基于排水管位于道路基層的城市瀝青道路縱向裂縫控制

丁 振，譚利英，鄒振東

（荊州市城市規劃設計研究院，湖北 荊州 434000）

基于排水管位于道路基層的城市瀝青道路縱向裂縫控制

丁 振，譚利英，鄒振東

（荊州市城市規劃設計研究院，湖北 荊州 434000）

首先引述瀝青路面裂縫的病害與形成原因。然后結合具體的工程實例，說明了雨水管位于道路基層，道路基層無法正常碾壓的情況下，通過C15混凝土覆頂保護雨水管，同時加上鋼筋混凝土網以防止剛性基層與半剛性基層之間的不均勻沉降等方式加固道路基層來控制縱向裂縫。有關經驗可供相關專業人員參考。

縱向裂縫控制；雨水管；市政道路

0 引言

隨著我國城市不斷擴張，以及中心城區交通壓力逐漸增大，市政道路新建與改建逐漸增多。瀝青道路具有施工快，平整度高、舒適度高、噪聲小等優點被廣泛應用于市政道路中。相比公路建設，市政道路建設中各種限制條件更多，本文主要探討的內容是由于各種限制原因，在雨水管道高程無法降低而進入道路結構層的情況下，從設計層面應如何控制縱向裂縫。

1 瀝青路面裂縫病害與形成原因

瀝青路面裂縫按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫和不規則裂縫等四種型式[1-4]。

（1）縱向裂縫。縱向裂縫是與道路中線基本平行的長直裂縫。其產生的主要原因有以下幾點：a.無論是新建還是改造道路，如果路基和道路基層壓實度和彎沉值達不到要求，在道路運營期的車輛荷載下，均易長生縱向裂縫。本文的案例中就是由于雨水管位于道路基層，從而無法正常碾壓。為防止縱向裂縫，對雨水管采取C15混凝土覆頂保護以避免碾壓，同時增加鋼筋混凝土層防止剛性基層與半剛性基層之間不均勻沉降。b.在舊路改造過程中，對新老路基銜接處的處理不夠完善，造成路基不均勻沉降或者滑坡，造成了裂縫的產生。c.車輛超載、交通荷載過重等原因或者單側道路長期承受交通荷載，也容易導致縱向裂縫。

（2）橫向裂縫。縱向裂縫是與道路中線基本垂直的裂縫。其產生的主要原因有以下幾點：a.瀝青混凝土材料本身的具有熱脹冷縮的特性，特別是在低溫環境中，瀝青路面勁度增大，變膨能力會降低，材料在車輛荷載的作用下，部分應力無法擴散而逐步累積。當這部分應力累積到一定程度，超過材料本身的極限抗拉強度時，則會出現低溫裂縫和反射裂縫等。b.在施工過程中，未妥善處置基層和路基上、下的橫接縫，在道路運營期間，經車輛荷載的反復作用，從而導致路基和基層產生裂縫或者不均勻沉降，再反射到瀝青路面，就產生了橫向裂縫。c.在氣候條件惡劣如冬季寒冷、干燥區域，路基和基層很容易出現縮或凍縮，從而產生裂縫，底層病害反射到路面上會使瀝青路面產生裂縫。

（3）網狀裂縫。網狀裂縫是沒有一定的走向規則、縱橫交錯的裂縫。a.網狀裂縫一般出現在道路使用過一段時間后，路面逐步老化后，耐疲勞性和低溫抗裂性都降低，在車輛荷載 的反復作用下形成了網狀和不規則裂縫。b.瀝青面層受溫度變化的影響，在溫差比較大的時期，在瀝青熱脹冷縮的特性下，形成了網狀裂縫。c.其他原因如污染等。

2 工程概況

2.1 地理位置及規模

項目位于湖北省荊州市中心城區，位于荊江大堤北側，北京路以南。道路呈南北走向，南起沿江大道，北至勝利街。本區域現狀排水體制為雨、污合流制，根據新的規劃要求:雨、污合流制的要逐步進行雨、污分流制改造，本設計增設污水管道。道路紅線寬30 m，設計車速40 km/h，其中規劃車行道寬18 m，道路全長264 m，交通荷載為重交通。本工程屬于新建工程。車行道采用瀝青混凝土路面；人行道面層材質選用仿石磚。

2.2 地質資料

根據地勘資料結論：

（1）本場地地形起伏變化不大，地勢平坦，屬長江北岸一級階地地貌單元。

（2）本場地為基本穩定場地，無不良地質作用及不利的埋藏物，較適宜建筑。

（3）根據勘察成果判定市政工程重要性等級為二級，場地復雜程度等級為二級，巖土條件復雜等級為二級，則市政工程勘察等級為乙級。

（4）場地周邊無地表水，對工程無影響。基坑開挖后會有少量上層滯水，合理采取排水措施，對工程影響不大。基坑底部為厚度較大的黏性土層，基槽開挖承壓水抗滲流穩定。

（5）地下水、土對混凝土和混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。

（6）按6度設防，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類，建筑物處于可建筑的一般地段，場地地震動峰值加速度為0.05 g，場地地震動加速度反應譜特征周期Tg=0.35 s，由于管道均為干管，按7度采取抗震措施。

2.3 管位布置及道路結構

設計在道路西側車行道上距人行道邊2.5m，布置D1000雨水管溝，在道路東側車行道上距人行道邊2.5 m布置D400污水管，見圖1。

本項目車行道采用瀝青混凝土路面，根據當地多年的綜合建設經驗，經過計算確定路面結構，機動車道路面結構總厚度為88厘米，路面結構從上到下具體布置見表1。

表1 道路結構表

2.4 項目情況分析

由于各種原因本項目沿線一直未作高強度開發，延續了20世紀七八十年代的建筑格局。本項目是橫穿該地塊區域內第一條新建主要道路，道路起終點均為現狀道路。道路沿線現狀地形為兩邊高中間低，為避免道路在地塊中高懸，在保證排水的前提下，道路應高程盡量下降，經過綜合考慮最終確定全段道路最低高程不應低于35.8 m（黃海高程系統，下同）。因此在各種限制條件下，最終出現了雨水管進入道路下基層的情況。

本項目道路設計路面高程為35.8～36.84 m，道路結構厚度為0.88 m。雨水管設計管內底高程為33.92～34.18 m，管徑為D1 000。污水管設計管內底高程為33.5～33.02 m，管徑為D400。由于沿線雨水管覆土不滿足規范要求，雨水管做C20混凝土滿包處理。經計算，混凝土包封雨水管在樁號K0+085～K0+230范圍內進入道路結構層。雨水管位于道路結構層示意見圖2。

圖2 K0+085～K0+230雨水管位于道路結構層示意圖（單位：cm）

包封雨水管進入道路結構層最深處在樁號K0+171附近，其深度約40 cm，縱斷面示意見圖3。

圖3 雨水管位于道路結構層縱斷面示意圖

根據圖3可知，雨水管已經進入道路結構的上基層，對受限范圍內的基層碾壓產生一定影響。針對該情況查詢相關規范和國家標準圖集圖集，如圖集《城市道路—水泥混凝土路面》（05MR202），及《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40—2011）等[5-6]，均無關于雨水管縱向進入道路結構層的加固方案，僅有箱形構造物橫穿道路處的面層配筋圖等管涵橫向穿越方案。因此只能借鑒橫向穿越的方案，對具體情況具體分析。

3 縱向裂縫控制方法

在本次項目中雨水管已經進入到道路結構的基層，基層碾壓受到限制。若強行碾壓，首先，會對管道強度產生不利影響。其次，在下基層和上基層中有硬物，則無法保證雨水管區域基層壓實度和彎沉值的要求，造成路基承載力不夠，在道路運營期經車輛長期反復碾壓，后期沿管道容易出現縱向裂縫。因此，為避免碾壓需將雨水管范圍內基層置換為C15混凝土基層，見圖4。

圖4 雨水管范圍內基層置換示意圖（單位：cm）

但該情況下，混凝土基層為剛性基層，而水穩砂礫為半剛性基層[7]，在荷載作用下兩者之間會出現沉降差，沿接縫處有極大可能出現縱向裂縫。在參照《城市道路—水泥混凝土路面》（05MR202）箱形構造物橫穿道路處的面層配筋圖，最終將加固方案確定如下：（1）道路中心線西側上基層20 cm水穩砂礫為20 cm厚5 MPa的水泥混凝土，中心線東側基層結構不變。水泥混凝土設雙層鋼筋網，鋼筋采用螺紋鋼筋HRB335，直徑12 mm，縱向鋼筋間距200 mm，橫向鋼筋間距100 mm。（2）鋼筋混凝土板切縫按4.5 m×5 m。（3）雨水管頂以上，采取38 cm厚C15混凝土覆頂保護。C15混凝土分縫尺寸不大于5 m。（4）鋼筋混凝土基層與相接水穩基層橫縱縫、鋼筋混凝土分縫處鋪設1 m寬土工布貼縫。（5）鋼筋之間點焊或綁扎固定，需滿足相關規范要求。鋼筋末端采用180°彎鉤形式，彎后平直段長度不小于3倍鋼筋直徑。加固方案見圖5，加固范圍見圖6。

圖5 雨水管位于道路結構層道路加固結構圖（單位：cm）

圖6 加固范圍示意圖（單位：m）

在該方案下，將上基層置換為鋼筋混凝土板，使得圖3總原本容易出現縱向裂縫的位置受到保護。同時利用鋼筋混凝土板的整體性和剛度，將受力均勻分散。最后在鋼筋混凝土基層與相接水穩基層橫縱縫處鋪設1 m寬土工布貼縫，則更好的防止了縱向裂縫的產生。

4 結語

相比公路，城市道路在與管線等的協調上有了更多要求。本文雖提出了限制條件下雨水管進入道路基層的縱向裂縫控制方法，但對于其整體效果還要進行長期的工后調查。本文提出的縱向裂縫控制方法為同行提供了一個可行的思路，可以在類似工程中參考借鑒。

[1]李靜.城市道路瀝青路面的裂縫防控技術探討 [J].建筑知識,2016(2):168.

[2]王環.瀝青混凝土路面裂縫的產生原因及防治措施[J].科技風,2015(14):142.

[3]張道標,張俊.瀝青路面早期縱向裂縫的成因及處治[J].公路與汽運,2006(6):52-54.

[4]孟繁宏,張增科,崔素敏.道路縱向裂縫病害成因[J].公路交通科技,2003(6):35-38.

[5]JTG D40—2011,公路水泥混凝土路面設計規范[S].

[6]05MR202,城市道路—水泥混凝土路面[S].

[7]JTG∕T F20-2015,公路路面基層施工技術細則[S].

U416.0

B

1009-7716（2017）12-0030-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.009

2017-05-23

丁振（1989-）,男，湖北荊州人，助理工程師，從事道路設計和規劃工作。