高填方路段路面縱向開裂成因分析及預防

摘要：自1988年國內首條高速公路開通以來，我國的交通建設突飛猛進，建設投資不斷增加，規模不斷擴大。然而，高等級公路路面縱向開裂的質量通病并設有減少的趨勢，甚至局部出現早期破壞，尤其是高填方路段，嚴重影響了車輛行駛的安全性、舒適性以及公路的耐久性。

關鍵詞：路面；開裂

1路面縱向開裂成因分析

路面的縱向裂縫有兩種形式：一種是面層表面出現的裂縫，這種裂縫的開展僅止于面層，是常見的縱向裂縫，如及早發現，及時進行灌縫防水處理，該裂縫對路面結構層和路基的承載耐力和使用壽命沒有多少影響；另一種是面層表面呈現一條或兩條數十米甚至上百米長的縱向裂縫，寬數毫米且不斷變寬，裂縫向土路肩邊緣伸展，甚至出現錯臺現象，形成滑裂面，這種裂縫根在路基，危害較大，會導致路面基層和路基的承載能力下降，危及行車的安全。這里主要對后者的成因進行分析。

1.1設計方面的原因

邊坡設計不合理，引起邊坡失穩。路基填方邊坡坡度應根據填料種類、邊坡高度和基底的工程地質條件等綜合確定。路堤基底良好時，邊坡坡度應滿足表1的要求，對邊坡高度超過表1所列全部高度的路堤，必須進行路基穩定性驗算。對高填方路堤，邊坡應做成折線式或臺階式的。如果邊坡設計不滿足規范要求，則會造成路基穩定性不夠，邊坡滑坍，從而引起路面的縱向開裂，嚴重時裂縫變寬，裂縫向土路肩邊緣伸展，甚至呈現錯臺。

填料選擇欠周到，引發路面開裂。對高填方路段，如果對填料的調查選擇欠周到，使用了不合格的填料（如膨脹土）且未進行改性的寬度應根據有無軟土地基、填料的性質以及取用的邊坡坡度等進行綜合設計。處理，則路面雨水滲入后，導致路基吸水膨脹，產生側向力，引發路面開裂。

軟土地基路段高填方路堤未按規范規定設置反壓護道或反壓護道寬度不足。反壓護道是為了防止地基在路堤荷載作用下遭到破壞而采取的一項保證地基穩定的措施。規范規定，反壓護道的高度宜為路堤的#$%，寬度應采用圓弧穩定分析法通過穩定性驗算決定，且應滿足路填工后沉降要求。軟土地基上高填方路堤若未按規范規定設置反壓護道或反壓護道寬度不足，則會造成路基在填筑過程及運營過程中產生較大的側向變形，使路基強度降低，甚至導致滑動破壞。

等載或超載預壓期預計不足。預壓及超載預壓是最常用的軟土地基處治方法，預壓期可根據要求的工后沉降量以及地基固結度來確定，預壓時間不宜低吾3個月。若預壓期預計不足，則預壓期末地基的固結度仍無法銷路路堤穩定性的要求，易造成路基失穩破壞，引起路面開裂。

1.2施工方面的原因

路基壓實度不足或不均勻

造成路基壓實度不足或不均勻的原因有許多：路堤填料含水量控制不嚴，或分層填土碾壓時壓實層厚度過厚，導致壓實度達不到設計要求；壓實遍數未達到現場壓實試驗提供的控制壓實遍數，導致壓實度不足；不同土質填料混合填筑路堤時，未能分層填筑，導致壓實度不均勻；未滿足規范超寬碾壓的要求，導致路基壓實度不均勻。路基壓實度不足或不均勻，都會引起不均勻沉降，導致路面結構開裂。

使用不適宜的填料進行路堤填筑

規范規定，液限大于50、塑性指數大于26的土，以及含水量超過規定的土，不得直接作為路堤填料。對于嚴重缺土地區，如果不得已需要應用時，必須采取滿足設計要求的技術措施，經檢查合格后方可使用。如果使用不適宜的填料而未采取相應的改良措施或措施不到位，保能會導致路面結構開裂。

軟土地基路堤填土速率過快

在軟土地基上高填方路堤填筑過程中，應進行垂直沉降和水平位移的監測，即進行沉降和穩定監測，一般每填一層，即應測定一次，嚴格控制施工速率。規范規定：路堤中心線地面沉降速率每晝夜不大于1.0cm；坡腳水平位移速率每晝夜不大于0.5cm。填筑速率應以水平控制為主，如超過規范規定的限值，則應立即停止填筑，并結合沉降和位移發展趨勢進行綜合分析，否則，容易因加載過快而造成地基破壞或產生側向滑移，引起路基路面的縱向開裂。

清表不到位，路基底存在軟弱層

如果施工單位清表不到位，臨理工程師也未根據設計要求進行認真檢查，那么在路基下就會存在軟弱土層，對高填方路堤在路堤自重及外荷載作用下發生邊坡失穩，產生破裂面通過坡腳以外的邊坡滑坍事故。具體表現為坡腳外地面隆起，路面縱向開裂，甚至錯臺。

1.3業主方面的原因

業主由于某方面的需要，片面地強調進度，提出不合理的工期要求，而監理工程師又未能本著科學、公正的態度堅持原則，把牢質量關，使得預壓期不足或填土速率過快，或路面結構層養護期不足等，從而導致路面開裂。

2預防措施

2.1設計方面應注意

在軟土地基路段，慎重采用高填方路基形式。為利于實行填前壓實，若遇地表濕軟，設計時可考慮換土或摻石灰、水泥或鋪設土工布等措施。避免使用不宜于填筑路堤的填料（如膨脹土），如不得以采用粘性土作填料時，為減少路堤結構的壓縮變形，在設計工藝上可采用先摻灰（建議用生石灰粉）改良土性，再摻加適量水泥以提高路堤的結構剛度。高填方路堤設計應考慮采用土路肩及邊坡防護，或用急流槽將水引離路堤，以保證高填土路堤邊坡穩定。必須進行邊坡的穩定性驗算，護坡道的寬度應根據有無軟土地基、填料的性質以及取用的邊坡坡度等進行綜合設計。軟土地基的特點是強度低、固結慢、變形大，如必須在軟土地基上修筑路堤時，應進行穩定驗證與沉降計算。穩定驗算的目的就是進行強度檢驗，以檢驗地基與路堤是否會發生由于抗剪強度不足造成的淺層或深層的滑動破壞。沉降計算可以預計地基的豎向變形，并為控制這種變形提供依據。

2.2施工方面應注意

必須根據交通部有關施工規范、規程、工程質量檢驗評定標準及建設單位招標文件要求編制施工組織設計，提出自檢要求，對施工全過程實施有效的質量控制和管理。在交工驗收時，應提交完整真實的施工原始記錄、試驗數據、分項工程自檢數據等質量保證資料。

必須按設計要求先開溝排水，再清表整平原地面，做好填前壓實，并修整出一定的橫坡度。河塘必須在徹底清淤換填、分層碾壓至相鄰地面高程后，方可進行地基處理。

對有預壓要求的路段，在施工中應盡可能早地安排堆載。堆載預壓時間越長，工后沉降就越小。堆載頂面應平整、密實、有橫坡。沉降后應及時補方，一次補方厚度不應超過一層填筑的厚度，并適當壓實。施工單位每月均應測定沉降量，并向監理報告一次。嚴禁在預壓期不補填，而在預壓后期，或在路面施工時一起補填的做法，以免引起過大的沉降發生。

路堤填筑時，應按設計的施工坡度及超寬碾壓要求控制，要拉線控制攤鋪厚度，并經常進行檢查。

加固地基，使用合格填料填筑路基，或對填料進行改良處理后再填筑路基。

嚴格控制路堤的填筑速率。在地基處理完成后，應適時進行路堤填筑。對填筑速率要進行動態控制。當日變形沉降量不大于10mm/d，水平位移不大于3mm/d時，一般可正常填筑，否則應分析原因，停止加載或減緩填土速度或卸載，及時發現側滑苗頭。

高填方路堤路面縱各開裂已成為公路工程的一個質量通病。裂縫一旦發生就會迅速擴展，給公路的正常使用、承載能力及使用壽命帶來不利的影響。作為建設單位，不能因過分強調壓縮工期或因造價等因素而要求設計、施工單位降低執行工程的強制性標準；作為監理單位，要嚴格進行質量監督，加大協調和管理力度，加強各方協作，做好事前和事中控制；作為施工單位，應加強質量意識，通過科學的組織和管理，均衡施工，合理安排工期。只有各方面規范行為操作，各盡其責才能防止這一通病的出現。