市政道路裂縫病害形成的原因及優(yōu)化方案

郜 強

（山西機械化建設集團有限公司，山西 太原 030001）

0 前言

為了進一步加強城市交通的運輸能力，提升城市道路運行的安全性和穩(wěn)定性，某市相關部門對全市的主要交通干道進行了詳細的摸底調查（本文以YH 大街為例）。通過分析調查結果，道路裂縫是最為突出的一種病害。主管部門針對出現裂縫病害的道路制定了相關的施工優(yōu)化方案，并進行了有效地改治，提升了城市交通運輸的綜合水平。

1 裂縫種類及成因分析

依據裂縫形成的形態(tài)可分為橫向、縱向、網狀裂縫三種。

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫的形成一般是由路面兩側的硬路肩均勻擴散直至貫通全路，因此也稱為貫通裂縫。材料收縮、瀝青及混凝土的溫縮及差異沉降是引發(fā)橫向裂縫主要因素[1]。YH 大街大多裂縫就屬于因溫縮而產生的裂縫。

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫的形成有兩種：①沿路肩邊緣向內呈月牙形擴散而形成，此裂縫有很大的潛在危險，易使路基滑移；②縱向條帶狀裂縫，在城市行車道中常見。主要是由路基施工或水滲透破壞形成。

1.3 網裂

路面老化、強度低、嚴重超載致使基層疲勞破壞形成網裂，因此也稱為疲勞裂縫。

如下圖片（圖一：橫向裂縫；圖二：縱向裂縫；圖三：網裂）

圖一：橫向裂縫

圖二：縱向裂縫

圖三：網裂

2 案例項目分析

2.1 項目概況

本文以某城市YH 大街為例，做為城市主干路的YH 大街建設標準為Ⅰ級，雙向六車道，設計行車速度：60km/h(道路標準如下表1:)。

路面結構：上、下面層厚度分別為4cm 和6cm,均使用SBS( I-C) 改性瀝青，上、下面層分別采用玄武巖和石灰?guī)r為集料；粘層使用改性乳化瀝青；同步碎石封層厚度為1.4cm（±0.1），使用SBS 改性熱瀝青。

表1：YH 大街道路標準建設數據表

路基結構：基層和底基層的厚度分別為30cm 和20cm，結構均采用二灰穩(wěn)定碎石，集料均為石灰?guī)r、花崗巖；上、下路床厚度分別為30cm 和50cm，結構分別采用5%石灰土及砂礫。

2.2 裂縫調查分析

為了全面提升某市道路工程質量綜合水平，施工部門對裂縫通病問題予以關注，在明確其產生原因的基礎上，針對不同結構建立對應的補救措施，從而避免出現裂縫問題加劇的現象[2]。通過對YH 大街實地調查研究，結合已有YH 大街裂縫資料，分類整理出YH 大街裂縫處的曲線、長寬度及間距。總結出以下裂縫分布規(guī)律如（表2：YH 大街裂縫分布明細表），同時取三處有一定代表性的裂縫位置深入研究裂縫發(fā)展深度及層位。如（表3：YH 大街裂縫挖探試驗表）

表2：YH 大街裂縫分布明細表

表3：Y 表3：H 大街裂縫挖探試驗表

2.3 裂縫成因詳解

查看近三年來本地氣候變化，依據調查所得裂縫分布及層位數據分析，YH 大街發(fā)生眾多裂縫原因如下

2.3.1 連續(xù)兩年項目所在地氣候異常，溫差大。

2016年6月中旬到8月下旬，夏季高溫干旱，65 天無降雨，最高氣溫在 32.6℃以上的天數超過38d，高溫下瀝青面層瀝青軟化，降低了礦質骨架約束力，使骨架失穩(wěn)。進入9月中旬連續(xù)陰雨天8d,氣溫連續(xù)下降且有4 天大風天氣，至9月下旬平均氣溫降低至17℃。

2.3.2 溫差大，瀝青路面發(fā)硬并收縮，引發(fā)橫向裂縫。

①氣溫變化大，當收縮拉應力>混合料抗拉強度時，引發(fā)瀝青面層開裂。②路面出現橫向溫縮裂縫后，未得到及時治理。之后連續(xù)降雨、氣溫驟降，雨水滲入裂縫。初期滲水后道路裂縫鼓脹，粉化灰土，降低了材料密度，路面層突起，形成鼓包；之后由于雨水和道路垃圾滲入結合層面，再經過行車碾壓，使水泥和混合料性能發(fā)生改變，連陰雨天氣使路面出現嚴重唧漿病害[3]。③經過1～2年的裂縫開閉，縫口瀝青密度降低，到了冬季，雖然肉眼感覺路面裂縫減少，但實際上溫縮裂縫已經嚴重地破壞了路面結構；形成溫縮裂縫病害后未能得到及時處理，形成坑凹路面，甚至開裂性坑槽。

3 治理道路裂縫的優(yōu)化方案

3.1 優(yōu)化方案指導思路

3.1.1 及時發(fā)現及早治理，針對因溫縮產生的橫向裂縫制定專業(yè)的改善方案，并對其它裂縫按裂縫大小分別治理。

3.1.2 充分考慮施工時當地環(huán)境與氣溫，嚴格把控修復施工各個環(huán)節(jié)，盡量降低道路裂縫再發(fā)生機率。

3.1.3 利用采購的灌縫材料，新、老施工工藝結合使用，重點加強新施工工藝的創(chuàng)新運用。

3.2 優(yōu)化方案的具體實施過程

3.2.1 修復橫向裂縫。首先使用鐵鎬切除橫縫，接縫邊緣留有毛茬，有利于新老瀝青充分黏結；其次清理裂縫中的雜物及松動的結塊物體，利用空壓機保持裂縫干燥；最后使用灌縫工藝。

3.2.1.1 縫寬<5 mm 處理工藝

在裂縫中灌入改性乳化瀝青，其中乳化瀝青含量≧ 60%，澆灌兩到三遍，最后進行裂縫表面處理。裂縫表面處理工藝：①選擇與裂縫寬度相符抗裂貼，②以裂縫為中心線將抗裂貼無粘性物面朝上平貼路面上。（保證氣溫>0 ℃ ）③ 沿不規(guī)則的裂縫走向分段使用抗裂貼，抗裂貼接合處段要保留 55(±3)mm 重疊。④利用滾筒碾壓，使抗裂貼與路面之間元氣泡和皺褶，充分黏合。

3.2.1.2 縫寬≧ 5 mm 處理工藝

首先對裂縫進行清潔、烘干（施工工藝與上述處理方式相同），烘干裂縫處溫度保持在115±5℃ 之間，將熱瀝青( 瀝青溫度≧ 150 ℃ ) 沿著裂縫面澆灌兩到三遍，冷卻前鋪撒清潔后的石屑或粗砂(石屑或粗砂加熱溫度：115 ℃±5℃、石屑或粗砂Φ 2mm--5mm)，最后夯實至灌縫材料平齊于路面。注意事項：充分考慮施工季節(jié)及施工期的氣溫變化。如在氣溫較高的夏季，熱瀝青灌入高度≧ 路面高度0.8±0.2mm；如果在氣溫寒冷時施工，膠體高度應低于路面0.7±0.2mm 之間。

3.2.2 積極引進新材料、新工藝，完善施工技術

以上熱瀝青灌縫治理方法是施工單位最為常用的一項老工藝，技術成熟、操作方便。近幾年在施工材料上引用了乳化瀝青，其灌縫材料屬于液體材料，優(yōu)點是可灌至裂縫較深處，但不足之處在于灌注裂縫中常有汽泡或皺褶。本次施工方引用了荷蘭新型灌縫材料高彈密封膏。此灌縫材料屬半流體狀，三位施工人員利用自制灌壓設備就可以完成施工[4]。灌深可達15～20cm ，且很少有汽泡或皺褶產生。利用此項新材料施工，不僅有效處理了堵塞裂縫的問題，而且有效的降低了裂縫病害再發(fā)生率。

3.3 總結案例項目要點

本項目最大問題是橫向裂縫多。氣候環(huán)境特殊，高、低溫持續(xù)作用于路面，致使路面急劇收縮產生裂縫；其二是持續(xù)一周以上的降雨天氣使雨水滲透致基層和底基層；最后是采用新材料、新老工藝結合的方式有效的完成了此項裂縫修復工程。

4 結論

在處理道路裂縫施工時，首先要分析裂縫的成因，現場實地采樣，結合分析報告制定嚴謹的道路裂縫施工方案；其次，施工時充分考慮施工環(huán)境及當時天氣氣候的影響，嚴格把控每一項施工環(huán)節(jié)質量，積極有效的利用新材料、新工藝，創(chuàng)新施工技術，盡量避免二次施工，力爭降低二次裂縫機率；最后，施工部門要加強質量監(jiān)管，落實動態(tài)化監(jiān)督機制，確保施工方能按照標準化流程完成整體修復裂縫工程。使道路施工項目整體質量得到全面進步，為市政道路施工項目可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)建良好的平臺。