Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ道路工程 平阳高速ＫＩ １＋７２６～Ｋ１ ２＋０８０段路面开裂 原因及处理方案 王彦章 （山西省交通规划勘察设计院，山西太原０３００１２） 摘要：平阳高速Ｋ１１＋７２６～Ｋ１２＋０８０段修复后的路基使用情况表明，效果比较理想，路面行车平顺，未见裂缝发生，也 未见路基产生沉降。这说明该方案是成功的、可行的，故就该段路面开裂原因进行分析并对处理方案加以总结．以供同行 参考 关键词：公路；路基沉降；路面开裂；路基加固；注浆 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—４７８６（２０１３）２４—００７７—０４ Ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｋｌ ｌ＋７２６￣Ｋ１２＋０８０ ｏｆ Ｐｉｎｇ－Ｙａｎｇ Ｆｒｅｅｗａｙ ＷＡＮＧ Ｙａｈ——ｚｈａｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ￣Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ Ｐｉｎｇｄｉｎｇ—Ｙａｎｇｑｕ ｆｒｅｅｗａｙ Ｋ １ １＋７２６－Ｋ １ ２＋０８０ ｓｅｇｍｅｎｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｐａｉｒ ｏｆ ｉｔ ｇｅｔｓ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｗｉｔｈ ｓｍｏｏｔｈ ｐａｖｅｍｅｎｔ，ｎｏ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｎｏ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓ— ｆｕｌ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｆｏｒ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｃｒａｃｋｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｉｔ ｈｏｐｅｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｐｅｅｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｐａｖｅｍｅｎｔ ｃｒａｃｋｉｎｇ；ｓｕｂｇｒａｄｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ；ｐｏｕｔｉｎｇ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ０引言 度为８７．６ｍ．路面于２０１２年７—８月雨季出现大面积纵 向裂缝。裂缝延伸长度为３０～１５０ｍ，裂缝宽度为 Ｋ１１＋７２６～Ｋ１２＋０８０段路基为京昆高速公路山西 平定至阳曲段主线收费站广场加宽渐变段．为高填 １０～５０ｍｍ，深度为１．０～２．０ｍ。现场裂缝平面布置及 现场裂缝如图１、图２所示。 方路段，路基最大填土高度为３８．５ｍ，路面最大宽 雕 蕊 一ｔ 面 － ．止ｆ小 一Ｉ Ｉｌｈｈ１．…丽 衍 ｊ 蠲 漩 １工 山ｌ删 ＩＬ【ｄＪｌＩｌ Ｉ Ｉ Ｊｌ【 ｌ必鳖垃¨川１ｈ１Ｉｌ ＩＷ ：＝．＿，、＼ 一一一一…一 一。 ；； 一 龟 一一… …ｉ……… 一～一一…！！：： 。； ；！ ：！ ：！：： 蚰 ｉ！ｉ ！ｉ 圭＝＝ ＬＵ ｉ ．！ｉ‘ ！ｉｔｕ …… 蕊 一 ＝盏；；；＝； ＬＩｊ：ｌ；； －ｊＩ —ｊ ｌ Ｌ ： 上 ■＿＿一｛ Ｉ＾● ’＿ｌ＿－ Ｉ ｊ －Ⅲ／ＪＺ 口 搽 。 。— ｌ上ｌＩＩ － 一：：：１ Ｌ．． ’ ｌ ０Ｉ’Ｐ 一 Ｉ －■Ｌ‘ ｌ／进 １¨ 中 一 、 罔１ 现场裂缝平面布置示意图 ２０１３年１２月第２４期ｌ ７７ 道路工程Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２勘察结果 本段路基采用工程地质调绘、钻探、室内试验 等综合勘察手段，共完成钻孔４个，孔深２７．５～３５．０ｍ。 工程地质勘察资料显示：路面以下５．６ｍ，路基 填料以风化泥岩为主，遇水易软化．强度降低，易 造成路基产生压缩变形。５．６ ３１．６ｍ路基填料为碎 石土含块石．钻进过程中有漏浆现象，说明路基土 中存在孔隙．路基不太密实，在自重作用下，亦会 产生工后沉降变形 同时在路基左侧及路基边坡左侧设置了探坑． 进行了取样试验．试验结果显示：Ｋ１ １＋８６０左路基 图２现场裂缝图 含水量为ｌ７．８％．Ｋ１１＋８３０左边坡含水量为３１．１％。 综上所述．该段路基地基稳定性差，必须对不 该段路基上路床采用泥灰岩及石灰岩混合料 填筑．材料来源为Ｋ１２＋６００ Ｋ１２＋９６０段挖方段的 大部分泥灰岩及主线收费管理站的石灰岩混合组 成：下路床及上路堤采用泥灰岩填筑．下路堤采 用泥灰岩及黄土填筑。在施工过程中采用碾压遍 数、压实度及沉降量进行质量控制，且均满足质 量要求 路基的路面结构形式为：上面层４ｃｍ细粒式 密级配ＡＣ—ｌ３型ＳＢＳ改性沥青砼＋下面层６ｃｍ中粒 太密实的路基进行彻底处治，才能保证行车安全。 ３处理方式 针对平阳高速主线收费站Ｋ１１＋７２６～Ｋ１２＋０８０ 段左侧路基不均匀沉降引起路面纵向开裂、下沉 的问题。从路基防护排水设计、路面设计、路基 加固设计及注浆几个方面进行考虑．采取如下处 理方式 ３．１路基防排水设计方案 路基防排水设计方案主要包括： ａ）清除左侧坡面现有的骨架及植草防护．采取 回填２００ｃＩＴＩ厚的压实包边土（为了保证路基边部的 式密级配ＡＣ一２０型抗车辙改性沥青砼＋上基层 １２ｃｍ密级配ＡＴＢ一３０型沥青碎石＋下基层４０ｃｍ厚 水泥稳定级配碎石＋底基层１５ｃｍ厚水泥稳定级配 碎石整平层 １裂缝成因分析 压实度．施工中先回填２５０ｃｍ厚，再清掉超填的 ５０ｅｍ厚土），使用拱型骨架进行坡面防护； ｂ）填方急流槽设置间距由３０ｍ调整为ｌＯｍ．急 流槽断面尺寸由原来的４０ｃｍ（宽）ｘ３０ｃｍ（深）调整为 ５０ｃｍｘ４０ｃｍ； 本段填方路基位于土石丘陵区．微地貌为冲 沟，谷坡为中缓坡 导致该段路面出现纵向裂缝的 原因在于路基，主要为以下几点： ｃ）拦水带尺寸由原来的２３ｃｍ（宽）ｘｌ２ｃｍ（高）调 整为２３ｃｍｘ１５ｃｍ： ａ）施工周期短，工后自然沉降： ｂ）填料多为软质岩石．夹杂少量硬质岩．填料 不均匀．设计图纸要求软质岩填方路基边坡设置 ２ｍ厚包边土．底基层底设置１ｍ厚包边土．可实际 施工中未按图施工： ｄ）平台排水沟尺寸由原来的３０ｃｒｆｌ（宽）ｘ３０ｃｍ （高）调整为４０ｃｍｘ４Ｏｃｍ； ｅ）在通讯管道人孔的横向排水管由 ７５ｍｍ调整 为６２０ｃｍ的ＨＤＰＥ塑钢缠绕排水管 ３．２路面设计方案 ｃ）集中降雨是导致路面开裂的诱发因素．经历 了２０１１年７、８月份２次大雨、４次小雨，２０１２年的 多次暴雨，且整个收费站达２万多平米的汇水面积． 路面设计方案为： ａ）为了防止雨水继续渗入路基．中央分隔带由 绿化改为硬化： 且在连续降雨之后，造成雨水下渗、边坡冲刷进 水，路基整体含水量较大，路基发生沉降．从而导 致路面裂缝增大，增多，增长。 ｂ）挖除原有路面及拆除原有路边石．按原路面 设计方案重新铺设 ７８ Ｉ交通标准化 Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ道路工程 ３．３路基加固设计方案 水用量１７ ９４３．６ｔ．水玻璃用量５３８．３ｔ．４，５０钢管注浆 路基加固设计方案为： ａ）为提高路基的整体强度．从中央分隔带的边 管１ １ １６８ｍ，４，５０ＰＶＣ￣浆管３６ ４７６．４ｍ。 ３．５注浆工艺设计 缘到土路肩的范围内．路基下挖１．５ｍ．清除已泡软 的泥岩，采用硬质岩石渣分层换填压实．要求粒径 小于１０ｃｍ； ３．５．１注浆系统 注浆系统由料场、搅拌池（机）、供水系统、注 浆泵、压力表、封孑Ｌ装置、注浆管道等组成。注浆 系统配置要求如下： ｂ）为填充填石路基的空隙．提高路基的强度和 稳定性，采用压力注浆，通过浆液渗透．固结路 基，钻孑Ｌ深度７ １８ｍ，采用４，５０钢管（ＰＶＣ管）注浆， 注浆孑Ｌ间距１．５～３ｍ ３．４注浆设计方案 ａ）料场堆放材料的料场场地要平整．运料车 辆能正常通行，且紧邻搅拌机。使材料便于运输、 搬运、要求设有防潮、防雨措施； ｂ）搅拌机要求能满足正常施工要求．搅拌后 的浆液应均匀： ｃ）搅拌池 修建的搅拌池应满足正常施工要 求．池为圆柱体．中间设置搅拌机，使得搅拌后的 浆液均匀： ３．４．１处治范围及方法 根据勘察结果．对裂缝和下沉分布段落Ｋ１１＋ ７３６～Ｋ１２＋０５０段左幅路基选用压力注浆进行加固处 理．长度为３１４ｍ．处理宽度为１６．５～８５．１５ｍ。 ３．４．２注浆设计 注浆孔采用梅花形布置．孔间距和排距为１．５～ ３．０ｍ．钻孔数量为４ １０５个，孔深７～１８ｍ，注浆深度 为４．７３～１５．７３ｍ．路面至上路堤底面不注浆 注浆 初始压力为０．５～１．０ＭＰａ．终孔压力为１．０～１．５ＭＰａ． 抗压强度不小于３ＭＰａ ｄ）水池制浆站应根据施工注浆总量需要．建 立数个水池。以保证正常施工．水池建筑规模及要 求视工地具体情况而定： ｅ）注浆泵压力的１．５倍： 宜采用变档定量泵．其额定排浆量 不小于２００Ｌ／ｍｉｎ．注浆泵压力应大于注浆最大设计 ｆ）压力表 注浆用压力表最大指数应小于 ｌ０ＭＰａ。 ３．４．３浆液配合比设计 根据工程经验和材料配比试验．水灰比宜为１： １．０ 根据现场情况．在浆液中掺加水泥重量３％的 水玻璃速凝剂．使注入路基的浆液尽快凝固．防止 浆液流失 ３．４．４注浆材料及其质量要求 本次设计中所规定的注浆材料由水、水泥、速 ３．５．２施工工艺及要求 本工程施工工艺流程如图３所示 凝剂组成。施工拌制用水符合《混凝土拌合用水标准》。 水泥为符合国家标准的３２．５＃硅酸盐水泥或具抗腐 蚀性的同标号其他水泥．采用汽车运输 速凝剂选 用水玻璃。水玻璃的浓度为３５～４０波美度，水玻璃 图３注浆施Ｔ＿Ｔ艺流程 施工中．定点时注浆孑Ｌ应用经纬仪、皮尺进行 实地测量放样．钻孔实际位置原则误差不应超过 细度模数２．４～３．４。 ３．４．５注浆量设计 根据设计要求和现场试验．注浆量约为０．５ｍ３／ｍ． 水泥用量为３７５ｋ￣ｍ（１：１．０水泥浆液密度为１．５ｔ／ｍ３）。 Ｋ１ １＋７２６～Ｋ１ １＋９２０段加固体积为７７ ２３５．７ ｍ３．Ｋ１ １＋ ５ｃｍ 现场可视具体情况在设计代表和工程监理的 认可下予以调整。成孔时，钻孔均在地表施工。用 ，４８９ｍｍ钻头钻孔．钻至稳定路基以下ｌｍ。 对于钻探的要求如下： ９２０～Ｋ１２＋０５０段加固体积为１ １５ ８１０．２ｍ３ ３．４．６注浆工程数量 本项目共需完成注浆孔４ １０５个．钻孔总进尺 ５７ １６８ｍ，注浆量２３ ９２４．８ｍ３．水泥用量１７ ９４３．６ｔ． ａ）５％的钻孑Ｌ进行全取芯．以便指导钻探和注 浆施工： ｂ）做好钻探原始记录和岩芯编录及拍照工作． 并统计钻孔掉钻率： ２０１３年１２月第２４期ｌ ７９ 道路工程Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃ）钻孔施工过程中，如发现漏水、掉钻、埋钻 ｅ）注浆及间歇注浆前必须用清水洗孔．压水时 间不得小于１０ｍｉｎ 等现象要详细记录其深度、层位和耗水量。 注浆材料的配制要求如下： ａ）浆液配制应按设计浆液配合比进行．并随机 抽查浆液的各项指标： ｂ）原材料：水用水表或定量容器计量：水泥按 袋或按定量容器（散装水泥）计量： Ｃ）制浆工艺如图４所示： ４施工注意事项 施工中要注意以下几点： ａ）施工顺序为：先施工路基注浆．再挖除路 面、上路堤和路基边部，然后换填１．５ｍ厚石渣、回 填压实包边土．铺装路面．最后施工防排水： ｂ）在修建防护工程和排水工程中，应将基底夯 实后再进行砌筑．并根据实际地形将排水设施的设 置位置、设置长度、标高等做适当调整，使之更加 完善合理： Ｃ）防护、排水设施的质量应严格按照《公路路 基施工技术规范》（ＪＴＧ Ｆｌ０—２００６）执行，确保路基 的稳定性．另外沥青混凝土路面施工时．应严格按 ４注浆施１２＿Ｊ＿艺流程 照《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４）、 山西省地方标准《公路改性沥青路面施工技术规范》 （ＤＢ１４／Ｔ１６０－－２００７）执行： 注浆搅拌过程中．每次搅拌时间不得少于 ３ｒａｉｎ。 ３．５－３ 注浆工艺及技术要求 注浆工艺及技术要求如下： ｄ）路基注浆加固区．２８ｄ的抗压强度要求不低 于３ＭＰａ。 ａ）注浆应该按照“先外后内．隔二注一”的顺 序进行： ｂ）注浆开始后．要定时观测泵的吸浆量和泵 压．记录注浆过程中发生的各种现象．收集原始数 据．并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度． 注浆时应避免在短时间内注人大量水泥浆．当注浆 量较大时．应采用间歇式注浆法施工．在浆液中加 入水泥重量为３％的速凝剂．另外注浆孔径为 ８９ｒａｍ，注浆管孔径为５０ｍｍ的花管： Ｏ）在注浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当泵 量小于７０Ｌ／ｒａｉｎ时．根据结构物类型和采空区特征． 孔口压力为１．０～３．０ＭＰａ，稳定１５ｍｉｎ．可结束该孔 的注浆施工： ｄ）注浆过程中若出现地表裂隙大量跑浆时．应 采取间歇式注浆或减小泵量及地表充填裂隙的措 施，阻止浆液从地面大量流失： ５结语 从该路基修复一年后的使用情况来看．效果比 较理想，路面行车平顺，未见裂缝发生．也未见路 基产生沉降．说明该方案是可行的 参考文献 ［１］ＪＴＧ Ｄ３０－－２００４公路路基设计规范［Ｓ］． ［２］ＪＧＪ ７９—２０１２建筑地基处理技术规范【Ｓ］． ［３】ＪＴＧ Ｆ１０－－２００６公路路基施工技术规范［Ｓ］． ［４］邓学钧．路基路面工程［Ｍ］．北京：人民交通出版 社．２０００． 作者简介：王彦章（１９７８一），男，山西五寨人，２００８年长 安大学毕业，工程师，硕士研究生，专业为道路与铁道工 程，从事路基路面设计工作。 收稿日期：２０１３～０８—２６ ８０ Ｉ交通标准化