改建工程早期裂缝产生的原因及防治
（马鞍山三立建筑公司 ， 安徽 马鞍山 243000）杨志军
【摘要】通过对实际拓宽改建工程调查追踪，从方案设计、施工控制、早期裂缝产生原因的剖析、防治措施、养护维修等方面，对改建工程的早期裂缝，进行较详细的理论分析和研究，介绍一些施工及防治经验，为类似工程提供可以借鉴的资料。
关键词：改建工程 早期裂缝 原因 防治 修缮
随着国民经济快速、协调发展，道路交通量日益增大，部分现有公路已无法满足经济发展和快捷便利的交通运输需求，老路的拓宽改建工程得到充分的发展，但由于新老路路线设计标准不同，新老路的中心线不能完全重合，路基拓宽后土基新增的作用力对沉降变形的影响等多种原因，造成沥青路面早期不规则的纵向裂缝，以马鞍山至濮塘旅游公路为例，分析改建工程早期裂缝产生的原因及防治、修缮措施。
1、问题分析
1.1 工程概况
马濮旅游公路是马鞍山至濮塘风景区的重要旅游干线，起点位于马鞍山体育场，终点至苏皖边界，路线全长19.869Km ，原老路路基宽7～9m ，路面宽5～7m ，为沥青贯入式路面，改建工程是在原老路基础上拓宽改造，有两侧拓宽、单侧拓宽和新建路基等改建形式。
根据施工图设计，公路等级采用二级公路技术标准，设计路基宽12m ，路面宽9m ，路面及路基结构形式为老路拓宽部分为：3cm 细粒式沥青砼+5cm中粒式沥青砼+沥青封层+20cm二灰碎石+20cm 11%石灰土+40cm 6%石灰土+土路基；新建路段为：3cm 细粒式沥青砼+5cm中粒式沥青砼+沥青封层+20cm二灰碎石+40cm 11%石灰土+40cm 6%石灰土+土路基。
老路面上采用二灰碎石补强，厚度根据各个路段实测弯沉，分析计算采用最小补强厚度。若不能满足设计厚度要求，则挖除老路面，使其满足最小补强厚度或直接按新路面施工，最后采用面层结构形式。
1.2 现状调查
老路段建成使用后三个月，既个别地段相继发生早期纵向裂缝，随着时间的推移，加之交通量迅速增加，以及施工超载车辆作用，加快了路面早期裂缝的产生。而新建路段由于工期合理，高填方路段等载预压时间长，施工精度要求高，设计合理等多方原因未发现早期裂缝。
根据对早期的裂缝调查，发现有以下共同点：
（1）早期裂缝均发生在老路改建段；
（2）裂缝主要分布在新老部分拓宽位置；
（3）伴有平面错台的沉降裂缝均集中在高路堤拓宽段；
（4）出现裂缝的拓宽部位地质情况较差，一般均存在软土层、水塘及低洼地；
（5）根据施工记录及监理日志，路基工程严重压缩工期，工期均在三个月左
右；
（6）早期裂缝产生的时间一般在通车后三个月左右，裂缝的稳定时间不等。
2、早期裂缝产生的原因
导致老路拓宽改建工程早期裂缝产生的原因有很多，结合马濮旅游公路分析如下：
2.1 新老路出现差异沉降
原路基底部地基土已成沉降固结状态，并且所增加的荷载远小于新拓宽的部分，拓宽处土基新增的作用力对地基产生沉降变形，路基失稳，多现新老拓宽段破裂面，破裂面外土体下沉侧移，将路面拉裂。
2.2 路面结构设计不合理或厚度不足
路面强度无法满足行车要求或者年均交通量增长率估计偏小，致使路面强度不足，无法满足交通量迅速增长的需要，导致路面产生裂缝。
2.3 材料原因
（1）根据规范要求，液限大于50%，塑性指数大于26的土不能直接用作路基
填料，土体含水量控制在最佳含水量±2%以内。由于本工程位于长江以南，周围水系发达，地表含水量多，施工中经常因压实度不能满足要求而返工。
（2）无机结合料的原材料包括碎石、工业废渣、水泥、石灰、粉煤灰等都应
符合规范要求，否则将可能引起路面早期裂缝。
（3）沥青混合料配合比、集料级配、炒拌温度的控制等都能造成路面早期裂
缝的产生。
2.4 施工因素
（1）路基或基层结构强度不足，路基局部下沉路面掰裂。
（2）路基施工填土未压实，路基产生不均匀沉降，接缝处压实未达到要求，
在行车作用下产生裂缝。
（3）二灰碎石基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力，形成干缩
裂缝。
（4）二灰碎石基层养生不当，造成早期干缩裂缝的产生。
（5）本工程在部分改建路段的二灰碎石施工过程中，为提高路基早期强度加
入了3%的水泥，因半刚性基层强度过大，产生了部分横向单裂缝。
（6）沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，或施工接缝处理不当、碾压
方式不正确产生裂缝。
2.5 超载因素
由于超载、超限等大型车辆作用，造成正常设计的路面、基层或底基层抗拉强
度不足，造成路面破坏出现裂缝。
2.6 行车干扰因素
由于开放性施工，为保证车辆正常通行，改建段路基在填筑施工过程中无法预留超宽预压宽度；在挖方施工过程中无法预留内倾台阶，且在后期施工中无法碾压到位也是裂缝产生的主要原因。
2.7 工期原因
路基有效施工工期短。由于马濮旅游公路横贯市、郊，征地拆迁问题严重滞后，为赶工期，部分路段变更了透水性材料在雨季施工，路槽内积水无法排净，也导致了早期裂缝的产生。
2.8 透层油或粘层油的施工问题
透层油或粘层油的作用是：加强沥青面层与非沥青材料基层或沥青层与沥青层之间结合良好。如果洒布工艺控制不严造成计量不准确、油膜不均匀、稠度不连续及基层清扫不干净，残余浮土、碎石、油污等形成隔离层，导致裂缝的产生。
3、早期裂缝的防治措施
3.1 设计措施
在设计中，充分估计和预测远景交通量，适当考虑车辆的比例。在设计半刚性路面结构时，结合改建项目当时的实际，优先选用抗压性能好、干缩系数和温缩系数小的原材料。
3.2 材料措施
选择合适的道路材料和面层材料，严把原材料检测质量关，不合格的材料不进场。
（1）选用塑性指数15～20的粘性土以及含有一定数量粘性土的中粒土和细粒
土。石灰稳定土的土粒最大粒径不大于15mm 。
（2）石灰的有效钙、镁含量不小于70%。
（3）粉煤灰中SiO 2、Al 2O 3和Fe 2O 3的总含量应大于70%，烧失量不应超过
20%。
（4）碎石粒径不应超过53mm ，压碎值不大于35%，针片状颗粒含量不超过
20%。
（5）沥青：江南片区宜采用AH —70#石油沥青，要求：针入度指标为6～8mm,
温度15℃时不小于100cm ，软化点不小于43℃，含蜡量不大于3%。
（6）对于路面面层材料应分开堆放，做好排水、防尘措施，堆料场要硬化处
理。
3.3 施工措施
（1）原地基地处理，公路拓宽改建工程与新建工程一样，原地基的草皮树根，
腐殖土都要全部清理干净，沟塘清淤要彻底，表层软土应根据施工和周围地表水系换填不同的路基填筑材料，地质不良的软土地段应根据地质资料采用加快地基固结沉降的方案施工（如超载预压，等载预压、粉喷
桩等工艺等）。
（2）提高路基稳定性及强度，在确保老路堤稳定的前提下充分考虑新路基施
工带来的影响，抓好原地基处理，减少路基工后沉降。增加一定宽度的反压护坡道或重力式挡墙来有效控制路堤侧滑现象。加强半刚性二灰碎石基层的养生，有效地控制和掌握基层混合料的水份和强度，减少干缩裂缝的形成。
（3）严格控制沥青混合料的炒拌温度、出厂温度、碾压温度，拌和后的混合
料必须均匀一致，无花白、离析和结团现象。混合料的摊铺速度应均匀行驶、缓慢、连续不断地进行，并采取有效措施防止层面之间污染。
（4）碾压控制，压实设备应配有钢轮、轮胎式及振动式压路机，按合理的压
实工艺进行组合压实，在压路机不便压实的地方配备小型振动夯实机具。在新老路的结合部位采用开挖多层台阶方式衔接，结合部必须碾压到位，对于沥青路面碾压时，禁止在未成型的路面上停顿、加水、加油、调头和刹车，并有效的控制碾压速度。
3.4 施工工期控制
土地固结随时间的延长而逐步完成。因此路基填筑速度的控制，对控制地基沉降并最终有效控制路面早期裂缝十分重要，不能随意压缩工期或赶工期，应遵循工程施工的客观规律，合理的安排有效工期，确保路基成形后的沉降时间。
3.5 防治水害
（1）做好基层及面层混合料配合比，减少细颗粒含量，控制含水量的超标范
围，减少由此而产生的干缩裂缝，阻断雨雪水的渗入破坏路基稳定。
（2）采取相应的排水措施防止路表水对公路的影响，在拓宽部位路基顶部每
隔20m 增设一道横向盲沟，与新老路结合部的纵向盲沟相通，在纵坡低洼处将渗水引出路基。
（3）在路面与基层顶面之间设防水层，合理洒布透层油、粘层油，洒前应清
理基层顶面，洒布时控制车速和喷油量，并立即撒布石屑或粗砂，形成隔离层，有效的阻断渗水。
3.6 超载控制
（1）执法从严，限制超限车辆运输，减少车对路面的早期破坏。
（2）适当增加路面结构厚度，使用优质材料提高路面整体强度。
（3）研究、开发使用新型沥青混合料，有效改善沥青路面使用性能，减少超
限运输对公路的损害。
4、路面早期裂缝的养护
通边后路面出现早期裂缝应及时处治，防止路表水渗入路面造成结构层更严重的损坏，及时恢复路面的使用功能并延长其使用寿命。
（1）对于早期的细小裂缝，采用热沥青灌缝封闭裂缝，防止雨雪水下渗。
（2）对于缝宽大于3mm 且相对稳定的裂缝，采用切缝机切缝铣宽至10mm 后，
吹净浮尘，用改性沥青灌注。
（3）对于缝宽大于5mm 且还在继续发展的裂缝，采用挖补处理的方法，将裂
缝处挖深至破坏层或路床顶，重新回填夯实并加铺二至三层土工布，必要时增设渗水盲沟，再重新铺筑沥青面层。
5、结束语
老路改建工程沥青路面早期裂缝的破坏形式多种多样，防治方法必须因地制宜，经济可行，全面考虑各种因素综合确定、综合治理，这就要求我们在施工中必须牢固树立质量第一思想，严把施工质量关，在施工质量控制中，做到事前积极防治，事后及时处理，最大限度防止和降低沥青路面早期裂缝的产生。