桑 雨

城市道路檢查井區(qū)段路面養(yǎng)護(hù)

桑 雨

(杭州市公路管理局，浙江 杭州 310030)

針對(duì)城市道路路面養(yǎng)護(hù)中檢查井路段的養(yǎng)護(hù)施工問題，介紹了檢查井周邊路面的破損形式、破壞機(jī)理等;結(jié)合實(shí)際路面養(yǎng)護(hù)工程，通過長(zhǎng)期跟蹤對(duì)比兩種不同的養(yǎng)護(hù)方式，對(duì)路面檢查井周圍路面的養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行了研究。對(duì)比結(jié)果顯示:在開槽后灌注水泥土，能夠明顯地改善養(yǎng)護(hù)后檢查井周圍路面的沉降，并且具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

城市道路;路面養(yǎng)護(hù);檢查井;破壞機(jī)理

0 引言

在城市中，由于一些市政管線(如天然氣、電力、熱力、通訊等)的埋設(shè)以及給排水井、污水井的設(shè)置等因素，道路路面上不得不設(shè)置一些檢查井。檢查井井身材料多為混凝土，部分采用磚砌式結(jié)構(gòu)，但無論哪種結(jié)構(gòu)形式，檢查井都是一種與路基、路面材料相異的結(jié)構(gòu)物，這是造成檢查井區(qū)段路面出現(xiàn)問題的一個(gè)根本原因［1］。根據(jù)對(duì)西安市一些道路的實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新建道路的檢查井周邊路面平均在通車2～3年時(shí)間出現(xiàn)不同程度的損壞，在已建的16條道路上隨機(jī)調(diào)查100個(gè)檢查井，發(fā)現(xiàn)有76個(gè)檢查井周邊的路面產(chǎn)生了不同程度的損壞，損壞率為76%。檢查井周邊路面的破損會(huì)影響路面平整度，影響車輛的行車安全，因此對(duì)檢查井周邊路面的養(yǎng)護(hù)十分重要。

1 檢查井周邊路面破損形式

根據(jù)對(duì)檢查井周邊路面的調(diào)查可以將其破損形式分為檢查井周圍輕微裂縫、檢查井周圍龜裂、檢查井周圍瀝青混凝土碎裂、檢查井及井口周圍路面沉降 4 類［2-4］。

1．1 檢查井周圍輕微裂縫

檢查井周圍路面出現(xiàn)輕微裂縫是一種普遍且輕微的損壞形式，其特征是檢查井周圍路面無明顯沉降，整個(gè)區(qū)段平整，不影響車輛的行駛，無明顯跳車現(xiàn)象，如圖1所示。

檢查井周邊路面產(chǎn)生輕微裂縫的損壞機(jī)理為:行車荷載是一種快速施加又快速卸載的豎向荷載，同時(shí)由車輪帶來的摩擦力也會(huì)施加橫向荷載，檢查井井筒在車輛荷載的作用下產(chǎn)生振動(dòng);由于檢查井井蓋與路面表面的材料不同，因而它們的自振頻率和摩擦系數(shù)不同，所以在行車荷載的作用下2種結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率不同，造成檢查井井口與路面的擠壓，當(dāng)壓力超過了材料的耐久值時(shí)，路面檢查井周邊的瀝青混凝土材料就會(huì)產(chǎn)生輕微裂縫。Christian Falk曾對(duì)檢查井上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，認(rèn)為檢查井和檢查井周圍路面產(chǎn)生沉降差異主要是由檢查井結(jié)構(gòu)中砂漿層的破壞引起的。所以，檢查井周邊路面的輕微裂縫可以看成路表面的損壞，也是一種初期損壞形式，井身結(jié)構(gòu)仍保持完整。

圖1 檢查井周圍路面輕微裂縫

1．2 檢查井周圍路面龜裂

檢查井周圍路面龜裂也是一種比較常見的損壞形式，主要表現(xiàn)為:檢查井周圍一定范圍內(nèi)有網(wǎng)狀或不規(guī)則連續(xù)裂縫群，裂縫主要均布在檢查井一周0.5 m以內(nèi)，且裂縫越靠近檢查井越密集。通常情況下，這種損壞模式對(duì)路面的平整度以及行車舒適度、行車安全方面會(huì)造成一定的影響，如圖2所示。

圖2 檢查井周圍路面龜裂

檢查井周邊路面龜裂的損壞機(jī)理為:在檢查井上部結(jié)構(gòu)與周邊的路面連接穩(wěn)定、平整度好的區(qū)段，當(dāng)檢查井結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降且沉降大于路面的沉降時(shí)，檢查井上部結(jié)構(gòu)的較大沉降會(huì)因?yàn)榕c路面較好的連接而拉動(dòng)周邊的路面;周圍路面的柔性較差而整體性又好時(shí)，在彎矩的作用下產(chǎn)生一定的彎曲變形從而導(dǎo)致裂縫，同時(shí)行車荷載會(huì)加快這種裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。在這種情況下，檢查井上部結(jié)構(gòu)的砂漿層已經(jīng)產(chǎn)生了一定的變形或破壞，只是這種破壞屬于初級(jí)階段，砂漿層的沉降較均勻且并未失穩(wěn)。但這種破損已經(jīng)達(dá)到了對(duì)其區(qū)段路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的條件，如果不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，裂縫會(huì)在車輛荷載作用下加速發(fā)展，遇外界降水時(shí)，水會(huì)通過裂縫進(jìn)入路基和檢查井結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步造成檢查井砂漿層的破壞和周圍路基的沉降［5-7］。

1．3 檢查井周圍路面瀝青混凝土碎裂

檢查井周圍路面瀝青混凝土碎裂主要發(fā)生在剛度大的路面，其主要特征是:檢查井周圍路面材料破碎成塊，部分路面材料脫離原路面，檢查井周圍存在松散顆粒狀路面材料，如圖3所示。

圖3 檢查井周圍路面瀝青混凝土破碎

檢查井周圍路面瀝青混凝土碎裂的機(jī)理為:檢查井結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率不同導(dǎo)致檢查井周邊的路面在行車荷載作用下產(chǎn)生裂縫，且隨著行車荷載的繼續(xù)作用，裂縫開始擴(kuò)大，路面結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，因而路面從原來只受行車荷載變成受行車荷載和沖擊荷載的共同作用，路面材料在短時(shí)間內(nèi)碎裂成塊甚至“掉渣”。這一階段主要是裂縫發(fā)展的結(jié)果，但與龜裂不同的是，檢查井上部結(jié)構(gòu)中的砂漿層不一定產(chǎn)生了破壞或沉降，而檢查井周圍的路面已達(dá)到破碎的程度［8-9］。

1．4 檢查井及井口周圍路面沉降

檢查井及井口周圍路面的沉降可分為均勻式沉降和不均勻式沉降。均勻式沉降的主要特征為:檢查井及周圍的路面各處沉降相同，形成一個(gè)均勻的圓形“坑”。不均勻式沉降的主要特征為:檢查井井口周圍某一點(diǎn)的沉降量大于其余點(diǎn)，且最大沉降量點(diǎn)與最小沉降量點(diǎn)差異明顯。檢查井井口及周圍路面沉降的路面損壞形式如圖4所示。

檢查井及井口周圍路面沉降機(jī)理為:檢查井井口及井口周圍路面的沉降主要是由于檢查井上部結(jié)構(gòu)中的砂漿層被破壞，砂漿層是用來調(diào)平檢查井的上部結(jié)構(gòu)，其自身的承載力并不高，屬于檢查井上部結(jié)構(gòu)中較軟弱的部分，在大型、重型甚至超重的車輛荷載作用下最容易產(chǎn)生變形，甚至喪失其原有的穩(wěn)定性。另外，部分檢查井根據(jù)周圍結(jié)構(gòu)需要回填了一部分土，這部分土與路基土不同，不易于壓實(shí)，如果處理不好，隨著道路的使用會(huì)產(chǎn)生大于其他區(qū)段路面的沉降［10-11］。

圖4 檢查井周圍路面沉降

2 工程概況

本文依托西安某路段路面養(yǎng)護(hù)工程，定向選擇同一行車道上的2個(gè)同類型檢查井區(qū)段做養(yǎng)護(hù)工程，比較不同養(yǎng)護(hù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

西安某城市道路為城市干道，城市A級(jí)交通荷載，來往車輛以轎車、公交車、客車為主，因該道路附近有建筑工地，偶見重型車輛。本次選擇的2個(gè)檢查井區(qū)段的檢查井井蓋均為鑄鐵材料，直徑為700 mm，檢查井周圍路面的損壞形式為龜裂損壞，裂縫延伸到檢查井井口外30～40 cm，井口沉降明顯。

2．1 養(yǎng)護(hù)方案選擇

2．1．1 1號(hào)區(qū)段路面養(yǎng)護(hù)方案

根據(jù)1號(hào)區(qū)段路面現(xiàn)場(chǎng)施工條件，對(duì)檢查井周圍路面開尺寸為1 500 mm×1 500 mm方形槽，開槽后對(duì)檢查井周圍路面垂直開挖，開挖深度為300 mm，原有的井蓋及井座拆除，然后清理碎渣，整平坑底。由于處理前檢查井周圍出現(xiàn)了一定的沉降，方案采用新型預(yù)制混凝土井圈并現(xiàn)場(chǎng)灌注10 cm厚封底水泥土以增大井圈的受力面積，強(qiáng)化檢查井周邊路基強(qiáng)度，從而減少附近的荷載對(duì)檢查井周圍路基的影響，水泥土采用C25硅酸鹽水泥，土選用一般黏土，水泥、土、水的配合比為1∶6∶2．5，水泥土現(xiàn)場(chǎng)拌和灌注。待下部水泥土強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)，放入預(yù)制的新型井圈和檢查井井口鋼圈。連接完畢后在坑內(nèi)涂抹一層液態(tài)瀝青，然后填入熱拌瀝青混凝土料，以振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械分層壓實(shí)，每層厚度為5 cm。在最后一層瀝青混凝土填料放入前安裝井蓋，并調(diào)整井蓋標(biāo)高與路面標(biāo)高一致，填料填充完畢并人工攤平后，使得填料松鋪高度高出路面2 cm。鋪填完成后采用小型鋼輪壓路機(jī)對(duì)路面碾壓至原路面標(biāo)高，再用液態(tài)瀝青黏結(jié)開槽邊緣處以，保證養(yǎng)護(hù)區(qū)段與原來正常路面搭接處的平整。

2．1．2 2號(hào)區(qū)段路面養(yǎng)護(hù)方案

根據(jù)2號(hào)區(qū)段路面現(xiàn)場(chǎng)施工條件，對(duì)檢查井周圍路面開尺寸為1 800 mm×1 800 mm方形槽，開槽后對(duì)周圍路面垂直開挖，開挖深度為200 mm，拆除原有井蓋及井座，并清理碎渣，整平坑底。開槽完成后下放預(yù)先焊接好的1 750 mm×1 750 mm方形鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用HRB300鋼筋，直徑為8 mm，橫縱向間距均為100 mm，方形鋼筋網(wǎng)中心處有一圓形孔，孔徑為800 mm。鋼筋網(wǎng)下放完成后安裝新型預(yù)制混凝土井圈，并連接新型檢查井井口鋼圈。完成之后在坑內(nèi)涂抹一層液態(tài)瀝青，然后填入熱拌瀝青混凝土料，采用振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械分層壓實(shí)，每層厚度為5 cm。在最后一層瀝青混凝土填料放入前安裝井蓋，并調(diào)整井蓋標(biāo)高與路面標(biāo)高一致，填充完畢并人工攤平后，使得填料松鋪高度高出路面2 cm。鋪填完成后采用小型鋼輪壓路機(jī)對(duì)這一區(qū)段的路面碾壓至原路面標(biāo)高，再用液態(tài)瀝青黏結(jié)開槽邊緣處以保證養(yǎng)護(hù)區(qū)段與原來正常路面搭接處的平整。

2．2 方案比較與評(píng)價(jià)

上述2個(gè)區(qū)段路面養(yǎng)護(hù)施工竣工時(shí)間為2015年10月，在后續(xù)20個(gè)月跟蹤記錄2個(gè)區(qū)段檢查井周圍0、50、100、200 mm 處的沉降，結(jié)果如圖5 所示。

圖5 2個(gè)區(qū)段檢查井周圍各點(diǎn)處沉降變化

由圖5可以看出，2個(gè)區(qū)段的路面沉降在竣工后11～14個(gè)月基本不再增加，1號(hào)區(qū)段0、50、100、200 mm處的沉降均小于2號(hào)區(qū)段，并且隨著與檢查井井口間距離的增加，2號(hào)區(qū)段與1號(hào)區(qū)段的沉降量之差逐漸增大。綜合上述2種養(yǎng)護(hù)方案，采用水泥土封底對(duì)檢查井周圍路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方案比加筋養(yǎng)護(hù)的效果更好，水泥土層和新型預(yù)制混凝土井圈可以有效地代替原檢查井中的砂漿層，且水泥土層的設(shè)置使得原檢查井周圍的路基填土被置換一部分，加強(qiáng)了檢查井周圍路基上層的強(qiáng)度，通過長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤發(fā)現(xiàn)，其沉降量基本控制在2.5 mm以內(nèi)。

3 結(jié)語

在城市道路檢查井區(qū)段路面的養(yǎng)護(hù)中，嘗試采用新的施工工藝并進(jìn)行工程跟蹤對(duì)解決路面檢查井區(qū)段的頑疾有著深遠(yuǎn)的意義;應(yīng)將檢查井一定范圍內(nèi)的道路結(jié)構(gòu)研究透徹并準(zhǔn)確找到這一區(qū)段路面破損的原因，然后對(duì)癥下藥，提高路面養(yǎng)護(hù)的效率，防止同一區(qū)段反復(fù)養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)象發(fā)生。

［1］ 楊建波．淺談市政瀝青道路檢查井施工技術(shù)［J］．中國高新技術(shù)企業(yè)，2016(34):125-127．

［2］ 梁江華．淺談市政道路檢查井施工技術(shù)［J］．建材與裝飾，2013(10):315-316．

［3］ 肖良杰．淺談市政道路檢查井病害與防治措施［J］．工程與建設(shè)，2009，23(1):53-54．

［4］ 高志強(qiáng)．城市道路檢查井沉降問題及預(yù)防措施［J］．山西建筑，2017，43(4):145-146．

［5］ 凡治明．市政道路檢查井病害防治辦法［J］．工程技術(shù):引文版，2016(8):124．

［6］ 宋甲奇．市政道路檢查井井蓋周邊病害分析及防治措施［J］．山西科技，2012(2):97-98．

［7］ 李朝霞．淺析道路檢查井周邊病害的成因及防治措施［J］．中國科技縱橫，2011(16):208．

［8］ 張?jiān)品迹畽z查井周圍路面病害的成因及防治措施［J］．山西建筑，2002，28(1):45-46．

［9］ 魏同春．論檢查井周圍病害成因及防治措施［J］．廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，25(10):78-79．

［10］ 張愛民，何 軒．城市道路檢查井周圍路面病害防治對(duì)策［J］．市政設(shè)施管理，2013(3):24-27．

［11］ 趙利斌．城市道路檢查井周圍病害產(chǎn)生的原因及防治［J］．內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2008(8):115．

Pavement Maintenance of Urban Road Section with Manholes

SANG Yu
(Hangzhou Highway Administration，Hangzhou 310030，Zhejiang，China)

Aimed at the problems of maintenance of urban road section with manholes，the pavement distresses around the manholes and the forming mechanism were introduced．Combined with the actual road maintenance project，the effect of maintenance of road surface around the manholes were studied through the long-term follow-up comparison of two different maintenance methods．The results show that the filling of soil cement after grooving can significantly improve the settlement of the road around the manholes after the maintenance，and has good economy．

urban road;pavement maintenance;manhole;distress mechanism

U418．6

B

1000-033X(2017)10-0098-04

2017-04-16

桑 雨(1952-)，女，浙江杭州人，高級(jí)工程師，從事工程機(jī)械、工程材料方面的工作。

［責(zé)任編輯:杜衛(wèi)華］