改建高速公路水泥混凝土路面裂缝整治

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2010-08-26 15:42 热度:

  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

                       b1.jpg
  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
  

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