徐州G310路面縱向裂縫形成原因分析

王志香

（徐州市交通規(guī)劃設(shè)計研究院 江蘇徐州 221006）

徐州G310路面縱向裂縫形成原因分析

王志香

（徐州市交通規(guī)劃設(shè)計研究院 江蘇徐州 221006）

G310東西向貫穿徐州市，老路各段經(jīng)過拓寬改造并且白改黑后，路面經(jīng)過多年的運(yùn)營使用，出現(xiàn)了裂縫、車轍等病害，其中，以縱縫病害尤為顯著，且明顯的呈現(xiàn)三種類型。本文對G310徐州段的路面縱縫進(jìn)行了分類，并在詳細(xì)勘察的基礎(chǔ)上，分析其形成原因。

G310；路基拼接；不均勻沉降；路基失穩(wěn)；縱向裂縫

1 G310國道養(yǎng)護(hù)改造歷史

G310原為國防307公路，老路路基寬8.5m，路面寬6.0m，20世紀(jì)90年代及20世紀(jì)初前幾年，陸續(xù)被拓寬改造為路基寬15m，路面寬12m的二級路。路面結(jié)構(gòu)原水泥路，后逐段改造為瀝青路。

2 路面縱向裂縫現(xiàn)狀

G310各段經(jīng)過了10～15年的通車運(yùn)行，瀝青路面出現(xiàn)了裂縫、車轍等病害，其中，以縱縫病害尤為顯著。根據(jù)縱縫的出現(xiàn)位置及呈現(xiàn)形態(tài)，分為三種類型：

2.1 邊部規(guī)則縱縫

此種裂縫出現(xiàn)于路面邊部，距離路面邊緣3m左右，裂縫順直規(guī)則，很多裂縫處出現(xiàn)了唧漿及錯臺現(xiàn)象。

2.2 邊部不規(guī)則縱縫

部分路段距路面邊緣1～4m范圍內(nèi)出現(xiàn)不規(guī)則的連續(xù)縱縫，或為一道，或發(fā)展為多道。該裂縫寬度較大（最大7cm），且伴有嚴(yán)重錯臺（大于1cm）。公路養(yǎng)護(hù)部門對其采用了打孔注漿的方法處理后，則該處裂縫不再發(fā)展，而在裂縫外側(cè)10～20cm位置又出現(xiàn)新的縱縫。

2.3 道路中心縱縫

大部分路段在道路中間存在一條縱縫，嚴(yán)格位于道路中心，形態(tài)十分規(guī)則，損壞程度較輕。

3 路面縱向裂縫成因分析

針對G310的幾種形態(tài)縱縫，調(diào)查并分析其形成原因如下：

3.1 邊部規(guī)則縱縫

G310是由老路加寬而成（原8.5m路基加寬至15m），大部分老路采用雙側(cè)加寬（每側(cè)加寬3.25m）。而邊部的規(guī)則縱縫出現(xiàn)在距路邊3m位置（大致在0.5m寬范圍內(nèi)），基本位于新老路基橫向拼接處，判斷為新老路基不均勻沉降導(dǎo)致的縱縫。

新老路基不均勻沉降主要是由于老路擴(kuò)建時施工處理不當(dāng)，加寬部分路基壓實度不夠，或者原老路的邊坡處拼接處理不到位造成的。路基加寬時，開挖臺階及壓實度檢測都針對加寬部分，而開挖臺階后剩下的老路邊坡容易被忽略。路基加寬后，該部分位于行車道位置，在行車荷載及自然沉降作用下逐漸密實，與老路路基形成不均勻沉降，從而形成路面縱縫。該種裂縫在路基沉降穩(wěn)定后基本穩(wěn)定，近年來未進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 邊部不規(guī)則縱縫

路面邊部的不規(guī)則縱縫，多出現(xiàn)在道路邊坡高度大于1.5m，道路外側(cè)為農(nóng)田或大排水溝的路段，且該種裂縫不斷發(fā)展，尚未形成穩(wěn)定。

對裂縫處進(jìn)行挖探，結(jié)果顯示裂縫貫穿面層、基層直至土基，路基存在明顯的斷裂。

對裂縫處的路基進(jìn)行鉆孔勘察，10m以內(nèi)土層如下：

1-1層雜填土（路面結(jié)構(gòu)層）：雜色，稍濕，主要由水泥混凝土、碎石塊等組成。厚度1m左右。壓縮性不均，工程性能較好。

1-2層素填土：稍密，稍濕，主要由粉土及黏性土等組成，局部夾含少量碎石塊。厚度0.72～1.35m。壓縮性不均，工程性能一般，fa0=80kPa。

2層粉質(zhì)黏土：可塑，土質(zhì)不均，干強(qiáng)度、韌性中等，含少量腐殖質(zhì)。厚度0.60～2.15m。壓縮性中等，工程性能一般，fa0=45kPa。

3層黏土：硬塑，土質(zhì)較均勻，夾少量鈣質(zhì)結(jié)核，干強(qiáng)度、韌性高。厚度2.00～4.70m。壓縮性中等，工程性能較好，fa0=65kPa。

4層黏土：硬塑，土質(zhì)均勻，干強(qiáng)度、韌性高，該層未穿透。壓縮性中等，工程性能較好，fa0=85kPa。

利用土力學(xué)原理，對路面最不利位置（車輪跡處）表面以下2m范圍內(nèi)土的豎向作用力進(jìn)行計算

土的自重應(yīng)力采用如下公式：

σcz=γz

式中：γ 取 18kN/m3。

集中力作用下地面下某點的附加應(yīng)力值采用如下公式：

σz=α

式中：α——集中力作用下的應(yīng)力系數(shù)，取0.4775；

Q——豎向集中力，取1/2軸重（125kN）。

路面表面以下土的豎直應(yīng)力為土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力的和，采用如下公式：

σ=σcz+σz

經(jīng)計算，路面表面以下土的豎向應(yīng)力分布值如表1。

表1 路面表面以下2m內(nèi)土的豎向應(yīng)力分布表

從鉆探及標(biāo)貫試驗結(jié)果來看，加寬部分路基的填料主要為粉土或黏土，路基的含水量較大，但已密實。路面表面以下1m處豎向應(yīng)力為77.69kPa，2m處豎向應(yīng)力為50.92kPa，而位于這一層的路基填土承載力為80kPa，現(xiàn)有路基承載力可以滿足豎向應(yīng)力要求，2m以下的土層承載力亦滿足要求。但3層黏土層上部含少量腐殖質(zhì)，承載力稍低，易形成軟弱層。

分析該縱縫產(chǎn)生成因，主要有以下幾點：

（1）路基加寬處邊坡高度較大，外側(cè)為大排水溝，路基外側(cè)支撐力不夠；

（2）新老路基加寬拼接時處理不到位，老路邊坡沒有挖臺階，或臺階太少、太窄，壓實不夠充分；

（3）加寬部分路基多位于原排水溝處，溝底沒有清淤或清淤不徹底，形成軟弱層；

（4）路基填料主要為粉砂土，在毛細(xì)水、路面滲水、邊溝積水作用下，長期處于潮濕狀態(tài)，路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性降低。

以上多種原因造成加寬部分的路基失穩(wěn)發(fā)生滑移，反應(yīng)到瀝青路面上為不斷發(fā)展的邊部不規(guī)則縱縫。

3.3 道路中心縱縫

路面中心的縱縫為上、下行路面分別鋪筑時，由于縱向施工搭接質(zhì)量不好造成的。

4 結(jié)束語

G310徐州段為老路拓寬改造而來，新舊路基拼接處處理不當(dāng)極易形成路面的縱向裂縫。而本項目普遍存在的三種縱縫，除去中間裂縫為施工搭接縫，邊部的規(guī)則裂縫和不規(guī)則裂縫，均為路基加寬造成的不均勻沉降及失穩(wěn)滑移形成。在分析出縱縫的成因及發(fā)展趨勢后，應(yīng)針對不同的成因裂縫采取適當(dāng)?shù)奶幚矸桨福_保一步處理到位，不造成工程浪費。

U418.6

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1004-7344（2016）01-0145-01

2015-12-20