G310东海段水稳裂缝调查分析及处置方案

关于G310东海段水稳裂缝情况调查分析及处置方案南京东交工程检测有限公司二零一一年三月目录一、概况.................................................3二、现场裂缝调查情况.....................................3三、原因分析.............................................31、路基不均匀沉降.....................................42、基层干缩裂缝.......................................53、基层温缩裂缝.......................................54、重载交通............................................8四、方案建议.............................................61、裂缝缝宽5mm以下处置方案...........................82、裂缝缝宽5mm以上处置方案..........................113一、概况2011年3月10日东海县交通局G310指挥部组织施工单位、技术服务单位对已经施工完成的水稳基层进行过冬后的检查（水稳基层完成百分比约50%）。发现K27+050—K29+800段面有裂缝现象，以横向裂缝为主。该段面水稳基层施工于2010年7月下旬至8月中旬（夏季高温季节）。针对此情况，指挥部、技术服务单位对裂缝的分布形态、成因进行了现场调查，并形成了以下的初步调查意见。二、现场裂缝调查情况经过对G310东海段水稳基层调查分析发现，裂缝主要有以下两种：a)横向裂缝：主要集中在K27+050—K29+800左幅。基本上与路线方向垂直，裂缝宽度在0.5mm~8mm之间。b)纵向裂缝：仅发现2条，大致位于新老路的搭接位置，方向与路线方向基本平行，伴有少量的支缝。分别在K28+920、K29+120处。图1裂缝穿过整个结构层图2裂缝未穿过结构层4表1310国道东海段K27+050—K29+800裂缝调查结果表建设标段裂缝长度L（m）裂缝条数左幅L≤6786＜L≤10.5209右幅L≤6566＜L≤10.587整个路段L≤61344306＜L≤10.5296三、原因分析1、路基不均匀沉降经过现场徒步调查发现，G310东海段水稳基层铺设后，路基出现了不同程度的不均匀沉降，主要原因分析如下：G310东海段属于改线工程，但其路基是在原有的另一条道路路基上进行加宽处理。原路基宽度为7米，以原有路基中线为中线进行加宽至21米。新老路基的交接处是路基最薄弱的环节，此处最容易出现不均匀沉降。由于路基填方高度差异，沉降速率不同，其加宽处填方路基产生了不同程度的沉降，导致水稳基层出现了纵向的裂缝。如（图1、图2）图3K28+920，纵缝（3米）并伴有横缝5图4K29+120，纵缝（2米）并伴有横缝2、基层干缩裂缝水稳基层从压实成型到正常养护期，由于混合料本身拌和、养护时用水，水分蒸发以及混合料内部水化作用而发生的毛细管作用、分子间吸附作用力和碳化收缩作用等，随着混合料中水分的减少，要产生干缩和干缩应力；水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。引起基层混合料体积在一定程度趋于减小而收缩，引起半刚性基层开裂，半刚性基层的裂缝会使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。此类裂缝缝宽较小，一般均小于2mm，有的产生横向局部裂缝，有的产生贯穿半幅的横向裂缝。3、温缩裂缝温缩裂缝也就是热胀冷缩产生的裂缝。水泥无机结合料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气相体，在温差作用中必然会使其产6生热胀冷缩的体积变化，当气温下降特别是急骤降温时，水稳基层受到路基的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，当累计温度应力超过水稳基层某一薄弱点（或面）的混合料的抗拉强度，路面便发生开裂。从而引起温缩性裂缝。温缩裂缝又可细分为一次性降温引起的低温开裂和温度反复作用引起的疲劳开裂。低温开裂是指低温时水稳基层应力松弛不能适应温度应力的增长，温度下降产生的应力超过水稳混合料的极限抗拉强度而使水稳基层产生开裂，并随着温度应力的持续作用向沥青面层扩展；其次气温骤降时，水稳混合料劲度模量急剧增大，超过极限劲度而产生开裂。由于温度引起的疲劳开裂是指温度反复升降产生温度疲劳应力，使水稳混合料抗拉极限变小，劲度模量增高，应力松弛性能下降而开裂。K27+050—K29+800水稳基层施工于2010年7月下旬至8月中旬，属于夏季的高温季节。经过炎热夏天和寒冷的冬天后，水稳基层收缩产生温缩裂缝。此类裂缝缝宽较小，一般均小于2mm，有的产生横向局部裂缝，有的产生贯穿半幅的横向裂缝，温缩裂缝在外观上多表现为路表等距离的横向裂缝。建议在以后的水稳基层施工中应适当的避开高温季节，选择适宜的温度进行施工，以减少温缩裂缝。7图5图684、重载交通4.1重载增加裂缝在去年水稳基层施工结束后，没有进行完全封闭式管养。在冬季有大型重车在水稳基层行走。水稳基层在温度急剧下降时，内部会产生温度应力，在累计温度应力达到临界点时（不够出现裂缝的应力），外部再给予大量的荷载，就产生了裂缝，继而在温缩的基础上增加。4.2重载对裂缝的影响在水稳基层温缩和干缩裂缝的基础上，进行重交通荷载。本来很细小的裂缝被重载车辆的荷载反复碾压形成“V”（也叫“Y”型）型裂缝，无形中增加了裂缝的宽度。给后期处理也带来了难度和工作量。建议后期水稳基层进行全封闭施工和管养。四、方案建议经过现场对裂缝的分布形态、裂缝宽度等勘察，现场裂缝基本为横向裂缝，纵向裂缝仅发现二条，现场裂缝宽度大小不一，大部分为温缩横向裂缝，也有少量干缩产生的裂缝，以及重载交通影响产生的横向裂缝。根据现场裂缝的宽度、成因、分布形态等制定了以下裂缝处置方案供维修单位进行参考：1、水稳基层温缩、干缩产生的裂缝处置方案（此类裂缝宽度基本在2mm以下）1）将有裂缝的路面清扫干净。2）在裂缝处浇灌乳化沥青。3）在裂缝位置黏贴高分子抗裂贴。9高分子抗裂贴施工工序：①施工区域封闭；②工作面清扫除尘工作面清扫：先用人工清扫碎渣及杂物，后再用吹风机进行二次清理，保证有足够的干燥清理界面。③浇灌乳化沥青；④黏贴抗裂贴在需贴抗裂贴的地方，如浮尘较多和基面强度较差时，应考虑在需贴抗裂贴的地方，用喷涂器或毛刷涂刷上抗裂贴专用基层油，增加粘接力、避免面层摊铺沥青料时发生位移脱落。将抗裂贴背面的隔离膜揭去，无粘性物面朝上，以裂（接）缝为中心线将抗裂贴平整地贴在路面上。如遇不规则的裂（接）缝，可用裁纸刀将抗裂贴切断，按裂（接）缝的走向跟踪粘贴。但在抗裂贴与抗裂贴的结合处，要形成50-100mm的重叠，但不能超过两层以上的重叠。③黏贴位置碾压黏贴位置碾压：用胶轮或汽车碾压，将抗裂贴熨贴至地面，以确保抗裂贴同路面结合成为一体，不能有气泡、皱褶。④场地清扫开放交通。高分子抗裂贴：抗裂贴是由沥青基的高分子聚合物、胎基、高强度织物（耐高温）复合而成。10图7高分子抗裂贴高分子抗裂贴的作用机理：（1）加筋作用。抗裂贴表面的高强度织物（耐高温）具有较大抗拉强度，可承受一定的裂缝处应力，将承受裂缝的全部拉应力，显然抗裂贴能起到加筋的作用，在此意义上说，它提高了路面结构层的抗拉强度。（2）应力缓冲作用。抗裂贴是具有一定延伸性的材料，高聚物有较好的低温柔韧性，铺设在沥青路面层间，相当于设置了一弹性层，基层裂缝拉应力通过抗裂贴高聚物扩展到更宽范围，从而缓解裂缝处应力强度，有弹性的层间能起到吸收部分拉伸能量的作用。（3）隔水防渗作用。抗裂贴高聚物能形成一个完整的隔水防渗层，可隔断路面水向路基渗透，从而保护基层的强度，使基层材料性质不至于进一步恶化。高分子抗裂贴使用注意事项：（1）铺设前不得将隔离膜撕开。（2）铺设时应将成卷的材料拉紧，铺设后抗裂贴应平整、不起11皱、不翘边。（3）以下情况不得施工：雨水天气或24小时内有雨水天气；路面表面布满霜冻、水雾或表面潮湿；环境温度不得低于4℃。（4）与上面层铺设的间隔时间不应超过24小时。高分子抗裂贴厂家较多，维修单位可在网络上查找比价确定相关单位。2、由于不均匀沉降和重载交通产生的裂缝处置方案2.1方案一：（裂缝宽度：2mm~5mm）①、清除缝中杂物及尘土并保持缝内干燥。②、将稠度较低的热沥青或乳化沥青灌入缝内，灌入深度约为缝深的2/3。③、撒一薄层石屑或粗砂扫匀并捣实，将溢出缝外的沥青、石屑或粗砂清除。④、在裂缝上黏贴高分子抗裂贴，然后铺筑上面层。施工工序：施工区域封闭→工作面清扫除尘→沥青灌缝→铺洒并捣实石屑或粗砂→清除多余石屑或粗砂→黏贴抗裂贴→黏贴位置碾压→场地清扫开放交通。沥青灌缝：可用乳化沥青或加热后低稠度沥青，用人工倒入缝隙内。铺洒石屑或粗砂：用人工铺洒，石屑或粗砂粒径应在0-5mm范围内。122.2方案二：（裂缝宽度：5mm-8mm）①、除去已松动的裂缝边缘；使其露出新面并形成V型槽。②、清除缝中杂物及尘土并保持缝内干燥。③、采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充、压实。④、灌缝后，在裂缝上黏贴高分子抗裂贴，然后铺筑上面层。施工工序：施工区域封闭→工作面清扫除尘→切缝开槽→填充热拌砂粒式或细粒式沥青混合料→机械压实→黏贴抗裂贴→黏贴位置碾压→场地清扫开放交通。切缝开槽：用切割机将裂缝周围松散沥青混合料切除。填充混合料：用人工将热拌砂粒式或细粒式沥青混合料铲入切缝内。压实混合料：用双钢轮压路机碾压，使之密实并与原路面搭接平整。以上针对裂缝的处置方案及措施，请施工单位根据裂缝的类别，选择合适的施工方法，在沥青面层铺筑前必须把裂缝部位处理好，避免裂缝反射到沥青面层。南京东交工程检测有限公司2011/3/15