淺析道路工程裂縫原因及防治

王海明

（上海永昌公路養護工程管理有限公司，上海市201204）

0 概述

市政道路的施工過程中以及道路建成通車后，往往會遇到各種各樣的裂縫，開裂現象一般集中反映在道路結構層的開裂。即使是新建道路在通車后兩三年內，路面出現裂縫也是比較常見的。無論是水泥混凝土路面，亦或是瀝青混凝土路面，幾乎沒有一條道路能在達到設計年限和設計交通量之前不進行路面翻修的，而其中絕大多數路面改造都是由于裂縫引起。

路面裂縫產生源于路面面層材料或路面基層，原因主要有如下幾種：疲勞開裂、溫度變形、反射裂縫及材料、施工工藝欠缺等。裂縫表象主要為網裂、橫向裂縫、縱向裂縫。

其中瀝青混凝土路面裂縫大致分為幾種：縱縫、橫縫、網裂、龜裂。瀝青混凝土路面裂縫除了處于排管溝槽位置的較為規則，其它出現的裂縫一般呈不規則狀況。

水泥混凝土路面早期裂縫大都為橫向（少數略橫斜向）、板邊、板角、板中裂縫，但以板邊居多。大部分裂縫貫通整板，上下裂透，有些板開裂后至左右兩塊或三塊板，部分裂縫鋸縫前（澆筑20 h左右）就能發現，雖然縫很細微，有的并不貫穿整個塊板，但大多數縫是在鋸縫后才出現，并且大部分相當明顯，并貫穿整塊板，有些縫是斜著貫穿混凝土板。經過工程實踐觀察，切縫后出現的裂縫在切縫前實際已經形成，一般并未引起重視，主要是因為初期縫非常細微，不容易被發現。

從路面裂縫對道路的影響看，初期是影響美觀，對道路結構性能的影響較小，但是隨著時間的推移，路表水通過瀝青混凝土表面裂縫，在行車動水壓力的作用下，不斷滲入道路結構中的基層、墊層，甚至滲入路基、路堤，導致土基軟濕，水損害逐漸積累，最終影響道路結構層，降低道路的承載力，并引起不均勻沉降，降低路面平整度，降低道路的使用性能。

本文主要從設計、施工、材料角度對裂縫產生進行分析，并提出一些防治辦法。

1 裂縫原因及防治

對于道路工程中出現的裂縫，究其原因，大致有幾個方面。

1.1 設計

由于道路工程在力學計算上本身就是一個超靜定結構，對道路結構層的選擇基于類似與經驗值的計算及推測基礎。另外，由于交通流量的不可預測性，往往在道路建成后，流量增長迅速，而在路面結構設計中軸載取值偏低，與道路運營后的實際情況不符，導致結構層取值不能符合實際的運營條件。既然力學分析的方法并不能完全給我們提供準確的結構層，我們是否可以將視線轉向統計學，利用我國現有的道路網絡，收集大量數據建立不同結構層在不同地質水文情況下的使用情況庫，利用電腦進行統計分析確定合理結構層，合理的結構層可避免道路設計中盲目求厚、求強的觀念，有著可觀的經濟性，并且對防止裂縫產生、延長道路壽命有著比較現實的意義。

另外，近年來對水泥混凝土的改造工程越來越多。這類工程一般通過路面彎沉檢測和病害調查分析，針對現狀水泥混凝土路面整體情況較好的情況，設計對老路混凝土路面利用并采取“白加黑”措施。當然利用現狀混凝土路面，補強處理后加罩瀝青混凝土路面具有節約工程投資、縮短工期、有利于施工期間交通組織、有利于環保等優勢。但是僅僅通過彎沉檢測手段仍然較為單一，并不能全面反映基層和路基的現實運行狀況。道路建成后2～5 a內發現反射裂縫的情況也較為普遍，這說明我們在“白加黑”的設計方面仍沒有取得更為合理的技術處理措施。

1.2 施工

下面就幾種施工過程中常見的、容易產生裂縫的典型狀況進行分析。

（1）窨井四周出現的裂縫

不同的構筑物之間一般都會產生不均勻沉降，無論瀝青混凝土路面還是水泥混凝土路面，窨井四周總會出現差異沉降和表面裂縫。施工過程中往往會忽視這一點。

在施工過程中，只有對窨井四周進行嚴格的分層夯實，方可減少、延緩裂縫的出現。

（2）橋頭搭板裂縫

由于橋頭搭板多為高填土，自重較大，橋頭不均勻沉降引起搭板變形，搭板的各種接縫往往會反射到路面上。

在施工中可采用玻璃格柵、土工布（單面燒毛）覆蓋，寬度可控制在接縫每邊不少于1 m。該方法曾在上海市浦東新區某些工程中使用，效果較好。

（3）溝槽及過路管線開挖引起的裂縫

由于市政道路管線眾多，深溝槽的雨污水管道需要敷設，淺溝槽的雨水連管、上水、煤氣、通訊、電纜等管道需要同步實施，因此施工過程中對原狀土、道路結構層（尤其是二灰碎石、水泥穩定碎石等基層）的開挖是很常見的，不能妥善處理溝槽回填以及基層開挖對基層整體性的影響，會引起工后的路面裂縫。

對于雨、污水管道等較深的溝槽處理，施工中必須按設計要求進行處理，溝槽回填土必須達到設計壓實要求；對于開挖較淺的公用管線溝槽，溝槽開挖后不僅要挖成臺階形，還要特別注意回填材料的壓實度；另外，基層可以采用素混凝土回填，但要注意原基層和素混凝土基層的接縫處理，可采用臺階形處理方式（底窄上寬），可最好鋪設土工格柵等防裂縫措施，以減少工后的反射裂縫。

（4）注意高溫季節的施工

高溫季節的施工是造成早期裂縫的另一個重要因素。

在陽光曬和干熱風的影響下，砂、石材料的溫度可高達60℃～70℃，拌出來的混凝土的溫度相當高，甚至可達40℃左右。溫度高，水泥水化反應加快，混凝土凝結硬化快，和易性降低，操作困難，易造成蜂窩、麻面，降低密實度；水分蒸發快，表面易干燥，養護不易充分，造成強度降低，增加了出現干縮裂縫的可能性。原本溫度就比較高的混凝土拌和攤鋪成型后，在太陽光的輻射下，溫度迅速上升（尤其是表面部分）造成“假凝”或過早凝結產生裂縫。

夏季施工時應注意以下兩點：

一是可考慮搭設遮陰涼棚防止日曬及突然遭雷雨的襲擊。一方面可使濕法養生保證一定的濕水狀態；另一方面可采用薄膜養生，可防止在混凝土板中產生太大溫度梯度而致開裂。

二是適當增加混凝土拌和的單位用水量，以保證混凝土的和易性。另外采用摻加緩凝劑的辦法也比較好，它能減少用水量和水泥用量，還可提高混凝土的強度，大大有利施工操作。

要在整體上把握道路工程的施工質量，防止裂縫出現，關鍵還是要有足夠的工期，把握好施工節奏，尤其是填方道路，最好在較快時間內完成結構層施工，保證在面層施工前道路有足夠的穩定時間。

（5）設置防水層

由于瀝青混凝土本身一定存在孔隙，雨水難免會滲入到瀝青混凝土中去，為了防止水滲入，在基層上設置了一層改性瀝青粘結層，該層材料除了具有連接水泥板塊和瀝青混凝土、減緩反射裂縫出現的作用外，還是一層防水層。

（6）防止水滲入，在老板塊滿鋪加筋防滲膜

在“白加黑”工程中，雖然原混凝土板縫都進行了重新處理，但為了能更好地防止水進入，在處理好的原混凝土板上滿鋪加筋防滲膜。加筋防滲膜屬于新產品，在具備防滲功能的同時，兼有一定的抗拉強度，且通過噴油處理后，能與老路混凝土板塊良好粘結，目前正在被逐步推廣使用。

1.3 施工材料

首先要把好原材料的質量關，杜絕水泥安定性試驗的現場漏檢和不同批次水泥的混用現象；對砂、石料、三渣等要嚴格驗收，做到不合格的原材料不進場、不施工。嚴格按質量操作規程施工。

例如在以往的道路三渣施工中，采用的是大三渣，后采用小三渣（級配三渣），三渣層平整度更容易控制，整體性增強了，在三渣施工中掌握好三渣的活性氧化鈣的含量（大于30%以上）及其含水量的控制是三渣板結與防止縮裂的關鍵。

為了減少瀝青混凝土產生水破壞損壞，首先要減少和防止水滲入到瀝青混凝土中。目前正在推廣應用的是改性瀝青SMA，主要采用了斷級配的設計方法，并在優質瀝青中加入了SBS改性劑、木質素纖維等形成瀝青瑪蹄脂，這種材料有著較好的抗高溫軟化性能（可達60℃以上），在低溫時延展度可達普通瀝青的5倍以上。改性瀝青SMA技術的使用，大大延緩了反射裂縫的出現，解決了密實度與粗糙度的矛盾，提高了道路的使用壽命及行車舒適度。SMA-13的孔隙率采用3%～4%，能有效防止水滲入瀝青混凝土。對SMA施工的要求是：（1）盡可能在瀝青混合料中摻夾抗剝落劑，提高瀝青和石料之間的粘結性，提高其抗剝落能力，是瀝青混凝土防止水害的重要措施之一。（2）提高壓實度，施工時要求采用壓實度和孔隙率雙控，上面層壓實度98%，現場孔隙率不大于6%。

2 結論

總之，道路路面裂縫是個綜合性的復雜問題，幾乎每一個路面工程的施工都會遇到，如何使裂縫的出現率降低，這是每一個工程技術管理人員面臨的現實問題，也是一個亟待解決的問題。