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摘要：水泥混凝土路面具有剛度大、承載能力強(qiáng)；耐久性?xún)?yōu)良、耐高溫性強(qiáng)；抗彎拉強(qiáng)度高、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)；耐腐蝕性強(qiáng)；穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)；日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政道路建設(shè)，在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，各種病害隨之涌現(xiàn)，最嚴(yán)重的就是裂縫破壞。在老路改建工程中，對(duì)針對(duì)該道路水泥路面貫穿性裂縫產(chǎn)生的原因及工程處理措施進(jìn)行剖析，對(duì)該道路的路面裂縫處理后方可對(duì)老路進(jìn)行改擴(kuò)建。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；路面縱向開(kāi)裂；處理措施

水泥混凝土路面具有剛度大、承載能力強(qiáng)；耐久性?xún)?yōu)良、耐高溫性強(qiáng)；抗彎拉強(qiáng)度高、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、疲勞壽命長(zhǎng)；耐腐蝕性強(qiáng)；穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)；日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，上世紀(jì)90年代被廣泛應(yīng)用于市政道路建設(shè)[1]。但在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于水泥混凝土面板受當(dāng)?shù)貧夂蚝蜏貪穸茸兓?、交通貨載和交通量的增加等因素的影響，導(dǎo)致各種病害也隨之涌現(xiàn)，直接影響著路面的美觀，甚至嚴(yán)重影響到道路的承載力和耐久性及使用性能。在這些病害中，最嚴(yán)重的就是路面開(kāi)裂破壞。常見(jiàn)的水泥混凝土路面開(kāi)裂可分為表面裂縫和貫穿板全厚度裂縫（簡(jiǎn)稱(chēng)貫穿裂縫）。①表面裂縫：混凝土澆筑后，因材料自身沉降和混凝土混合料則早期過(guò)快失水干縮和碳化收縮而產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫一般僅止于面層，是常見(jiàn)的裂縫，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層和路基的承載能力及使用壽命影響不大。②貫穿裂縫：因路基沉降導(dǎo)致水泥混凝土路面產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫不僅表現(xiàn)在面層，而且從路基反射到面層，為貫穿板全厚度的裂縫，主要表現(xiàn)為垂直于行車(chē)方向的不規(guī)則裂縫（橫縫）、沿道路前進(jìn)方向的裂縫（縱縫）、與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫等。路面裂縫不斷變寬，甚至出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，形成滑裂面，這種裂縫根在路基，危害較大，會(huì)導(dǎo)致路面基層和路基的承載能力下降，危及行車(chē)安全。本文以曲靖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)現(xiàn)狀混凝土道路改建工程為例，對(duì)水泥混凝土路面貫穿性開(kāi)裂（主要為縱向裂縫）的原因及工程處理措施進(jìn)行分析總結(jié)，經(jīng)處理后的道路路面開(kāi)裂情況得到解決。

1工程概況

曲靖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)某道路位于經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)北部片區(qū)，是開(kāi)發(fā)區(qū)基本路網(wǎng)骨架中一條南北向的主要干道。道路長(zhǎng)1.3km，現(xiàn)狀道路紅線寬度20m。

1.1主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

道路等級(jí)：城市次干路紅線寬度：40m（改擴(kuò)建后）路面類(lèi)型：瀝青混凝土路面路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：15年路面計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載：BZZ～100排水體制：雨、污水分流制排水管道設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：5年橋涵荷載等級(jí)：城—A設(shè)計(jì)地震烈度：Ⅶ度。

1.2道路現(xiàn)狀

該道路為市政道路，根據(jù)片區(qū)產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)，于2004年修建了10m機(jī)動(dòng)車(chē)道（因兩側(cè)地塊未啟動(dòng)開(kāi)發(fā)，無(wú)人行需求，故僅實(shí)施了10m寬機(jī)動(dòng)車(chē)道），機(jī)動(dòng)車(chē)道建成后開(kāi)始通車(chē)，經(jīng)過(guò)十多年的運(yùn)營(yíng)，路面出現(xiàn)了不同程度的開(kāi)裂，水泥混凝土路面出現(xiàn)了細(xì)小的橫向和縱向裂縫。從2013年3月出現(xiàn)縱向裂縫，在進(jìn)行臨時(shí)灌縫處理后，2014年3月開(kāi)始，路面縱向裂縫有了加劇的趨勢(shì)，縱向裂縫不斷變寬，在最嚴(yán)重處寬度達(dá)到10cm，而且縱向開(kāi)裂處路面已經(jīng)形成了錯(cuò)臺(tái)，高差達(dá)5cm左右。道路出現(xiàn)裂縫家具之后，道路主管單位對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行了臨時(shí)處理，對(duì)縱向裂縫采用C35混凝土進(jìn)行了灌縫處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘分析，道路縱向裂縫開(kāi)裂較為嚴(yán)重的路段均出現(xiàn)在道路西半幅，而道路西側(cè)有一片桉樹(shù)林，距離道路機(jī)動(dòng)車(chē)道僅10m，東側(cè)半幅道路未發(fā)現(xiàn)縱向裂縫，僅有部分細(xì)小橫向裂縫。（圖1-圖2）在道路進(jìn)行了臨時(shí)處理之后約1個(gè)月，臨時(shí)處理過(guò)的裂縫再次出現(xiàn)裂縫，路面出現(xiàn)了滑移現(xiàn)象，西側(cè)半幅道路有了路面傾斜。地質(zhì)專(zhuān)家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)再次進(jìn)行了踏勘，一致認(rèn)為該道路縱向裂縫屬于路基沉降引起的路面開(kāi)裂情況，路基出現(xiàn)裂縫從而反射到了路面，從而引起路面縱向開(kāi)裂，甚至于滑坡現(xiàn)場(chǎng)。因此經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)啟動(dòng)了該道路改擴(kuò)建工程，改擴(kuò)建后的道路紅線寬40m，道路等級(jí)為城市次干路，設(shè)計(jì)速度為40km/h。（圖3）

2路面開(kāi)裂的原因分析

道路出現(xiàn)裂縫的原因有多種，現(xiàn)對(duì)路基出現(xiàn)裂縫的因素結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)狀況以及周邊環(huán)境等進(jìn)行分析，從而提出處理方案，避免道路改造之后再次出現(xiàn)路面開(kāi)裂的情況。

2.1氣候因素影響

曲靖市內(nèi)地形多由山地、丘陵和壩子等組成，喀斯特地貌發(fā)育典型。據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，自2009年以來(lái)，云南全省連續(xù)3年年平均降水偏少。而曲靖2010年的年平均降水量為1025毫米，偏少于往年年平均降水量。2011年曲靖市麒麟?yún)^(qū)年降水量516.2毫米，比歷年平均偏少383.6毫米（偏少40%左右）。2012年1-7月降水量達(dá)465.3毫米，但仍比歷年同期水平要低6%。曲靖市2012年降水量與歷年平均值相比，仍偏少10%～20%，屬于偏少范圍。連續(xù)三年的降水量減少，造成地下水得不到補(bǔ)充，地下水位下降嚴(yán)重。2013年~2014年降雨量雖有回升，但連續(xù)3年的干旱造成的地下水位下降還未得到有效的緩解。

2.2路基地質(zhì)影響

曲靖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)大部分片區(qū)均有不同程度厚度的中～弱膨脹土，根據(jù)周邊地質(zhì)的調(diào)查以及對(duì)該道路地質(zhì)勘查報(bào)告的查閱：道路片區(qū)內(nèi)存在第②層黏土（膨脹土）（N），灰白、灰紅、灰黃色，可-硬塑，濕，切面光滑，干強(qiáng)度高，自由膨脹率平均58%，一般為50-80，為弱—中膨脹潛勢(shì)。沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數(shù)a1-2=0.33MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.74MPa，為中壓縮性土，力學(xué)性質(zhì)一般較好，經(jīng)處理后可作路基持力層。頂板埋深0.60-5.20m，層厚0.60-6.60m，平均厚3.02m。不良地質(zhì)對(duì)路基質(zhì)量是一個(gè)較危險(xiǎn)的影響因素，膨脹土由吸水膨脹性和失水收縮性黏土礦物組成，該土具有較大的塑性指數(shù)。在堅(jiān)硬狀態(tài)下該土的工程性質(zhì)較好，承載力較高。但其顯著的吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性可是路基發(fā)生變形、位移、開(kāi)裂、隆起等嚴(yán)重破壞。原道路路基對(duì)該層膨脹土基本未做處理，而在其上直接鋪設(shè)路面墊層，因此長(zhǎng)時(shí)間干旱后，導(dǎo)致路基失水收縮，產(chǎn)生側(cè)向力，引發(fā)路面開(kāi)裂[2]。

2.3周邊環(huán)境影響

桉樹(shù)是速生豐產(chǎn)林，只要3-5年的時(shí)間就能長(zhǎng)成參天大樹(shù)，在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸收大量的水分和養(yǎng)分，所以會(huì)造成周?chē)h(huán)境的生態(tài)平衡。這一段時(shí)間也是桉樹(shù)林需水、需肥最多的時(shí)候。在這之后，桉樹(shù)的干物質(zhì)積累速率明顯減慢，其需水、需肥量也就迅速減少，反過(guò)來(lái)，蓄水作用開(kāi)始體現(xiàn)，而且因?yàn)橐ㄟ^(guò)老葉脫落等形式返還營(yíng)養(yǎng)元素，很快就能達(dá)成植物體和周邊環(huán)境間的養(yǎng)分平衡，也即蓄肥作用也開(kāi)始體現(xiàn)。因此，所謂“抽水機(jī)”、“抽肥機(jī)”之類(lèi)的負(fù)面效應(yīng)，至多是發(fā)生在造林初期。引種桉樹(shù)會(huì)導(dǎo)致地下水位下降，保持水的能力很差，時(shí)間長(zhǎng)了，土地表面板結(jié)，還出現(xiàn)土地沙化現(xiàn)象?，F(xiàn)狀道路西側(cè)桉樹(shù)林種植于2008年，長(zhǎng)勢(shì)很好，面積約為13000m2，正是對(duì)土壤的水分、肥料需求極大的時(shí)段，再加上該片桉樹(shù)林面積較大，且集中在道路西側(cè)200m左右的路段上。道路出現(xiàn)縱向裂縫的地方為靠近桉樹(shù)林一側(cè)的西側(cè)半幅道路，在2014年3月，該幅道路出現(xiàn)了滑裂面。（圖4）綜合以上三個(gè)因素，道路縱向裂縫產(chǎn)生的原因?yàn)椋河捎谇甘性庥鲞B續(xù)多年的干旱以及道路西側(cè)桉樹(shù)林吸水導(dǎo)致路基下的膨脹土失水收縮，形成道路縱向開(kāi)裂，從而反射到路面，造成了道路路面縱向裂縫的形成。

3工程處理措施

3.1對(duì)桉樹(shù)林的處理

根據(jù)曲靖市總體規(guī)劃，道路兩側(cè)主要為居住用地，隨著周邊地塊的開(kāi)發(fā)，桉樹(shù)保留的價(jià)值不大，建議將桉樹(shù)砍伐，最好連根刨除，避免再造成桉樹(shù)林周邊地下水的流失。

3.2對(duì)路基的處理

根據(jù)本道路地勘資料顯示，第②層：黏土（膨脹土）（N）灰白、灰紅、灰黃色，可-硬塑，濕，切面光滑，干強(qiáng)度高，自由膨脹率平均58%，一般為50-80，為弱—中膨脹潛勢(shì)。沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數(shù)a1-2=0.33MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.74MPa，為中壓縮性土，力學(xué)性質(zhì)一般較好，經(jīng)處理后可作路基持力層。頂板埋深0.60-5.20m，層厚0.60-6.60m，平均厚3.02m。第③層：黏土（N）深灰色，可塑，濕，切面光滑，干強(qiáng)度高，韌性好。道路沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數(shù)a1-2=0.43MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.07MPa，為中壓縮性土，力學(xué)性質(zhì)一般，可作路基持力層。頂板埋深2.20-10.20m，揭露厚度最大13.4m，未揭穿。膨脹土的處理方法較多，可采用的措施有樁基對(duì)膨脹土進(jìn)行加固和改良；也可采用開(kāi)挖換填、堆在預(yù)壓對(duì)路基加固。根據(jù)地勘資料顯示，膨脹土層較厚，無(wú)法全部挖除，根據(jù)曲靖開(kāi)發(fā)區(qū)的當(dāng)?shù)亟ㄖ牧霞敖?jīng)濟(jì)比較，結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)道路范圍內(nèi)膨脹土采取換填墊層法對(duì)路基進(jìn)行加固。①對(duì)現(xiàn)狀路基處理方法：本道路為改擴(kuò)建工程，在現(xiàn)狀道路基礎(chǔ)上兩側(cè)加以擴(kuò)寬改建，改建后的道路紅線寬40m?，F(xiàn)狀道路的西側(cè)半幅道路由于縱向裂縫的產(chǎn)生，已經(jīng)出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。對(duì)于西側(cè)半幅道路路面結(jié)構(gòu)已經(jīng)不可能再利用，但經(jīng)過(guò)十多年的運(yùn)營(yíng)，路基工后沉降已趨于穩(wěn)定，該處道路路基處理辦法：刨除破損的路面結(jié)構(gòu)，路床底超挖50cm，采用片石換填，片石換填后加鋪一層鋼塑土工格柵，在鋪筑一層路床填料（當(dāng)?shù)靥盍蠟橹写稚埃┖蠹愉佉粚愉撍芡凉じ駯?，壓?shí)度要求達(dá)到94%以上。②對(duì)擴(kuò)建部分路基處理方法：新建路基部分膨脹土清除100cm，片石換填后加鋪一層鋼塑土工格柵，在鋪筑一層路床填料（當(dāng)?shù)靥盍蠟橹写稚埃┖蠹愉佉粚愉撍芡凉じ駯?，壓?shí)度要求達(dá)到94%以上。（圖5）

3.3對(duì)路面結(jié)構(gòu)的處理

由于水泥混凝土路面有行車(chē)舒適性差、噪聲大，損壞修復(fù)難度大等缺點(diǎn)，近年來(lái)城市道路多采用行車(chē)舒適性好、噪聲小、后期養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單的瀝青混凝土路面。因此道路改擴(kuò)建工程路面結(jié)構(gòu)采用了瀝青混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照重交通等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：4cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C）加0.3%專(zhuān)用抗車(chē)轍劑、玻纖格柵））；5cm中粒式瀝青混凝土（AC－20C）；6cm粗粒式瀝青混凝土（AC－25C）；36cm水泥穩(wěn)定碎石層（水泥摻量5.5%，K≥98%）；15cm級(jí)配碎石（K≥96%）；80cm中粗砂（含泥量≤5%，K≥94%）（路床）（加鋪兩層土工格柵）。

4結(jié)語(yǔ)

該道路改擴(kuò)建工程已于2016年5月建成，至今通車(chē)已經(jīng)5年多，通過(guò)上述處理措施的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果，改建后的道路使用至今，未發(fā)現(xiàn)有開(kāi)裂或其它形式的有害裂縫出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李雪強(qiáng).如何防止水泥混凝土路面開(kāi)裂[J].山西建筑，2007，33（9）：308-309.

[2]吳國(guó)雄，易志堅(jiān)，何兆益.水泥混凝土路面開(kāi)裂過(guò)程研究[J].公路，2001，10（10）：141-143.

[3]關(guān)于云南省曲靖市近年旱情的調(diào)查報(bào)告.

[4]苗蓉，成佳麗，田夢(mèng)琳.1974~2018年曲靖市各等級(jí)降水氣候特征及其與年降水量的關(guān)系.

作者：趙慧清 單位：昆明市政工程設(shè)計(jì)研究院