某高速公路K93+801-K93+871段高填路段路面基层裂缝产生原因分析

某高速公路 K93+801-K93+871 段 高填路段路面基层裂缝产生原因分析

刘顺波

摘 要 某高速公路位于吉安市永丰县全长10.1km ，路基段均位于山间河谷地带，地势较高，地形起伏大，区域路基填、挖方高度均达10～25m之间，属于陡坡高填方路堤和深挖方路堑。本标段K93+801-K93+871段左侧填方高度18.6 m，1月份该段路床全幅交验合格，路面完成水泥稳定碎石基层施工后，路面结构层随之产生间距较规则的横向（部分呈树枝状）裂缝和纵向裂缝。根据在此段落布置监测点，观测此段路基位移及沉降数据以及结构层取芯观察，判断此段路面结构层裂缝与路基施工质量无关，主要原因为路面标梅雨季节摊铺底基层水泥稳定碎石，且未对路面结构层车辆通行管控。

关键词 基层 裂缝 分析

1^ 工程概况

1.1 工程概况

某省广吉高速公路B3标段位于吉安市永丰县，标段全长10.1km，路线所经区域主要分布河谷地段的第四系冲洪积层（Q4al+pl)、堆残积（Qdl+el)层，其下主要为青山口纪上施组（Qbss)岩层和青山口纪里组（Qbk)岩层,破残积层岩性为粉质粘土，局部含碎石角砾。区域地层主要为千枚岩、千枚状板岩及板岩。

板岩主要分布于 K89+000～K89+900、K94+700～K96+900，该岩性主要特点主要为板状结构，厚层状构造，该岩性多与千枚岩呈互层分布，岩性特点主要为岩质较硬，全风化层薄，强风化层较厚，中风化板岩单轴饱和抗压强度为 34MPa。属较硬岩。软化系数为 0.8。

K96+900～线路终点主要分布以千枚状板岩为主 ，该岩性特点主要为千枚状结构，薄层状构造，该岩石风化能力较弱，地表露头基本为全～强风化，主要表现为全风化层较薄，强风化层较厚，局部埋深达到三十五米。中风化千枚状板岩轴饱和抗压强度为 23MPa。属较软岩。软化系数0.72。

1.2 工程特点

路基地段均位于山间河谷地带，地势较高，地形起伏大，地形陡峻，施工便道修筑困难。区域路基填、挖方高度均达10.5～25.5m之间，属于高填方路堤和深挖方路堑；标段路基土石方施工方量大，其中石方开挖约200万方，结合地质资料，需爆破施工，安全和工期风险较大；

路基、桥梁施工不能避开雨季，雨季施工困难；本工程20米以上高填方路段较多，且部分处于半填半挖地段，施工中安全质量风险高；

2 基层裂缝情况

该高速公路K93+801-K93+871段路面完成水泥稳定碎石基层施工后，基层结构随之出现了纵向裂缝，而且时断时续，呈树枝状。纵向裂缝自K93+801至K93+871，在左幅线路中间产生间断网状裂缝和纵向裂缝且纵向裂缝形状及位置规则，位于左幅中间处。裂缝长约3～5m，宽约1.0～3.0mm（见图1）。

图1 K93+801-K93+871段路面结构层裂缝

在K93+821、K93+842两处取出1平方米范围的路面结构层，中、下基层均发生开裂，结构层厚度47cm-57cm不等，只有中基层有裂缝，下基层、底基层及路基未见明显裂缝；芯样显示仅中基层有裂缝，裂缝处三层厚度47cm。下基层松散，无法取出完整芯样（见图2）。

图2 路面结构层取芯

如果基层材料的干缩应变、温缩应变产生的拉应力大于基层的抗弯拉强度，就可能使基层结构尤其是结构强度薄弱地带出现裂缝，而且多在基层完工2～3周后发生，开裂方向主要由结构两侧或边缘地带向中央延伸。经过一段时间的日晒、风吹、雨淋，开裂情况越发严重，甚至上下贯通，裂缝也逐渐增多，且多为横向裂缝。

3 裂缝原因分析

3.1路基填筑质量

观测K93+852盖板通道涵及此段路基边坡防护情况，并在此段路基两侧水稳层外边缘设置观测点，连续观测1周，均未发生不均匀沉降现象（见表1）。该段路基为左右幅整体填筑，填料为路基挖方段利用方，填料均匀，不存在不一致情况，故不应出现只有左半幅沉降情况。

表1 路基沉降观测台账

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.2路面基层施工质量

此段基层混合料碎石及级配、水泥剂量及型号、含水量控制等与右幅基本一致；施工时碾压遍数、摊铺机型号与右幅一致。

3.3 温度变化引起裂缝

查看施工记录显示，该段摊铺期间前后温度变化较大（见表2），在路面基层施工中，很可能会出现因各种原因造成的某一部分施工质量的偏差，如基层中央部位的材料级配问题等。在温度变化较大的情况下，这些部位较低的抗拉能力便会无法承受由热胀冷缩所带来的拉应力而产生开裂现象。

表2 该段基层摊铺时段天气预报

3.4 雨季施工引起裂缝

K93+852左幅底基层摊铺时下大雨，铺完的底基层重车通行后车辙明显（见图3），下大雨时未摊铺的基层混合料直接倾倒在路基上，雨后直接摊平（见图4）。

图3 重车通行后车辙明显

图4 下大雨时未摊铺的基层混合料直接倾倒在路基上

3.5 养护时间不足造成裂缝

路面基层摊铺完成后，路基上重型超载货车不间断经由主线左幅往返通行，造成养护未到期的路面受损（见图5）。

图5 重车往返左幅通行

4 结束语

该段路基质量情况良好，没有发生明显不均匀沉降及横向位移等情况，故初步判断裂缝与路基不均匀沉降无关。

裂缝可能原因：一是路面结构层厚度不够（三层设计厚度总计59cm）；二是雨后施工车辙未处理造成路基表层软弱，无法压实；三是养护时间不足，严重超载重型货车通行造成基层结构破坏；四是摊铺日期前后温度变化较大，由温差和干缩原因造成规则裂缝。

参考文献

1. 
   

2. 《公路路面基层施工技术细则》JTG/T F20-2015

[2] 钟有. 水泥稳定碎石基层裂缝产生的原因及防治[J]. 低碳世界, 2018.

[3] 马泽铭. 半刚性基层沥青路面裂缝产生的原因分析及处理技术[J]. 交通世界, 2010(1):2.

[4] 田亮. (2011). 高速公路路面基层施工裂缝产生原因及处理措施. 城市建设理论研究:电子版(16).

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