徐州G310路面纵向裂缝形成原因分析

王志香

（徐州市交通规划设计研究院 江苏徐州 221006）

徐州G310路面纵向裂缝形成原因分析

王志香

（徐州市交通规划设计研究院 江苏徐州 221006）

G310东西向贯穿徐州市，老路各段经过拓宽改造并且白改黑后，路面经过多年的运营使用，出现了裂缝、车辙等病害，其中，以纵缝病害尤为显著，且明显的呈现三种类型。本文对G310徐州段的路面纵缝进行了分类，并在详细勘察的基础上，分析其形成原因。

G310；路基拼接；不均匀沉降；路基失稳；纵向裂缝

1 G310国道养护改造历史

G310原为国防307公路，老路路基宽8.5m，路面宽6.0m，20世纪90年代及20世纪初前几年，陆续被拓宽改造为路基宽15m，路面宽12m的二级路。路面结构原水泥路，后逐段改造为沥青路。

2 路面纵向裂缝现状

G310各段经过了10～15年的通车运行，沥青路面出现了裂缝、车辙等病害，其中，以纵缝病害尤为显著。根据纵缝的出现位置及呈现形态，分为三种类型：

2.1 边部规则纵缝

此种裂缝出现于路面边部，距离路面边缘3m左右，裂缝顺直规则，很多裂缝处出现了唧浆及错台现象。

2.2 边部不规则纵缝

部分路段距路面边缘1～4m范围内出现不规则的连续纵缝，或为一道，或发展为多道。该裂缝宽度较大（最大7cm），且伴有严重错台（大于1cm）。公路养护部门对其采用了打孔注浆的方法处理后，则该处裂缝不再发展，而在裂缝外侧10～20cm位置又出现新的纵缝。

2.3 道路中心纵缝

大部分路段在道路中间存在一条纵缝，严格位于道路中心，形态十分规则，损坏程度较轻。

3 路面纵向裂缝成因分析

针对G310的几种形态纵缝，调查并分析其形成原因如下：

3.1 边部规则纵缝

G310是由老路加宽而成（原8.5m路基加宽至15m），大部分老路采用双侧加宽（每侧加宽3.25m）。而边部的规则纵缝出现在距路边3m位置（大致在0.5m宽范围内），基本位于新老路基横向拼接处，判断为新老路基不均匀沉降导致的纵缝。

新老路基不均匀沉降主要是由于老路扩建时施工处理不当，加宽部分路基压实度不够，或者原老路的边坡处拼接处理不到位造成的。路基加宽时，开挖台阶及压实度检测都针对加宽部分，而开挖台阶后剩下的老路边坡容易被忽略。路基加宽后，该部分位于行车道位置，在行车荷载及自然沉降作用下逐渐密实，与老路路基形成不均匀沉降，从而形成路面纵缝。该种裂缝在路基沉降稳定后基本稳定，近年来未进一步发展。

3.2 边部不规则纵缝

路面边部的不规则纵缝，多出现在道路边坡高度大于1.5m，道路外侧为农田或大排水沟的路段，且该种裂缝不断发展，尚未形成稳定。

对裂缝处进行挖探，结果显示裂缝贯穿面层、基层直至土基，路基存在明显的断裂。

对裂缝处的路基进行钻孔勘察，10m以内土层如下：

1-1层杂填土（路面结构层）：杂色，稍湿，主要由水泥混凝土、碎石块等组成。厚度1m左右。压缩性不均，工程性能较好。

1-2层素填土：稍密，稍湿，主要由粉土及黏性土等组成，局部夹含少量碎石块。厚度0.72～1.35m。压缩性不均，工程性能一般，fa0=80kPa。

2层粉质黏土：可塑，土质不均，干强度、韧性中等，含少量腐殖质。厚度0.60～2.15m。压缩性中等，工程性能一般，fa0=45kPa。

3层黏土：硬塑，土质较均匀，夹少量钙质结核，干强度、韧性高。厚度2.00～4.70m。压缩性中等，工程性能较好，fa0=65kPa。

4层黏土：硬塑，土质均匀，干强度、韧性高，该层未穿透。压缩性中等，工程性能较好，fa0=85kPa。

利用土力学原理，对路面最不利位置（车轮迹处）表面以下2m范围内土的竖向作用力进行计算

土的自重应力采用如下公式：

σcz=γz

式中：γ 取 18kN/m3。

集中力作用下地面下某点的附加应力值采用如下公式：

σz=α

式中：α——集中力作用下的应力系数，取0.4775；

Q——竖向集中力，取1/2轴重（125kN）。

路面表面以下土的竖直应力为土的自重应力与附加应力的和，采用如下公式：

σ=σcz+σz

经计算，路面表面以下土的竖向应力分布值如表1。

表1 路面表面以下2m内土的竖向应力分布表

从钻探及标贯试验结果来看，加宽部分路基的填料主要为粉土或黏土，路基的含水量较大，但已密实。路面表面以下1m处竖向应力为77.69kPa，2m处竖向应力为50.92kPa，而位于这一层的路基填土承载力为80kPa，现有路基承载力可以满足竖向应力要求，2m以下的土层承载力亦满足要求。但3层黏土层上部含少量腐殖质，承载力稍低，易形成软弱层。

分析该纵缝产生成因，主要有以下几点：

（1）路基加宽处边坡高度较大，外侧为大排水沟，路基外侧支撑力不够；

（2）新老路基加宽拼接时处理不到位，老路边坡没有挖台阶，或台阶太少、太窄，压实不够充分；

（3）加宽部分路基多位于原排水沟处，沟底没有清淤或清淤不彻底，形成软弱层；

（4）路基填料主要为粉砂土，在毛细水、路面渗水、边沟积水作用下，长期处于潮湿状态，路基强度及稳定性降低。

以上多种原因造成加宽部分的路基失稳发生滑移，反应到沥青路面上为不断发展的边部不规则纵缝。

3.3 道路中心纵缝

路面中心的纵缝为上、下行路面分别铺筑时，由于纵向施工搭接质量不好造成的。

4 结束语

G310徐州段为老路拓宽改造而来，新旧路基拼接处处理不当极易形成路面的纵向裂缝。而本项目普遍存在的三种纵缝，除去中间裂缝为施工搭接缝，边部的规则裂缝和不规则裂缝，均为路基加宽造成的不均匀沉降及失稳滑移形成。在分析出纵缝的成因及发展趋势后，应针对不同的成因裂缝采取适当的处理方案，确保一步处理到位，不造成工程浪费。

U418.6

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1004-7344（2016）01-0145-01

2015-12-20