【温故创新】沙王渭河大桥接线工程路面裂缝原因分析

      沙王渭河大桥接线工程全长22.123km，公路等级为平原微丘区二级公路标准，路面为3cm沥青混凝土+4crn沥青碎石+15cra水泥稳定碎石十20cm石灰土结构，由交二局六处承担路面施工任务。该工程94年6月建成通车。在路面施工过程中及通车交付使用后，发观全线不同程度地出现很多裂缝，间距6—20米不等，缝宽1—3mm不等，有横向，也有纵向。后经建设单位、监理办聘请有关方面专家对裂缝产生的原因进行了分析，并对裂缝进行了处理。该工程于96年6月经省交通厅组织竣工验收，处理后的路面状况良好，工程质量达到优良。

        一、沙王桥接线工程典型路段调查
        1.调查路段的选取
        由于该工程路线长，施工单位技术力量薄弱，设名—落后，工序摆不开，且工程分包单位较多，工程进度参差不齐，路面各结构层施工间隔时间较长，导致对裂缝产生原因的调查有一定的困难，且不一定有代表性。现将问题较严重的路段K9+853一K12+570做为典型路段进行调查。
       2.典型路段裂缝的出现
①九三年五月，交二局六处铺筑该段水泥稳定碎石基层，六月份发现水泥稳定碎石层出现横向裂缝，缝宽1—2mm，间距10—20米不等，特别是交二局拌和场前约300米路段较严重。
②九三年八月份，上述路段铺筑沥青碎石面层，铺后不久同样出观多条裂缝，拌和场前300米左右竟达11道之多。这些裂缝深及水泥稳定碎石基层，且随气温的变化出现胀缩，最宽可达3mm。
③监理办又组织人员对其他路段进行了调查，虽然也有横向裂缝出现，但比例很小，且裂缝很细微，也很浅。
巳为了解裂缝的数量及分布情况，进而找出产生裂缝的原因，监理办又于九四年三月份对典型路段进行了普查。现将调查资料整理如下表：
3、从调查资料可以看出以下几点
①该路段长27l?米，共出观横向裂缝“0条，其中通缝60条，牛通缝80条，纵向裂缝l条，平均每20米1条裂缝。
②从裂缝的横向扩展情况来看，有60多条裂缝深及水泥稳定基 层，甚至进入路基，属明显的反射裂缝。
③K1l+480一K12+384段弯道内侧填方较低处裂缝较多，且路中间有一道长11.5米的纵向，裂缝，显然是由于行车作用与路基不均匀沉降共同造成。
    ④构造物(小桥、涵洞)两侧也有部分横向裂缝出现。

    二、裂缝原因分析
    1.设计不合理。原设计15cm水泥稳定碎石基层太薄，且水泥含量仅为5%，容易产生收缩裂缝。
    2.路面基层成型不良或表面松散，养生不及时是造成路面裂缝的主要原因。
    水泥稳定基层施工过程中，监理多次抽查发现，混和料级配较差，两种粗集料级配均超出规范要求范围；1cm一3cm细粒料与石屑混合使用，石屑中含泥量大，拌和过程中含水量控制不好，碾压时间过长，水泥稳定基层施工质量控制较差。同时，基层暴露于空气中长达三个月之久，且未及时铺筑沥青碎石，导致基层出现大量裂缝，最终引起面层裂缝出现。
    3.沥青性能较差也是导致裂缝产生的原因
    沥青路面施工时正赶上92—93年材料价格猛涨，沥青供应紧张，采购困难，无法满足施工进度要求。为解决这一矛盾，在施工中将进口 100#沥青与国产60#沥青按一定比例混合使用，导致沥青材料本身抗裂，性能降低，随着气温的下降，经过一个冬季的行车作用，裂缝不断增多。
    4.路基填方与桥涵等构造物基础的不均匀沉降也会导致构造物附件路面产生裂缝。
    5.从裂缝发生与扩展的规律来看，大部分裂缝为反射裂缝，即基 层先出现裂缝，在行车荷载作用下，沥青面层的底面产生应力集中，裂缝逐渐向上扩张而形成反射裂缝。

    三、裂缝的处理
    针对路面裂缝产生的不同原因，沙王渭河大桥接线工程中采取了如下处理措施：
    1.对于K9+853+K10+695段，裂缝较多，路面剥落严重部分，重新加铺一层3cm沥青混凝土。
    2.对于由基层裂缝扩展至面层的反射裂缝或由构造物两侧基础不均匀沉降造成的裂缝，用混凝土锯缝机将裂缝锯开，深度与裂缝同深，然后用沥青砼填充，并压实。
    3.对于一般裂缝，可选择气温较低的天气，用风枪将缝子中的杂质吹干净，然后用乳化沥青灌缝。
    4.对于由路基沉降而形成的一条纵缝，也采用锯缝换填处理。

    四、几点体会
    1.由于沥青路面存在高温稳定性与低温抗裂性这一对不可调和的矛盾，所以沥青路面的收缩裂缝是不可避免的。但如果设计合理，施工质量控制好，养生及时，横向裂缝是可以减轻或延缓的。
    2.沥青路面横向收缩裂缝，在初始阶段对路面使用性能不会产生不利影响；但当雨水浸入裂缝后，就会使局部沥青混合料剥落，使集料和细集料从裂缝中被挤出来，产生空洞，进而导致路面破坏。虽然裂缝本身无害，但其继发性破坏却使路面行驶质量下降，路面使用寿命缩短，这一点不能不引起人们的重视。
    3.希望尽快研制出一种既经济又实用的改性沥青或替代产品来解决路面裂缝问题。
         （作者：陕西省公路局、宝鸡市市政工程公司）

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