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摘 要 公路拓宽改建工程中，新老路基差异沉降较为显著，且因新路基施工影响，极易产生路面纵向开裂问题。本文结合工程案例，对公路拓宽改建工程路面常见纵向裂缝进行了分析，在纵向裂缝位置基层处理中可选取探地雷达、地震影像等进行检测，且提出了面层纵向开裂处治措施，且对处治后效果进行观测研究。
关键词 拓宽改建工程；路面施工；纵向开裂；处治措施
中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）12-0055-02
1 工程案例分析
某公路工程K636+700—K637+700南半幅段为单侧加宽整体路基段，大部分为第四系上更新统冲洪积黄土状低液限粘土及低液限粉土，湿陷性严重、变化大，0.016～0.278为湿陷系数范围，I、II级为湿陷等级。7～10m之间为湿陷厚度范围，部分位置厚度在10m以上，且不具分布规律。
本工程选取预应力PTC管桩用于新拓宽路基，以提升软基承载能力。但原路面位置预应力管桩振动施工后产生纵向开裂问题，纵向开裂产生形式如下：
1）纵缝产生于行车道和超车道中间标线部位，局部纵缝错台严重，最大位置为6cm，2m为裂缝深度，8cm为最大宽度，行车道、紧急停车带整体下沉是导致错台的主要原因。局部路段裂缝极为严重，12cm为裂缝最大宽度，2m裂缝深度，并没有产生错台。
2）纵缝产生于局部路段行车道和紧急停车带标线位置。
3）大量弧形裂缝产生于局部路段超车道位置，且存有其他病害，如碎裂、沉陷等。
2 公路拓宽改建工程路面纵向开裂原因
为对土基、基层纵向开裂产生的层位进一步进行探讨，必须先了解纵向开裂原因，本文以K636+700—K637+700路段为例，选取地质雷达、地震影像等方式检测该段病害。具体如下。
2.1 探地雷达检测结果
针对雷达剖面观测分析，结果如下。第一，行车道、超车道及紧急停车带差异较大，该路段行车道基层存有养护施工记录，曾换填贫混凝土。第二，行车道、超车道与紧急停车带间标线周围产生纵向裂缝。第三，大多数纵向裂缝深度已达到底基层位置。
2.2 地震影像检测结果
根据地震影像图，可以得出。第一，整体而言，本工程具有较为稳定的加宽路基，但地震影像图显示，K637+140位置加宽路基回转波较为显著，表明加宽路基下方存有水坑，且做过处理，与现有路基相比，其深度为其下方6～7m左右。第二，原路路基向边坡方向存有滑动现象，主要存在于行车道和超车道间裂缝之间，5～6m为下部深度范围。
2.3 纵向裂缝原因
管桩施工中，原路面产生纵缝问题，纵缝发展速度较快，特别是行车道和紧急停车带沉陷极易导致错台问题出现于纵缝两侧，产生病害的原因可归纳为以下
几类：1）改扩建施工影响：第一，原路基削坡影响。4m为原路基填方高度，2m为削坡高度，削坡将对原路面边坡稳定性造成极大影响。同时，因施工管桩振动作用影响，路基内部极易出现滑动面，且在车辆长期荷载影响下，路基极易产生滑移。第二，管桩施工振动对空隙水压力影响。施工环节锤击桩对地基影响极大，特别是超空隙水压力的大量产生，不仅具有较快速度，且消散速度慢，是原路拱起的主要原因，长期作用下纵缝现象较为严重。因已完成单侧加宽路段填方作业，导致地下水位降低，严重影响原路基空隙水压力平衡情况，致使空隙水逐步渗透于新路基，进而降低原路基空隙水压力，导致行车道、紧急停车带沉降加重，进而产生纵缝。
2）排水设施不完善：因排水设施布设不合理，出现地表水渗漏问题，进而产生积水情况。因水浸泡影响路基土越来越松软，大大降低其强度。于此同时，因路面开裂，由裂缝位置雨水逐步向路基渗入，进一步导致裂缝逐步扩大，将迅速降低基层强度。
3）地基条件沉降差异：改造过程中，原路基下地基以完成固结沉降，大大改变了地基物理力学性能，且大大加强了软土地基强度。在荷载相同的情况下，相比新路基，原路基地基沉降增量较为严重，为此，与原路基地基沉降相比，新建地基工后沉降较大，极易出现路基不均匀变形问题。
3 公路拓宽改建工程路面纵向开裂处治措施
3.1 纵向开裂处治技术应用
3.1.1 提高路基稳定性及其强度
因原路基自然状况影响，公路拓宽改建施工选线中不能对施工条件如地形地貌等进行充分思考。因此，在原路基稳定性良好的情况下，应对新老路基稳定性的各类影响因素进行充分考虑，且选取以下措施，进一步提升路基强度，降低路基工后沉降，对纵向裂缝进行合理控制。
第一，原地基处理。在地基处理方面，扩建工程和新建工程施工基本相同，都需彻底清理干净原地基杂物，如草皮树根、地表腐殖土等。且按照施工时间、地下水位等情况换填表层软土，如石灰改良土等。根据本工程实际情况，选取粉体喷射搅拌桩进行施工，12.5m为其桩长，1.5m为其间距。经处理后，可大大提升地基强度、稳定性。第二，路基填筑。首先合理控制路基填料。通常需在维持交通的前提下开展公路拓宽扩建工程，此时原路还需承担部分交通压力，为缩短工期，确保道路通畅，必须合理选用路基填筑材料，如石灰改良土。如路段具有较高路堤且地基容许承载力不佳，需选取粉煤灰等轻质路基填料用于施工，以此降低路堤自重及土基荷载，这对路基强度、稳定性提升极为关键。其次，结合部碾压控制。为保证新老路基紧密衔接，进一步对路基强度、稳定性进行有效提升，需选用开挖台阶的方法应用于原路边坡，且保证结合位置压实度满足设计要求。如大型压实机械局部位置施工不到位，则需选取小型机械进行压实作业，避免漏振问题产生。
3.1.2 各部位裂缝防治处理
第一，填充纵向裂缝。将裂缝作为中心，先将裂缝内的杂物清理干净，随后将快裂乳化沥青喷洒到表面，并及时填充粒径为3～5mm的碎石，每层厚度为20cm左右，经过锤击碾压，再将乳化沥青灌入碎石上面，保证填充质量满足设计要求。第二，有纵缝无错台裂缝处理。同样将裂缝作为中心，上面层铣刨后，将槽底清理干净，且将改性沥青聚合物密封材料涂抹到100cm切槽侧壁位置，厚度为3mm。随后将改性中裂乳化沥青粘油层均匀喷洒到表面，并进行温拌沥青混合料回填及压实施工。为达到反射裂缝延缓的作用，需进行玻璃格栅铺设。第三，沉陷路段存有错台问题，需及时铣刨、摊铺行车道、紧急停车带。4cm为铣刨厚度，5m为其宽度。并将高分子聚合物涂刷到侧壁位置，则底面位置可进行改性乳化沥青粘土油喷洒施工，并选取温拌沥青混合料向原路面设计标高位置填筑。第四，路基处理。选取高聚物压浆方法顺着纵向裂缝位置进行处理。如裂缝路段存有错台问题，则应选取干拌水泥碎石桩加固处理行车道部位，并选取膨胀混凝土进行面层结构封孔。
3.2 处治效果观测
按照施工设计要求，测量可选取三等水准，要求将5个监测基点设置到该路段，断面监测设为10组，各个断面监测点设置4个，具体布点位置为紧急停车带路缘石旁、超车道内侧路缘石旁等，观测次数为4次，结果如表1所示。由此可见，2.18cm为当前本路段监测点最大点位沉降量，通过高程结果观测分析，0.97～2.18cm为此车道监测点沉降量范围，该沉降仍在继续，但其相对超车道沉降不明显。
3.3 处治效果分析
通过上述分析可见，原路基沉降仍在继续，只有有效处理路基，才能对其沉降进行充分控制，才能防止纵向开裂持续发展。因此，在纵向开裂防治处理中，必须先对原路基进行处理，随后处理面层部位。
4 结论
综上所述，作为公路拓宽改造的主要病害问题，纵向裂缝处治应严格按照“预防为主，及时处治”原理进行合理施工。要求不断提升施工技术水平，规范施工工艺，有效预防施工病害。通过合理的处治措施，可达到路基差异沉降有效降低，及有效控制裂縫发展，延长路面使用年限的目标。
参考文献
[1]章宇彬，庞旗旗.探讨拓宽公路工程路面纵向开裂原因及防治[J].福建质量管理，2016（4）.
[2]吕建华.高速公路扩建工程路面纵向开裂处治方案[J].筑路机械与施工机械化，2011（10）：61-63.
关键词 拓宽改建工程；路面施工；纵向开裂；处治措施
中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）12-0055-02
1 工程案例分析
某公路工程K636+700—K637+700南半幅段为单侧加宽整体路基段，大部分为第四系上更新统冲洪积黄土状低液限粘土及低液限粉土，湿陷性严重、变化大，0.016～0.278为湿陷系数范围，I、II级为湿陷等级。7～10m之间为湿陷厚度范围，部分位置厚度在10m以上，且不具分布规律。
本工程选取预应力PTC管桩用于新拓宽路基，以提升软基承载能力。但原路面位置预应力管桩振动施工后产生纵向开裂问题，纵向开裂产生形式如下：
1）纵缝产生于行车道和超车道中间标线部位，局部纵缝错台严重，最大位置为6cm，2m为裂缝深度，8cm为最大宽度，行车道、紧急停车带整体下沉是导致错台的主要原因。局部路段裂缝极为严重，12cm为裂缝最大宽度，2m裂缝深度，并没有产生错台。
2）纵缝产生于局部路段行车道和紧急停车带标线位置。
3）大量弧形裂缝产生于局部路段超车道位置，且存有其他病害，如碎裂、沉陷等。
2 公路拓宽改建工程路面纵向开裂原因
为对土基、基层纵向开裂产生的层位进一步进行探讨，必须先了解纵向开裂原因，本文以K636+700—K637+700路段为例，选取地质雷达、地震影像等方式检测该段病害。具体如下。
2.1 探地雷达检测结果
针对雷达剖面观测分析，结果如下。第一，行车道、超车道及紧急停车带差异较大，该路段行车道基层存有养护施工记录，曾换填贫混凝土。第二，行车道、超车道与紧急停车带间标线周围产生纵向裂缝。第三，大多数纵向裂缝深度已达到底基层位置。
2.2 地震影像检测结果
根据地震影像图，可以得出。第一，整体而言，本工程具有较为稳定的加宽路基，但地震影像图显示，K637+140位置加宽路基回转波较为显著，表明加宽路基下方存有水坑，且做过处理，与现有路基相比，其深度为其下方6～7m左右。第二，原路路基向边坡方向存有滑动现象，主要存在于行车道和超车道间裂缝之间，5～6m为下部深度范围。
2.3 纵向裂缝原因
管桩施工中，原路面产生纵缝问题，纵缝发展速度较快，特别是行车道和紧急停车带沉陷极易导致错台问题出现于纵缝两侧，产生病害的原因可归纳为以下
几类：1）改扩建施工影响：第一，原路基削坡影响。4m为原路基填方高度，2m为削坡高度，削坡将对原路面边坡稳定性造成极大影响。同时，因施工管桩振动作用影响，路基内部极易出现滑动面，且在车辆长期荷载影响下，路基极易产生滑移。第二，管桩施工振动对空隙水压力影响。施工环节锤击桩对地基影响极大，特别是超空隙水压力的大量产生，不仅具有较快速度，且消散速度慢，是原路拱起的主要原因，长期作用下纵缝现象较为严重。因已完成单侧加宽路段填方作业，导致地下水位降低，严重影响原路基空隙水压力平衡情况，致使空隙水逐步渗透于新路基，进而降低原路基空隙水压力，导致行车道、紧急停车带沉降加重，进而产生纵缝。
2）排水设施不完善：因排水设施布设不合理，出现地表水渗漏问题，进而产生积水情况。因水浸泡影响路基土越来越松软，大大降低其强度。于此同时，因路面开裂，由裂缝位置雨水逐步向路基渗入，进一步导致裂缝逐步扩大，将迅速降低基层强度。
3）地基条件沉降差异：改造过程中，原路基下地基以完成固结沉降，大大改变了地基物理力学性能，且大大加强了软土地基强度。在荷载相同的情况下，相比新路基，原路基地基沉降增量较为严重，为此，与原路基地基沉降相比，新建地基工后沉降较大，极易出现路基不均匀变形问题。
3 公路拓宽改建工程路面纵向开裂处治措施
3.1 纵向开裂处治技术应用
3.1.1 提高路基稳定性及其强度
因原路基自然状况影响，公路拓宽改建施工选线中不能对施工条件如地形地貌等进行充分思考。因此，在原路基稳定性良好的情况下，应对新老路基稳定性的各类影响因素进行充分考虑，且选取以下措施，进一步提升路基强度，降低路基工后沉降，对纵向裂缝进行合理控制。
第一，原地基处理。在地基处理方面，扩建工程和新建工程施工基本相同，都需彻底清理干净原地基杂物，如草皮树根、地表腐殖土等。且按照施工时间、地下水位等情况换填表层软土，如石灰改良土等。根据本工程实际情况，选取粉体喷射搅拌桩进行施工，12.5m为其桩长，1.5m为其间距。经处理后，可大大提升地基强度、稳定性。第二，路基填筑。首先合理控制路基填料。通常需在维持交通的前提下开展公路拓宽扩建工程，此时原路还需承担部分交通压力，为缩短工期，确保道路通畅，必须合理选用路基填筑材料，如石灰改良土。如路段具有较高路堤且地基容许承载力不佳，需选取粉煤灰等轻质路基填料用于施工，以此降低路堤自重及土基荷载，这对路基强度、稳定性提升极为关键。其次，结合部碾压控制。为保证新老路基紧密衔接，进一步对路基强度、稳定性进行有效提升，需选用开挖台阶的方法应用于原路边坡，且保证结合位置压实度满足设计要求。如大型压实机械局部位置施工不到位，则需选取小型机械进行压实作业，避免漏振问题产生。
3.1.2 各部位裂缝防治处理
第一，填充纵向裂缝。将裂缝作为中心，先将裂缝内的杂物清理干净，随后将快裂乳化沥青喷洒到表面，并及时填充粒径为3～5mm的碎石，每层厚度为20cm左右，经过锤击碾压，再将乳化沥青灌入碎石上面，保证填充质量满足设计要求。第二，有纵缝无错台裂缝处理。同样将裂缝作为中心，上面层铣刨后，将槽底清理干净，且将改性沥青聚合物密封材料涂抹到100cm切槽侧壁位置，厚度为3mm。随后将改性中裂乳化沥青粘油层均匀喷洒到表面，并进行温拌沥青混合料回填及压实施工。为达到反射裂缝延缓的作用，需进行玻璃格栅铺设。第三，沉陷路段存有错台问题，需及时铣刨、摊铺行车道、紧急停车带。4cm为铣刨厚度，5m为其宽度。并将高分子聚合物涂刷到侧壁位置，则底面位置可进行改性乳化沥青粘土油喷洒施工，并选取温拌沥青混合料向原路面设计标高位置填筑。第四，路基处理。选取高聚物压浆方法顺着纵向裂缝位置进行处理。如裂缝路段存有错台问题，则应选取干拌水泥碎石桩加固处理行车道部位，并选取膨胀混凝土进行面层结构封孔。
3.2 处治效果观测
按照施工设计要求，测量可选取三等水准，要求将5个监测基点设置到该路段，断面监测设为10组，各个断面监测点设置4个，具体布点位置为紧急停车带路缘石旁、超车道内侧路缘石旁等，观测次数为4次，结果如表1所示。由此可见，2.18cm为当前本路段监测点最大点位沉降量，通过高程结果观测分析，0.97～2.18cm为此车道监测点沉降量范围，该沉降仍在继续，但其相对超车道沉降不明显。
3.3 处治效果分析
通过上述分析可见，原路基沉降仍在继续，只有有效处理路基，才能对其沉降进行充分控制，才能防止纵向开裂持续发展。因此，在纵向开裂防治处理中，必须先对原路基进行处理，随后处理面层部位。
4 结论
综上所述，作为公路拓宽改造的主要病害问题，纵向裂缝处治应严格按照“预防为主，及时处治”原理进行合理施工。要求不断提升施工技术水平，规范施工工艺，有效预防施工病害。通过合理的处治措施，可达到路基差异沉降有效降低，及有效控制裂縫发展，延长路面使用年限的目标。
参考文献
[1]章宇彬，庞旗旗.探讨拓宽公路工程路面纵向开裂原因及防治[J].福建质量管理，2016（4）.
[2]吕建华.高速公路扩建工程路面纵向开裂处治方案[J].筑路机械与施工机械化，2011（10）：61-63.