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摘要：水泥混凝土路面具有剛度大、承載能力強；耐久性優良、耐高溫性強；抗彎拉強度高、擴散荷載能力強、疲勞壽命長；耐腐蝕性強；穩定性好、使用壽命長；日常養護費用低等諸多優點，被廣泛應用于市政道路建設，在長期的運營過程中，各種病害隨之涌現，最嚴重的就是裂縫破壞。在老路改建工程中，對針對該道路水泥路面貫穿性裂縫產生的原因及工程處理措施進行剖析，對該道路的路面裂縫處理后方可對老路進行改擴建。

關鍵詞：水泥混凝土路面；路面縱向開裂；處理措施

水泥混凝土路面具有剛度大、承載能力強；耐久性優良、耐高溫性強；抗彎拉強度高、擴散荷載能力強、疲勞壽命長；耐腐蝕性強；穩定性好、使用壽命長；日常養護費用低等優點，上世紀90年代被廣泛應用于市政道路建設[1]。但在長期的運營過程中，由于水泥混凝土面板受當地氣候和溫濕度變化、交通貨載和交通量的增加等因素的影響，導致各種病害也隨之涌現，直接影響著路面的美觀，甚至嚴重影響到道路的承載力和耐久性及使用性能。在這些病害中，最嚴重的就是路面開裂破壞。常見的水泥混凝土路面開裂可分為表面裂縫和貫穿板全厚度裂縫（簡稱貫穿裂縫）。①表面裂縫：混凝土澆筑后，因材料自身沉降和混凝土混合料則早期過快失水干縮和碳化收縮而產生的裂縫，這種裂縫一般僅止于面層，是常見的裂縫，對路面結構層和路基的承載能力及使用壽命影響不大。②貫穿裂縫：因路基沉降導致水泥混凝土路面產生的裂縫，這種裂縫不僅表現在面層，而且從路基反射到面層，為貫穿板全厚度的裂縫，主要表現為垂直于行車方向的不規則裂縫（橫縫）、沿道路前進方向的裂縫（縱縫）、與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫等。路面裂縫不斷變寬，甚至出現錯臺現象，形成滑裂面，這種裂縫根在路基，危害較大，會導致路面基層和路基的承載能力下降，危及行車安全。本文以曲靖經濟技術開發區現狀混凝土道路改建工程為例，對水泥混凝土路面貫穿性開裂（主要為縱向裂縫）的原因及工程處理措施進行分析總結，經處理后的道路路面開裂情況得到解決。

1工程概況

曲靖經濟技術開發區某道路位于經濟技術開發區北部片區，是開發區基本路網骨架中一條南北向的主要干道。道路長1.3km，現狀道路紅線寬度20m。

1.1主要技術標準

道路等級：城市次干路紅線寬度：40m（改擴建后）路面類型：瀝青混凝土路面路面結構設計使用年限：15年路面計算標準軸載：BZZ～100排水體制：雨、污水分流制排水管道設計重現期：5年橋涵荷載等級：城—A設計地震烈度：Ⅶ度。

1.2道路現狀

該道路為市政道路，根據片區產業的開發，于2004年修建了10m機動車道（因兩側地塊未啟動開發，無人行需求，故僅實施了10m寬機動車道），機動車道建成后開始通車，經過十多年的運營，路面出現了不同程度的開裂，水泥混凝土路面出現了細小的橫向和縱向裂縫。從2013年3月出現縱向裂縫，在進行臨時灌縫處理后，2014年3月開始，路面縱向裂縫有了加劇的趨勢，縱向裂縫不斷變寬，在最嚴重處寬度達到10cm，而且縱向開裂處路面已經形成了錯臺，高差達5cm左右。道路出現裂縫家具之后，道路主管單位對出現的裂縫進行了臨時處理，對縱向裂縫采用C35混凝土進行了灌縫處理。根據現場踏勘分析，道路縱向裂縫開裂較為嚴重的路段均出現在道路西半幅，而道路西側有一片桉樹林，距離道路機動車道僅10m，東側半幅道路未發現縱向裂縫，僅有部分細小橫向裂縫。（圖1-圖2）在道路進行了臨時處理之后約1個月，臨時處理過的裂縫再次出現裂縫，路面出現了滑移現象，西側半幅道路有了路面傾斜。地質專家對現場再次進行了踏勘，一致認為該道路縱向裂縫屬于路基沉降引起的路面開裂情況，路基出現裂縫從而反射到了路面，從而引起路面縱向開裂，甚至于滑坡現場。因此經濟技術開發區啟動了該道路改擴建工程，改擴建后的道路紅線寬40m，道路等級為城市次干路，設計速度為40km/h。（圖3）

2路面開裂的原因分析

道路出現裂縫的原因有多種，現對路基出現裂縫的因素結合當地的氣候、地質狀況以及周邊環境等進行分析，從而提出處理方案，避免道路改造之后再次出現路面開裂的情況。

2.1氣候因素影響

曲靖市內地形多由山地、丘陵和壩子等組成，喀斯特地貌發育典型。據氣象資料統計，自2009年以來，云南全省連續3年年平均降水偏少。而曲靖2010年的年平均降水量為1025毫米，偏少于往年年平均降水量。2011年曲靖市麒麟區年降水量516.2毫米，比歷年平均偏少383.6毫米（偏少40%左右）。2012年1-7月降水量達465.3毫米，但仍比歷年同期水平要低6%。曲靖市2012年降水量與歷年平均值相比，仍偏少10%～20%，屬于偏少范圍。連續三年的降水量減少，造成地下水得不到補充，地下水位下降嚴重。2013年~2014年降雨量雖有回升，但連續3年的干旱造成的地下水位下降還未得到有效的緩解。

2.2路基地質影響

曲靖經濟技術開發區大部分片區均有不同程度厚度的中～弱膨脹土，根據周邊地質的調查以及對該道路地質勘查報告的查閱：道路片區內存在第②層黏土（膨脹土）（N），灰白、灰紅、灰黃色，可-硬塑，濕，切面光滑，干強度高，自由膨脹率平均58%，一般為50-80，為弱—中膨脹潛勢。沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數a1-2=0.33MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.74MPa，為中壓縮性土，力學性質一般較好，經處理后可作路基持力層。頂板埋深0.60-5.20m，層厚0.60-6.60m，平均厚3.02m。不良地質對路基質量是一個較危險的影響因素，膨脹土由吸水膨脹性和失水收縮性黏土礦物組成，該土具有較大的塑性指數。在堅硬狀態下該土的工程性質較好，承載力較高。但其顯著的吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性可是路基發生變形、位移、開裂、隆起等嚴重破壞。原道路路基對該層膨脹土基本未做處理，而在其上直接鋪設路面墊層，因此長時間干旱后，導致路基失水收縮，產生側向力，引發路面開裂[2]。

2.3周邊環境影響

桉樹是速生豐產林，只要3-5年的時間就能長成參天大樹，在生長過程中會吸收大量的水分和養分，所以會造成周圍環境的生態平衡。這一段時間也是桉樹林需水、需肥最多的時候。在這之后，桉樹的干物質積累速率明顯減慢，其需水、需肥量也就迅速減少，反過來，蓄水作用開始體現，而且因為要通過老葉脫落等形式返還營養元素，很快就能達成植物體和周邊環境間的養分平衡，也即蓄肥作用也開始體現。因此，所謂“抽水機”、“抽肥機”之類的負面效應，至多是發生在造林初期。引種桉樹會導致地下水位下降，保持水的能力很差，時間長了，土地表面板結，還出現土地沙化現象。現狀道路西側桉樹林種植于2008年，長勢很好，面積約為13000m2，正是對土壤的水分、肥料需求極大的時段，再加上該片桉樹林面積較大，且集中在道路西側200m左右的路段上。道路出現縱向裂縫的地方為靠近桉樹林一側的西側半幅道路，在2014年3月，該幅道路出現了滑裂面。（圖4）綜合以上三個因素，道路縱向裂縫產生的原因為：由于曲靖市遭遇連續多年的干旱以及道路西側桉樹林吸水導致路基下的膨脹土失水收縮，形成道路縱向開裂，從而反射到路面，造成了道路路面縱向裂縫的形成。

3工程處理措施

3.1對桉樹林的處理

根據曲靖市總體規劃，道路兩側主要為居住用地，隨著周邊地塊的開發，桉樹保留的價值不大，建議將桉樹砍伐，最好連根刨除，避免再造成桉樹林周邊地下水的流失。

3.2對路基的處理

根據本道路地勘資料顯示，第②層：黏土（膨脹土）（N）灰白、灰紅、灰黃色，可-硬塑，濕，切面光滑，干強度高，自由膨脹率平均58%，一般為50-80，為弱—中膨脹潛勢。沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數a1-2=0.33MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.74MPa，為中壓縮性土，力學性質一般較好，經處理后可作路基持力層。頂板埋深0.60-5.20m，層厚0.60-6.60m，平均厚3.02m。第③層：黏土（N）深灰色，可塑，濕，切面光滑，干強度高，韌性好。道路沿線一般有分布，局部缺失，壓縮系數a1-2=0.43MPa-1，壓縮模量Es1-2=6.07MPa，為中壓縮性土，力學性質一般，可作路基持力層。頂板埋深2.20-10.20m，揭露厚度最大13.4m，未揭穿。膨脹土的處理方法較多，可采用的措施有樁基對膨脹土進行加固和改良；也可采用開挖換填、堆在預壓對路基加固。根據地勘資料顯示，膨脹土層較厚，無法全部挖除，根據曲靖開發區的當地建筑材料及經濟比較，結合以往的工程經驗，對道路范圍內膨脹土采取換填墊層法對路基進行加固。①對現狀路基處理方法：本道路為改擴建工程，在現狀道路基礎上兩側加以擴寬改建，改建后的道路紅線寬40m。現狀道路的西側半幅道路由于縱向裂縫的產生，已經出現滑坡的現象。對于西側半幅道路路面結構已經不可能再利用，但經過十多年的運營，路基工后沉降已趨于穩定，該處道路路基處理辦法：刨除破損的路面結構，路床底超挖50cm，采用片石換填，片石換填后加鋪一層鋼塑土工格柵，在鋪筑一層路床填料（當地填料為中粗砂）后加鋪一層鋼塑土工格柵，壓實度要求達到94%以上。②對擴建部分路基處理方法：新建路基部分膨脹土清除100cm，片石換填后加鋪一層鋼塑土工格柵，在鋪筑一層路床填料（當地填料為中粗砂）后加鋪一層鋼塑土工格柵，壓實度要求達到94%以上。（圖5）

3.3對路面結構的處理

由于水泥混凝土路面有行車舒適性差、噪聲大，損壞修復難度大等缺點，近年來城市道路多采用行車舒適性好、噪聲小、后期養護簡單的瀝青混凝土路面。因此道路改擴建工程路面結構采用了瀝青混凝土路面，路面結構設計按照重交通等級進行設計。路面結構設計如下：4cm細粒式瀝青混凝土（AC-13C）加0.3%專用抗車轍劑、玻纖格柵））；5cm中粒式瀝青混凝土（AC－20C）；6cm粗粒式瀝青混凝土（AC－25C）；36cm水泥穩定碎石層（水泥摻量5.5%，K≥98%）；15cm級配碎石（K≥96%）；80cm中粗砂（含泥量≤5%，K≥94%）（路床）（加鋪兩層土工格柵）。

4結語

該道路改擴建工程已于2016年5月建成，至今通車已經5年多，通過上述處理措施的實施，實現了預期的效果，改建后的道路使用至今，未發現有開裂或其它形式的有害裂縫出現。

參考文獻：

[1]李雪強.如何防止水泥混凝土路面開裂[J].山西建筑，2007，33（9）：308-309.

[2]吳國雄，易志堅，何兆益.水泥混凝土路面開裂過程研究[J].公路，2001，10（10）：141-143.

[3]關于云南省曲靖市近年旱情的調查報告.

[4]苗蓉，成佳麗，田夢琳.1974~2018年曲靖市各等級降水氣候特征及其與年降水量的關系.

作者：趙慧清 單位：昆明市政工程設計研究院