岳秀梅

摘要：本文針對(duì)路基改擴(kuò)建工程，對(duì)拓寬路基土裂縫產(chǎn)生種類與原因進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)多條公路路基干裂調(diào)查，同時(shí)研究分析舊路拓寬結(jié)合部力學(xué)性狀，并提出相應(yīng)的裂縫控制措施，進(jìn)而在一定程度上為路基改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：裂縫機(jī)理 裂縫控制 力學(xué)性狀

1 概述

公路改擴(kuò)建工程中，對(duì)于舊路基加寬改造工程，由于新舊路基密實(shí)度不一致經(jīng)常出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，特別在新舊路基結(jié)合部位容易產(chǎn)生橫向裂縫，嚴(yán)重情況下沿著滑動(dòng)面出現(xiàn)滑坡，在加寬改造中新老路基不能有效銜接。以前設(shè)計(jì)路基多采用泥灰結(jié)碎石基層，在使用過(guò)程中出現(xiàn)較多病害造成原路基強(qiáng)度不足，承載力不均勻現(xiàn)象，路基改建工程對(duì)部分路基進(jìn)行挖除或者在原有路基基礎(chǔ)上新填筑形成路基，如果處理不當(dāng)造成反射裂縫的發(fā)生。

2 拓寬路基土裂縫產(chǎn)生種類與原因

對(duì)于道路改擴(kuò)建工程來(lái)說(shuō)，其病害主要包括表面裂縫，塊狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫等。通常情況下，產(chǎn)生裂縫原因，主要包括：邊坡失穩(wěn)裂縫、路基土裂隙，以及新老路基結(jié)合面裂縫。

2.1 邊坡失穩(wěn)裂縫

邊坡失穩(wěn)裂縫主要出現(xiàn)在高填方路段，由于雨水滲入路基而引起路基強(qiáng)度下降或沿著滑動(dòng)面滑動(dòng)，新老路基抗剪強(qiáng)度不足引起或新老路基結(jié)合處存在軟弱下臥層，產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)裂縫不利因素較多，如新老路基結(jié)合處理不當(dāng)，沿結(jié)合面發(fā)生路基失穩(wěn)；山區(qū)高填方或半填半挖：降低路基抗剪強(qiáng)度等。

2.2 路基土裂縫

對(duì)于路基土裂縫來(lái)說(shuō)，通常情況下，與膨脹土，紅粘土或高液限土等路基土性質(zhì)有關(guān)，由于這些路基土遇水膨脹，失水干縮等，導(dǎo)致在干縮時(shí)出現(xiàn)干縮裂隙。在調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有的裂縫寬度達(dá)到4cm，多數(shù)情況下裂縫寬度超過(guò)1cm。路基整體性能因裂縫的存在而大大降低，同時(shí)進(jìn)一步降低了抗剪指標(biāo)，透過(guò)裂縫，雨水容易滲入路基，進(jìn)而破壞路面。對(duì)于路基土來(lái)說(shuō)，在地表水、地下水的沖刷、潛蝕、液化等作用下，礦物成份被溶解，隨水流失進(jìn)一步形成裂隙；在施工填筑過(guò)程中，由于含水量比較大， 水份長(zhǎng)時(shí)間散發(fā)較多，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。

2.3 新老路基結(jié)合面裂縫

新老路基結(jié)合面裂縫與新老路基結(jié)合面走向有關(guān)，隨著時(shí)間推移出現(xiàn)擴(kuò)大趨勢(shì)。產(chǎn)生的主要原因是臺(tái)階開(kāi)挖寬度或高度不合理；結(jié)合部位兩邊新舊路基沉降速率不一樣，沉降量不同導(dǎo)致結(jié)合部位存在應(yīng)力突變現(xiàn)象，彎拉應(yīng)力大于結(jié)合面材料自身抗拉強(qiáng)度形成錯(cuò)臺(tái)；新老路基填料性質(zhì)差異、密實(shí)度和受力狀態(tài)差異體現(xiàn)土基回彈模量差異，在結(jié)合部位產(chǎn)生臨界面，為道路開(kāi)裂留下隱患。

3 路基干裂調(diào)查及量測(cè)方法

裂縫走向和傾角表征裂縫在水平和豎直方向排列方向。裂縫寬度表征裂縫大小，調(diào)查取裂縫寬度最大值；裂縫深度指裂縫開(kāi)展深度。在地表裂縫寬度最大，隨著深度的不斷增加，裂縫寬度出現(xiàn)減小的趨勢(shì)。通常情況下，裂縫越深，對(duì)應(yīng)的裂縫寬度越大，進(jìn)而對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)的影響越嚴(yán)重。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察和測(cè)量，在使用素土進(jìn)行填筑時(shí)，填筑土經(jīng)太陽(yáng)持續(xù)暴曬一星期，通常會(huì)出現(xiàn)收縮龜裂現(xiàn)象，其裂縫寬度一般在2-5mm，平均每塊的裂縫面積大約1m2，深度在10-20cm之間；通過(guò)改良土填筑路基，其裂縫寬度通常在1-3mm，裂縫包圍面積每塊平均大約0.3m2左右，深度在5-10cm之間，k10+400-560段經(jīng)鋪設(shè)改良土地段裂縫總長(zhǎng)有所增加，從每250m出現(xiàn)面積300m2增加至每305m出現(xiàn)300m2，裂縫寬度及深度控制在3cm。

4 研究對(duì)象分析

新老路基結(jié)合面形成裂縫為改擴(kuò)建工程主要病害之一，從理論和實(shí)際工程研究新老路結(jié)合裂縫具有重要意義。

采用地基彈性理論，考慮應(yīng)力影響沉降計(jì)算方法進(jìn)行定性分析，由于路基施工進(jìn)度不同，新建路基固結(jié)下沉未達(dá)到工后沉降要求；工后新老路基由于不同沉降量而出現(xiàn)差異沉降造成路基失穩(wěn)。

舊路加寬主要解決加寬后新舊路基出現(xiàn)不均勻沉降，在進(jìn)行路基加寬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，準(zhǔn)確、科學(xué)合理的分析路基沉降和路基穩(wěn)定性非常重要。準(zhǔn)確掌握加寬路基部分最終沉降量及固結(jié)度，然后驗(yàn)算剩余沉降量是否滿足工后沉降要求。為提高路基整體穩(wěn)定性，路基設(shè)計(jì)中通常采取一系列措施增大新修路基強(qiáng)度，提高土基抗剪切能力，延長(zhǎng)道路改擴(kuò)建后使用年限。當(dāng)新舊路基結(jié)合部處于新加寬路幅行車道時(shí)，在車輛荷載作用下土層浸水潮濕很容易產(chǎn)生變形，加速路基橫向不均勻沉降的發(fā)生，同時(shí)導(dǎo)致路面行車道產(chǎn)生縱向裂縫。

5 舊路拓寬結(jié)合處力學(xué)性狀分析

新老路基加寬時(shí)由于原有路基經(jīng)過(guò)多年車輛作用，路基土沉降基本完成，在進(jìn)行改擴(kuò)建工程時(shí)將邊坡處理后進(jìn)行填筑，新填筑土方和舊路基在相同荷載作用引起既有路基附加沉降，既有路基不同位置附加沉降不同，同時(shí)引起舊路表面橫坡比發(fā)生改變，嚴(yán)重影響路面使用性能，附加沉降較大時(shí)可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)縱向裂縫。

6 裂縫控制措施與效果分析

6.1 控制措施

在路基改擴(kuò)建工程中，對(duì)裂縫進(jìn)行處理。在處理過(guò)程中，通常情況下采用土工格柵鋪設(shè)方案對(duì)裂縫進(jìn)行處理，在試驗(yàn)路段，通過(guò)采用普通格柵、鋼塑格柵兩種土工材料鋪設(shè)，在老路堤頂層進(jìn)行使用效果對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)方案為挖臺(tái)階常規(guī)填筑方法、單層普通土工格柵、單層普通土工格柵+改良土、單層鋼塑土工格柵，通過(guò)試驗(yàn)段提供參數(shù)用于指導(dǎo)路基改擴(kuò)建工程施工。

6.2 效果分析

從加固效果可以看出，土工格柵所受壓力曲線存在一定的波動(dòng)性，這是因?yàn)椴粩嘣黾由蠈犹钔梁穸龋约笆苁┕ぽd荷的影響；隨著時(shí)間的推移，格柵所受拉應(yīng)變逐步減小；與格柵應(yīng)變變化規(guī)律相比，土應(yīng)變變化規(guī)律基本相似，土應(yīng)變曲線不均勻變化主要是施工期間填土壓路機(jī)擠壓，雨水對(duì)路堤填土影響導(dǎo)致土中含水量增加，地下水浮力和占據(jù)空間襯托擠壓呈現(xiàn)不同變化趨勢(shì)。

格柵應(yīng)變曲線和土應(yīng)變曲線變化相似，土應(yīng)變曲線明顯低于格柵應(yīng)變曲線，土應(yīng)變值小于格柵應(yīng)變值，說(shuō)明格柵受拉后減輕路堤格柵上部土層拉應(yīng)變，格柵提供抗拉拔力，起到防止路面產(chǎn)生裂縫作用。

7 結(jié)論

本文從改擴(kuò)建工程路基產(chǎn)生的裂縫機(jī)理進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)際工程提出新老路基結(jié)合面不均勻沉降是產(chǎn)生路面反射裂縫主要原因，對(duì)舊路基不均勻沉降形成原因進(jìn)行了分析，為路基差異沉降及變形協(xié)調(diào)控制方法提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖峰.新老路結(jié)合部的處治技術(shù)分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2004：

53-55.

[2]赫英，袁韜.202國(guó)道道路加寬問(wèn)題的研究[J].黑龍江交通科技，2007：33-34.

[3]王金森，林燕.瀝青路面裂縫的分析與防治措施[J].廣東建材，2008：68-69.

[4]杜艷軍.舊路加寬改建新舊路基不均勻沉降的探析[J].低溫建筑技術(shù)，2009：125-126.

[5]張平.舊路拓寬新老路基變形協(xié)調(diào)綜合處治研究[D].中南大學(xué)，2005.

[6]汪浩.新老高速公路結(jié)合部處治技術(shù)研究[D].東南大學(xué)，2003.