改建高速公路水泥混凝土路面裂缝整治
摘要：既有公路改建高速公路，稍有不慎就会产生路面裂缝，尤其是在采用水泥混凝土路面时，表现更为显著。广东清远-连州高速公路A3标段施工完成后，就出现了较多的路面纵向裂缝。本文总结了对该标段路面纵向裂缝的现场调查、原因分析、整治措施及处理效果，提出了预防措施。
关键词：改建公路，路面裂缝，整治，预防
1. 工程概况
1.1 工程地质情况
广东清（远）-连（州）高速公路是既有一级公路改建而成的，设计为双向四车道，水泥混凝土路面。其中A3标段，全长32.1Km，起点桩号JK2132+900，终点桩号为JK2165+000；设计路面宽度21.5/24.5m，行车道板宽度2×3.75m；改建既有路面536583m2，新建路面136043m2。
A3标段行经中生界黎埠盆地北东端边缘地带的丘陵地区，区域内基岩裸露，地表岩溶较发育，多岩溶孤峰，山间沟谷多为被侵蚀堆积而成的红粘土，两岸阶地呈不对称分布。
1.2 主要工程内容
改建工程主要包括破碎路基挖除重填、路基路面拓宽、纵坡调整、破碎稳定基层加固、破碎面层挖除重铺、新铺水泥混凝土面层，以及支挡和排水设施。
1.3 改建路面结构设计
改建高速公路分两种情况：一种是挖除重填段，路面结构设计为碾压贫水泥混凝土基层15cm，加C20水泥混凝土面层28cm（北上线）/30cm（南下线）；另一种是加固重铺段，路面结构设计为碾压级配碎石垫层15cm，加C20水泥混凝土面层20cm/22cm。基层与面层之间均设置封层，厚度1cm。路面总厚度：挖除重填段不小于84cm，加固重铺段不小于44cm/46cm。其中有10m长的路段，面层设计为钢筋混凝土。
1.4 改建路面裂缝及整治情况
A3标段改建施工完成后，路面陆续出现较多裂缝，大多分布在破碎路基挖除重填段，且主要为纵向缝，其中10m长的钢筋混凝土路面无裂缝。现场调查统计显示：共有40条裂缝，总长度920m，宽度约为0～3mm，且呈发展趋势。
裂缝发生、发展、整治过程中和整治后，设点进行了3个月的全程、持续观测。查清了裂缝发生的主要原因，采取了对应的整治措施，整治后没有产生新的开裂，效果良好。
2. 纵向裂缝现状调查
2.1 裂缝位置分布调查
现场调查统计裂缝位置、分布、长度、宽度及监测标记，见表。
纵向裂缝现场调查统计表
3. 裂缝主要成因分析
3.1 混凝土表面收缩裂缝。如：JK2137+370～JK2137+375；
3.2 位于垭口位置，温差较大，降温速率太快，在温度应力作用下，产生路面纵向开裂。如：JK2152+910～JK2152+920。
3.3 板宽过大（现场实测宽度为5.5m），又没有设置纵向伸缩缝，板内温度应力过大，造成纵向收缩裂缝。如：JK2154+420～JK2154+445。
3.4 基层纵向裂缝或切缝错误，导致面层纵向反射裂缝。如：JK2154+420～JK2154+445、JK2154+540～JK2154+565。
3.5 面层纵向切缝深度不足（取样只有5.5cm），即当板块拉应力较大时，板块不能延切缝开裂，切缝没有起到调节温度应力的作用，导致沿拉杆边缘纵向开裂。如：JK2146+913～JK2146+923、JK2156+447.222～JK2156+467.5、JK2150+730～JK2150+735。
3.6 旧路基填土及其地基土的含水率较高，工后沉降较新填路基大，形成不均匀沉降，导致路面开裂。如：JK2152+300～JK2152+310、JK2152+515～JK2152+525。
3.7 其他原因有：横向伸缩缝位置设置不准确，或是没有及时切缝，造成纵向裂缝通长发育；传力杆安装位置不准确，不在同一平面，造成传力杆不能前后活动，造成纵向不规则裂缝。
4. 纵向裂缝处治措施
4.1 对长宽比超过1：1.75，目前未出现纵向裂缝区段的面板，增加一道纵向伸缩缝。其技术要求如下：1.增加的纵向伸缩缝设置在行车道标线右侧，紧贴标线边缘2.切缝深度为板厚的1/3，且不小于10cm，宽度7mm～8mm；填缝槽深度25～30mm，填缝深度15～20mm。3.伸缩缝采用聚氨脂道路嵌缝胶填充。接缝板采用油-180沥青事先处治过的软质木材或聚乙烯泡沫条。
增切伸缩缝的具体桩号为JK2153+650～K2155+500。
4.2 对所有已出现纵向裂缝（收缩纹除外）的混凝土面板，采用“锁缝锚杆”处理。其技术要求如下：1.因裂缝产生后，应力已释放完毕，不再补切缩缝，而是采用交叉锚杆锁缝。2.锁缝锚杆设计为双侧交叉错列斜锚杆。锚杆孔径28mm，孔斜率35º，单边孔距80cm，双边错列。钻眼累计长度1250m。锚杆采用Φ16螺纹钢筋，设计长度为51.8cm。锚固剂采用双组份环氧树脂或双组份植筋胶。3.同时借鉴轿车玻璃裂纹钻眼修补技术，在裂缝首尾端位置钻孔，截断裂缝，防止裂缝继续发展。然后对钻孔进行填充处理，填充材料主要采用柔性沥青混合料，上层（孔口）采用聚氨脂道路嵌缝胶填充覆盖以便防水。4.在面板出现裂缝首尾相邻横缝处增切隔离缝。隔离缝切缝深度30cm，切缝槽缝宽20～25mm，填缝深度30～40mm。临时处理可先在纵向裂缝首尾采用Φ200断缝孔阻断裂缝，防止其继续发展，采用柔性材料（沥青混合料）填充，上层15～20mm采用聚氨脂道路嵌缝胶封填。5.首先对裂缝进行灌缝防水处理，即采用人工开槽，槽口宽8mm，深度20mm，清缝后采用聚氨脂道路嵌缝胶灌缝防水。
4.3 对面层混凝土收缩裂纹，采取环氧树脂胶进行灌缝封水处治。具体处治段落桩号JK2136+935～JK2138+285。
4.4 对切缝深度不足的纵向伸缩缝，迅速进行补充切缝处理。切缝深度不小于板厚的h/3，切缝后按伸缩缝要求做填缝处理。
5. 结论
5.1 首要的是预防，就是要在施工中坚决做好地基加固处理，并适度提高新填路基本体的填压密实度，减少其工后沉降，缩小新旧路基的不均匀沉降，避免反射裂缝。要使变形缝真正起到变形的作用，路面沉降缝、伸缩缝的设置位置要与路基本体交接面“对位”；基层、面层的变形缝也要“对位”，避免因错缝导致路面不规则裂缝。设计方面要注意，路面板面积不宜过大，长宽比要适当。
5.2 其次就是整治，就是要查明原因，区分不同情况，采取对应的整治措施，才能达到整治的功效。增设变形缝、锚杆锁缝、钻眼截断等技术，就是比较成功的整治措施，可供参考。
参考文献
1. 交通部，《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003
2. 交通部，《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规范》JTJ037.1-2000
3. 交通部，《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ037.1-2001