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城市既有道路改造过程中路面纵向裂缝的产生原因与防治措施
-7-15 14:27　　【大 中 小】【打印】【我要纠错】
　　摘要: 随着中国市政道路事业的发展, 既有市政道路逐渐不能满足交通需求, 需要进行拓宽改造, 但在改造过程中容易产生纵向裂缝。文章结合市政道路改造施工经验, 分析了产生纵向裂缝的原因, 并从路基施工、 路面结构的施工、 路面纵向裂缝的养护维修等方面探讨了纵向裂缝的防治措施, 为工程实践提供经验。
　　关键词: 市政道路改造; 纵向裂缝; 裂缝防治; 纵向裂缝
　　近年来随着中国市政道路事业的发展和国民经济水平的快速增长, 既有市政道路逐渐不能满足交通要求, 需要对旧路进行拓宽改造, 扩大通行能力。旧路加宽改造后, 由于新旧路基间存在着沉降和变形差异, 可能造成路面结构层的层底脱空, 从而使路面结构开裂。为改变路面结构的这种不利受力状态, 一般可从以下两方面进行考虑: 一是采取可靠而有效的地基和路基处治措施, 以减小新旧路基间的沉降和变形差异; 二是加强路面结构层的设计, 以改进路面结构的不利受力状态。本文结合笔者参与的城市既有道路改造施工经验, 分析了路基的受力变化对路面结构纵向开裂的影响, 并提出相应的防治措施。
　　一、 产生纵向裂缝的原因
　　导致旧路拓宽改建工程路面出现纵向开裂的原因很多, 其中原路基底部地基土的沉降固结状态、 拓宽处土基的水文物理力学性能、 路基拓宽后土基新增的作用力对沉降变形的影响等为主要因素。这些因素间的作用也比较复杂。经过定性分析可知, 原市政道路因增设补强层和铺筑新面层, 增加了下部土基的压力, 拓宽部分地基相应外加的压力分别使地基沿路基横断面发生不均匀沉降, 其中拓宽部分的沉降量大于下部土基, 当路基压力大于地基极限承载力时还会使路基坡脚附近( 可能在坡脚内, 也可能在坡脚外) 发生沉降, 若路基压力大于土基极限承载力, 还会引起路基坡脚附近区外的拓宽区地基隆起, 这时路堤将因沉降变形过大使市政道路发生严重的损坏。笔者经过对纵向裂缝的调查观察和定性分析, 可知新老路基出现差异沉降是最终使路面产生纵向裂缝的根本原因, 具体而言, 产生纵向裂缝的可能因素包括以下几个方面:
　　1．由于土基地质差, 导致新老路基底部土基因荷载的增加发生沉降。但原路基下的地基因在改造时已基本固结沉降到位而且所增加的荷载远小于新拓宽部分, 其沉降量大大小于新拓宽部分地基。
　　2．新路基本身所用的填筑材料、 压实度等设计施工中存在一定问题, 造成新路堤本身出现沉降。
　　3．因施工工期短, 土基及新路基的固结下沉未到位, 工后沉降大。
　　4．施工后新老路基出现差异沉降, 路基失去稳定, 表现为路堤内的破裂面( 顶部破裂面在老路范围内) 外的土体下沉侧移, 将路面拉裂造成纵向开裂。
　　5．新老路基结合部结合强度不足。
　　二、 纵向裂缝的防治措施
　　纵向裂缝作为市政道路拓宽改造的质量通病, 防治应遵循”预防为主, 及时处治”的原则, 在设计和施工过程中经过合理设计, 提高施工工艺和施工质量等方法进行有效预防, 努力减少路基的差异沉降, 最大限度地减少和延缓裂缝产生的概率和程度, 对已发生的裂缝及时采取有效措施进行处治、 控制裂缝的发展、 恢复路面功能、 延长路面的使用寿命。
　　( 一) 市政道路拓宽改造路基是关键
　　路基是路面的基础, 并承受由路面传递下来的各种荷载, 因此, 路基的坚实和稳定是保证路面强度与稳定性的重要条件之一。充分认识路基的重要作用, 是市政道路建设的治本之道。旧路改建工程对路基施工的技术要求高, 是因为旧路改建都必须进行加宽和加高及旧路原排水系统的处理。任何施工不当的措施和土方工程的弊病都难以在今后的养护中改正, 因此在改建工程中, 处理好旧排水沟和旧砌体、 新老路路基结合部的界面的处理、 路基加宽及加高是整个改建工程质量好坏的关键。
　　1．旧路排水沟和旧砌体的处理。
　　( 1) 旧水沟: 在路基加宽的过程中, 原旧路排水沟将被挖掉或覆盖, 对于填方路段的水沟, 首先要将旧排水沟上的砌体及杂物挖除掉, 然后用与其相同的土壤或砂性土填平, 再用机械夯实, 其压实度不能低于老路基土壤的压实度, 新填土壤的压实系数应力求达到98%以上, 只有具备这个条件才可能在路基加宽和边沟回填的地方防止形成沉陷。
　　( 2) 拆除旧砌体: 改建工程中填土高度一般都不大, 旧砌体应该拆除, 因为旧砌体和新填筑的路基材料的各项性能指标相差很大, 特别是对水的浸润和吸收量不同, 而土的含水量又是影响路基压实度的重要因素, 因此施工过程中, 先拆除旧路缘石, 然后把旧路挖成宽度不小于1m的台阶; 同理, 也必须拆除旧路肩和路堤上的挡土墙, 避免引起不均匀的沉降。
　　2．路基加宽施工工艺。路网改建工程中, 要求尽量使用合格的老路基, 这就存在不同程度的加宽。路基加宽的方式有单侧加宽和双侧加宽两种形式。在不受地形地物限制的情况下, 选择单侧加宽, 这种加宽方式的路基只需一侧加宽, 便于施工, 加宽较双侧的大, 压实度也容易保证, 且基底处理一系列施工工序都在一侧进行, 施工进度也快。但这种方案也有缺点, 当路面加宽较大时, 路面结构的一部分位于旧路基上, 而另一部分则可能在新建的路基上。
　　由于新旧路基的强度和密实程度不同, 新旧路基会产生不同的沉降, 因而会引起路面沿接缝出现纵向裂缝, 针对这一缺点, 我们对新旧路的衔接采取如下措施:
　　( 1) 拓宽路堤地基的处理: 拓宽路堤地基情况良好时, 清除表土碾压密实后, 进行路堤的填筑。当地基为不良的地基时, 出现厚度小于3m的不良土, 挖除采用换填处理, 分层碾压密实, 分层厚度为0.2～0.3m, 出现淤泥或软弱土层厚度小于3m时, 采用抛石挤淤方法处理, 石料采用没有风化的开山片石, 片石不小于30cm。出现厚度大于3m时不良土、 淤泥或软弱土层时, 根据不同的情况, 可采用排水固结法、 粒料桩、 粉喷桩、 加筋土法处理。
　　( 2) 路堑的拓宽: 首先在上边坡设计排水沟的位置做好临时排水沟, 然后自上而下挖土运走, 最后修整边坡, 按前面已述方式处理旧水沟, 并对已拓宽的土基路肩进行干燥处理。
　　( 3) 纵向搭接: 旧路改建纵向出现搭接时, 沿路线方向将旧路挖成宽度不少于1m的纵向台阶。
　　( 4) 路基填料的选择: 路基加宽的填土部分应当与老路基完全形成一个整体结构, 保持良好的稳定性, 最好的办法是使用与老路相同的土壤, 当无法做到这点时, 可采用石灰改良土, 并严格遵守填筑规定, 每层厚度为0.2～0.3m, 虽然比原来设计增加了一些费用, 可是将来可使路面寿命延长, 并减少养路费用。
　　( 5) 路基压实: 路基压实的目的是为了提高土体的密实程度, 降低填土透水性, 防止水分积聚和浸蚀, 避免路基软化及因冻胀引起的不均匀变形, 确保路基在全年各季内均具有设计要求的强度和稳定性, 提高市政道路的使用品质, 并减薄路面提供有利条件。对于旧路加宽而言应当注意的是: 结合部必须碾压到位, 如大型压实机械无法压到边, 就要用小型振动设备压实, 确保拓宽路基任何部位压实度均符合要求。
　　( 二) 市政道路改造拓宽路面结构的施工关键技术
　　1．确保原材料质量加强对原材料的试验检测工作, 确保使用合格的材料。
　　2．材料级配符合规范要求。
　　3．优化施工组织, 严格现场管理。
　　对路面基层而言, 要保证混合料拌和均匀性, 必须采用厂拌, 摊铺时最好采用摊铺机摊铺, 能够减少粒料离析现象, 有利于控制平整度和压实度。对于路面沥青下封层, 采用乳化沥青, 建议采用专用机械( 稀浆封层机) 铺筑; 如采用人工配合撒布机, 必须分层铺筑, 不能以单层式施工, 否则不能保证封层厚度, 至于选择两层还是两层以上的施工方法, 要根据封层厚度特点。经过实践, 还是采用热沥青石屑( 中、 粗砂) 封层效果较好。对于沥青混合料面层, 从拌和、 运输、 摊铺各个环节上都应严格按施工规范的要求进行, 特别要控制好混合料的温度, 避免油温过高, 造成沥青老化; 保证摊铺和碾压的最低温度, 同时控制碾压遍数及压实度。处理好碎石级配等方面的要求外, 还应注意摊铺的均匀性, 避免出现大、 小粒料离析现象。只有我们严格的控制施工质量, 使其各种材料充分发挥效果, 才能有效的控制加宽段裂缝的产生。
　　( 三) 路面纵向裂缝的养护维修
　　通车后路面出现纵向开裂应及时进行处治, 防止因路表水渗入路面而造成结构层更严重的损坏, 使路面功能得到及时恢复, 并延长面层的使用寿命。
　　1．加强观察, 裂缝出现后, 及时用热沥青等灌缝材料封闭裂缝, 防止雨雪水下渗。
　　2．对缝宽大于4mm且已稳定的纵向裂缝, 沥青路面则铣去原沥青面层( 宽度一般在50～100cm) , 将基层顶面的裂缝进行灌缝处理洒黏层油后恢复面层, 混凝土路面则可采用条带修补或更换混凝土板的方法, 同沥青路面一样, 需对基层的纵向裂缝处理后恢复混凝土面层。
　　3．针对缝宽大于4mm, 而且裂缝还在继续发展的情况, 则在裂缝处开挖至基层( 开挖宽度大于50cm) , 将基层裂缝用热沥青灌缝处理后在基层表面均匀涂刷黏合剂及改性沥青, 加铺二层至三层土工布( 土工布之间需涂刷如改性沥青等黏结材料, 土工布宽度在缝体两侧不小于15cm) , 再重新铺筑面层。对基层有明显损坏的, 或路基严重不稳定的, 则可采用钢筋混凝土结构取代沿裂缝纵向开挖出的原路面的基层、 底基层, 从而增加路面基层的抗裂性能, 修复后可延长路面的使用期限。

路基填筑施工工艺
-3-20 15:50　　【大 中 小】【打印】【我要纠错】

　　二、 路基填筑施工说明
　　一 ) 路基填筑施工
　　1、 基底处理 及清表
　　( 1) 基底处理
　　填筑前按招标文件技术规范要求, 认真做好基底处理, 根据基底土质、 水文、 植被情况及填土高度分别采取相应的处理措施。
　　( 2) 清表
　　施工便道打通之后, 用推土机、 平地机、 挖掘机对路基填筑范围原地面上的树木、 植物等进行清理, 表土清除深度 10~30cm , 清除的表土杂物堆弃于施工便道对侧路基坡脚线与公路界碑之间。
　　清表结束后, 用平地机进行整平, 用压路机对清表后的原地面进行碾压, 压实度符合设计及规范的要求, 清表质量、 压实度、 清表后高程及工程数量报监理工程师检验批准。
　　2 、 填料试验与压实试验
　　路基填筑前, 选取 200m 具有代表性的路段, 按规范规定的方法对填料进行颗粒分析、 含水量与密实度、 液限和塑限、 有机质含量、 承载比( CBR ) 和击实等试验。
　　3 、 填筑作业
　　( 1) 施工放样
　　开工前, 先进行导线、 中线、 水准点的复测, 根据现场实际情况增设必要的导线、 水准点。测量成果经监理工程师核准后, 再按图纸放出路基中线、 坡脚、 边沟等位置。
　　( 2) 填筑方式
　　路堤采用水平分层填筑, 按照横断面全宽分成水平层次, 逐层向上填筑。
　　( 3) 摊铺
　　摊铺作业采用推土机、 平地机进行, 从路基最低处开始分层平行摊铺, 松铺层的厚度按路堤试验段得出的数据确定。一般土方最大松铺厚度不大于 300mm , 最小为 100mm .
　　( 4) 碾压
　　土料摊铺平整后即开始碾压, 先用推土机或轻型压路机对松铺层表面进行预压, 然后再用大吨位振动压路机压实。
　　二) 特殊路基处理
　　本合同段特殊路基主要为软弱地基路段路基, 采用挤密碎石桩进行基底处理。
　　1 、 碎石挤密桩施工
　　( 1) 施工准备
　　①审核熟悉施工设计图, 了解碎石挤密桩的机理及施工数量、 施工里程、 标高、 桩长、 打设地质情况等。
　　②进行现场测量放样, 确定打设范围, 并对打投范围内的基底进行清理, 清除表层土30cm, 回填普通土30～50cm压实并作成路拱以利排水, 横坡以2～4%为宜。
　　( 2) 碎石桩施工
　　①测量放样: 根据设计桩位采用小竹钉进行现场放样作业。
　　②机械选型: 本标段碎石桩机选用DZ60型桩机。
　　③试桩及碎石桩施工: 试桩不少于5根, 主要是确定碎石加入 量及密实度, 冲水量、 水压等指标。试验完成后, 进行贯入试验及静荷试验, 以确定试桩质量。试桩成功后, 进行大量碎石桩施工作业。本标段碎石桩施工采用重复压拔管法。为保 证碎石桩打插深度符合设计要求, 打插前, 应在导管上设置明显的深度控制标记, 导管对位后, 检查其轴向偏差不大于 1.5%, 导管振动下沉到设计标高后, 经过漏斗向管内施放碎石( 加入量经过试桩确定) , 导管上拔时, 每提升1m即向下下压0.5m, 如此重复到 导管口离开地面。此时, 地面应有一堆碎石溢出, 否则, 碎石桩则达不到中密状态, 应补打补填碎石。
　　( 3) 施工注意事项
　　①碎石粒径选用20～50mm, 含泥量不大于10%.
　　②控制打插深度, 在导管上做上控制标记。
　　③控制好沉管提升速度及高度、 压管高度、 拔管速度控制在1m/min.
　　④碎石桩施打顺序由两边向中间、 两端向中部推进。
　　⑤在推铺碎石垫层前, 对桩体进行标准贯入试验及静荷载试验。
　　三) 桥、 涵台背回填
　　桥涵台背回填时, 其结构的圬工强度应达到规范要求。回填土采用 10% 的石灰土填筑, 从原地面起水平分层填筑, 每一填层的松铺厚度不大于 150mm , 采用小型振动压实机具压实, 确保每填层的压实度符合规范要求。桥涵填土范围应符合设计或规范要求。涵洞两侧的填土与压实对称或同时进行。

  新旧路基接缝问题是个普遍现象, 看楼主的帖子感觉有两种可能:
    其一是旧路部分切除后的30cm要做基层, 然后基层顶面与旧路面共同铺设沥青面层;  其二是切除的部分做基层和面层, 然后新旧面层纵向接缝。楼主考虑的是接缝处以后会出现裂缝; 对于上述现想, 新旧路基及路面的接头处如果处理不当, 很容易出现问题。一般的做法如下:
    第一、 加宽的路基按规范要求开挖台阶, 由下至上分层填筑分层碾压, 密实度要比相应的要求高一个档次, 填筑路基至指定高度;
    第二、 适当增加路面结构层的厚度, 确保新建部分路面的刚度。在施工路面基层时, 大面利用压路机压实, 接缝位置利用小型夯实机具分薄层仔细夯实;
    第三、 在施工面层时要加强新旧路面接缝的处理, 最好的办法是在旧路面上设一层路面基层, 这样可有效控制纵缝。