南部县磨盘山隧道沥青路面开裂病害分析及处置方案

南部县磨盘山隧道沥青路面开裂病害分析及处置方案

田彦志

重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074

摘要：针对南部县磨盘山隧道沥青路面开裂病害，根据隧道现场调查、雷达检测以及钻芯取样等等综合勘察成果分析隧道路面病害来源，对不同程度路面病害提出相应有效处置措施，为相似隧道病害处置提供参考借鉴。

关键词：隧道；路面开裂；原因分析；处置方案

1. 工程概况

磨盘山隧道位于南部县五灵乡，隧址区属于构造侵蚀剥蚀丘陵～低山地貌，山顶多为浑圆状和驼状，一般海拔高程340～529m。隧道轴线上磨盘山山顶最高高程约539.1 m，隧道附近最低高程约360m，相对高差约179m，局部植被发育。微地貌上受岩性控制，场地砂岩出露处多形成陡坎，泥岩出露段地形平缓，多形成缓坡。

磨盘山隧道右洞路面单车主道宽度3.75m，路边缘辅道0.30m，道路横向宽度3.75+0.30+3.75+0.30=8.1m。隧道主洞路面上面层为沥青混合料，下面层为26cm厚水泥砼面板，其设计弯拉强度不小于5MPa；基层采用C20砼，厚度为15cm，其设计弯拉强度不小于1.8MPa，整平层用仰拱填充代替。

2. 路面现状

磨盘山隧道右洞路面出现有纵向、横向裂缝、裂纹以及多处路面沉降等病害，现场图如图1.1所示。自定义磨盘山隧道右洞进口桩号为K0+000，在K0+200～K0+280段约有6条长约1m的横向裂缝，最长裂缝为2.9m。K0+280～K0+380段在K0+330断面处有一条约2.3m长的横向裂缝外无明显裂纹与裂缝。K0+380～K0+480段约11条横向裂缝，其中最长横向裂缝为2.7m；K0+520～K0+620段约7条横向裂缝，其中最长横向裂缝为1.8m；11条纵向裂缝，最长纵向裂缝为35.2m。

图
1.1 路面裂缝、沉降现场图

3. 隧道检测分析

1、地质雷达检测

RIS雷达系统，面层情况采用1.2GHz天线（探测深度>1m）进行，路面下部基层情况和深部填土和注浆密实度采采用200MHz天线（探测深度1~4m）进行。

检测结果表示：右侧车道病害情况略微严重于左车道病害情况，左车道和右车道病害状况基本相同。雷达检测大多数为混凝土不密实图像反射和略微沉降趋势，局部伴有少量空洞病害。

图
3.1.1雷达监测路面测线布置土

2、路面钻心取样检测

针对典型病害处进行钻芯取样检测，结果表明混凝土层存在随土基层下沉趋势，表层裂缝有向下发展趋势，局部区域清晰可见混凝土空洞及不密实情况.

图3.2基层混凝土破碎及不密实及空洞病害

4. 病害成因

1、车辆动荷载长时间作用在道路上

巴南高速仪陇段为南充至巴中高速重要区段，属于纵向方向的主干路，出入重载车辆较多，且该道路行驶车速远远高于设计车速其设计车速。在长期动荷载的作用下，该路段的整体刚度产生不利影响，使得不密实及空洞路段逐渐松散形成空洞且使得空洞增大，并在单侧受力条件下引起路面纵向开裂并逐渐传至下部，引起进下面层和基层开裂，进一步影响仰拱。

综合本点原因，本检测区段裂缝开裂的不密实区域或空洞形成与该类原因存在一定的关系。

2、施工质量缺陷

（1）该路段围岩较差，仰拱地基施工中处理不当，在仰拱回填后，由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降，造成路面纵向开裂。

（2）局部路段仰拱和基层施工中存在填料施工不均匀，同时路基填料不足、摊铺不密实形成局部空洞，混凝土在单侧极限荷载（长期车载）作用下产生纵向裂缝，裂缝向下发展，同时纵向发展。

（3）由于沥青老化和超载汽车经常性作用，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。

3、不良气候原因

沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。考虑到仪陇地区春、冬温差变化较大，因此温度的变化引起横向裂缝的可能性存在差异沉降引起的横向裂缝。因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂，并反射到沥青面层，形成横向裂缝。

5. 路面裂缝整治措施

1、对隧道进洞路面全段，可采用选择恰当的时机对未出现裂缝的地段，采用注浆的方式将空洞不密实区域填充密实。

2、针对裂缝地段，建议沿裂缝走向两侧范围各清除0.5米沥青层路面，对混凝土面层断裂未出现错动区域，首先采用注浆的方式将空洞和不密实区域填充密实，随后对混凝土面层裂缝进行沥青灌封处理，在沥青面层底部铺设抗裂格栅材料后恢复路面。

3、对于沿裂缝走向两侧范围各清除0.5米沥青层路面层后，混凝土面层断裂并出现错动区域，建议铣刨路面，重新施作路道路基层，压实填充物，选择合理的石料、仰拱填充物、混凝土和沥青材料对路面及地下结果做面层的整体性方案处理。

结束语

磨盘山隧道经过上述方案对不同程度病害进行相应处置后，运营至今未出现路面开裂病害，病害处置效果较好。在本次隧道路面开裂病害处置过程中得到以下结论：①应当加强前期对施工质量的把控；②科学处置不良地质路段；③运营阶段应严格控制车载量及行驶速度：④对隧道路面病害的处置应具有针对性，兼顾经济性与有效性。

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收稿日期：

作者简介：田彦志（1996-），男重庆万州人，硕士研究生，研究方向：交通运输工程（土木类）