发现裂缝已贯穿至底基层。

K8+428处挖至路床顶面，发现裂缝已贯穿至路床顶面，而且在路床和底基层结合位置有层间水渗出。

1.4 试验及检测资料调查

对施工单位及检测单位在路基处理、基层和底基层方面的试验和抽检资料进行了查阅分析，并对路基、基层和底基层各结构层的施工工艺进行了分析。

2 路面裂缝成因分析

根据前期对本项目裂缝分布规律的调查、芯样和挖探的情况分析，本项目裂缝成因如下:1)本项目所在地2014年气候异常，夏季持续高温干旱(其中6月～8月日最高气温在35℃以上的天数超过40 d)，而秋季气温骤降并且连续降雨(尤其9月份持续降雨达十余天)，且塬上常年刮风且风力较大。2)在外界气温急剧变化的过程中，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。当收缩产生的拉应力超过混合料的抗拉强度时，沥青面层就会开裂。而由于行车道路面宽度有限，收缩受路面结构的相互约束小，所以形成了横向温缩裂缝。而另一方面，连续低温降雨天气使二灰稳定碎石长期处于低温状态，且雨水从面层裂缝位置不断下渗使得二灰稳定碎石基层和底基层含水量骤增，其内部毛细水通过扩张和毛管压力作用使二灰稳定碎石产生了极大的收缩影响，继而出现了温缩裂缝。

3 路面裂缝处治对策

对于缝宽小于5mm的裂缝，建议采取以下工艺处治:首先用空压机将开槽后的裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净，保持裂缝的清洁和干燥;其次采用特制的长嘴壶将SBR改性乳化沥青(乳化沥青含量应在60%以上)灌入裂缝中，浇灌2遍～3遍;最后在裂缝表面采用抗裂贴处理表面裂缝，工艺为:1)根据路面裂缝的宽度选择所用抗裂贴的规格;2)将抗裂贴背面的隔离纸张揭去，无粘性物面朝上，以裂缝为中心线将抗裂贴平整地贴在路面上。气温低于0℃时需先刷胶或者火烤，再粘贴;3)如遇不规则的裂缝，可用裁纸刀或剪刀将抗裂贴切断，按裂缝的走向跟踪粘贴。但在抗裂贴与抗裂贴的结合处，要形成50mm～60mm的重叠;4)用滚筒用力碾压，将抗裂贴熨贴至地面，以确保抗裂贴同路面结合成为一体，不能有气泡、皱褶。

对于缝宽不小于5mm的裂缝，建议采取以下工艺处治:首先用空压机将裂缝中的灰尘杂物及周边松动的物体清除干净，保持裂缝的清洁和干燥;其次用热风枪对裂缝位置进行烘干，保持烘烤试件约为3 s～4 s，使裂缝处温度达到110℃～120℃;再用灌缝机或普通铁壶将热沥青(沥青加热至150℃以上)顺着裂缝表面浇灌2遍～3遍;最后在沥青冷却前，沿裂缝表面均匀的撒上一层直径2mm～5mm干净的石屑或粗砂(石屑或粗砂应事先用小火慢烘的方式加热至100℃～120℃)，撒后略加夯实，使石屑或粗砂嵌入沥青中。注意控制灌入热沥青的高度。如在气温相对较高的季节，热沥青灌入高度应该略高于路面(高出0.5mm～1mm);气温低的季节，胶体应该略低于路面(0.5mm～1mm)。当采用改性乳化沥青直至灌缝材料与路面平齐为止。

4 结语

通过本文研究，得出以下结论:1)高温天气和低温天气的持续作用下，路面材料会产生急剧收缩，进而出现裂缝，这是本项目出现横向裂缝一大诱因。2)连续低温降雨天气会使路面基层长期处于低温状态，且雨水从面层裂缝位置不断下渗使得基层和底基层含水量骤增，在毛细水作用下会使基层出现收缩，继而出现温缩裂缝，这是本项目出现横向裂缝的另一大诱因。3)对于缝宽小于5mm的裂缝应采用灌注乳化沥青+抗裂贴的方式处治;对于缝宽不小于5mm的裂缝应采用灌注热沥青+撒布石屑的方式处治。

［1］JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［2］沈金安，李福普.SMA路面设计与铺筑［M］.北京:人民交通出版社，2003.

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