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淺談市政道路“病變”原因及防止措施

發布者:admin 發布時間:2017-12-19

淺談市政道路“病變”原因及防止措施

陳子源,昆明市政工程設計科學研究院有限公司

摘要:當前我國正在大力推進市政基礎設施建設工作。既有道路經一段時間的使用后出現各種 “病變”問題。本文從設計、施工的角度分析如何避免常見質量問題的出現。分析“病變”產生原理,針對產生原理的機制對不同”病變“情況采取不同的針對性預防措施,從而延長市政道路是適用壽命。

關鍵詞:市政道路“病變”;路基沉陷;路面開裂;路面松散;路面坑槽;排水系統影響;

目前,我國各地都在大規模地進行市政工程建設,搞好城市市政道路工程建設具有特別重要的意義。在市政道路工程建設中,除了科學、全面、精心地進行規劃設計外,施工質量也是非常重要的因素。

由于市政道路的地下有各種工程管線和其它地下設施需與道路同步施工,地上各種城市公用設施、交通設施也要與道路同步建設,加大了工程的復雜性,導致市政道路工程經常出現一些特殊的質量通病。主要表現在路基、路面和排水系統上。筆者結合幾年的市政工程設計、施工現場情況處理和工程驗收的工作經驗,現就一些較常見的質量通病的預防措施作如下分析:

一、路基回填土沉陷

路基強度和穩定性是保證路面強度和穩定性的重要條件,其施工質量直接影響到整個道路工程的質量,造成路基回填土沉陷的原因為:

1、市政道路的地下部分敷設各種不同的地下管線,地下管線管(溝)槽回填土的密實度對路基的影響很大;

2、在路基施工中,對道路路基底下的軟基未進行換填處理;

3、路基施工中的超厚回填、傾斜碾壓都會造成回填土達不到要求的密實度;

4、路基填土土質不符合要求也會造成回填土達不到要求的密實度。如果回填土的土層含水量處于飽和狀態,是不可能壓實的,當地下水位下降,飽和水下滲后,就造成回填土沉陷;如回填土中夾帶較大的塊狀物,由于塊狀物障礙土粒間相互擠壓,塊狀物支墊碾壓,產生疊加現象,使塊狀物周圍產生空隙,易導致路基沉陷。

對路基沉陷的預防措施有:

1、在路基回填土的施工前,對道路路基范圍底下部分進行調查,如發現軟基、膨脹土、雜填土等不良地質狀況,需進行軟基換填處理;

2、路基回填土要采用含水量較低的砂性土,避免回填土中有較大塊狀物;

3、在路基范圍內,路基施工必須采用分層法填筑,分層厚度≤30㎝,當路基地面橫坡或縱坡大于15時,采用臺階式回填碾壓;

4、在地下工程管線的管(溝)槽回填土施工中,應分層倒退留出臺階,臺階高與壓實厚度相同,臺階寬≥1m,填土中不允許夾帶較大塊狀物;

5、在施工前,施工技術管理人員須向實際操作人做好技術交底,使其按有關規定進行施工,且專門安排施工技術人員在施工現場監督施工。

二、瀝青路面出現開裂、松散、坑槽等常見質量通病

路面開裂:瀝表混凝土路面最常見的橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫、反射裂縫

1.橫向裂縫

施工縫未處理好,接縫不緊密,結合不良。瀝青未達到適合于本地區氣候條件和使用要求的質量標準,致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應力(應變)大于瀝青混合料的抗拉強度(應變)。

預防措施;合理組織施工,攤鋪作業連續進行,減少冷接縫。冷接縫的處理,應先將已攤鋪壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊、清除碎料,然后用熱混合料敷貼接縫處,使其預熱軟化;鏟除敷貼料,對縫壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘層瀝青,再鋪筑新混合料。充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機在已壓實的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15-20cm,直到壓路機全部在新鋪層為止,再改為縱向碾壓。根據《瀝青路面施工及驗收規范》(GB50092)要求,按本地區氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優質瀝青更有效。

2.縱向裂縫

前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關規范要求認真處理,結合不緊密而脫開??v向溝槽回填土壓實質量差而發生沉陷。拓寬路段的新老路面交界處沉降不一。

預防措施;采用全路幅一次攤鋪,如分幅攤鋪時,前后幅應緊跟,避免前攤鋪幅混合料冷卻后才攤鋪后半幅,確保熱接縫。如無條件全路幅攤鋪時,上、下層的施工縱縫應錯開15cm以上。前后幅相接處為冷接縫時,應先將已施工壓實完的邊緣坍斜部分切除,切線須順直,側壁要垂直,清除碎料后,宜用熱混合料敷貼接縫處,使其預熱軟化,然后鏟除敷貼料,并對側壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘層瀝青,再攤鋪相臨路幅。攤鋪時控制好松鋪系數,使壓實后的接縫結合緊密、平整。新建道路與已建老路必須有足夠的長度進行路基及路面的錯臺搭接,路基錯臺搭接長度不小于1米,錯臺搭接厚度每層不小于15cm,路面上面層搭接不小于50cm,且路面搭接處鋪設玻纖格柵,路基路面充分搭接已減少新老的不均勻沉降帶來的裂縫。

3.網狀裂縫

路面結構中夾有軟弱層或泥灰層;粒料層松動,水穩性差。瀝青與瀝青混合料質量差,延度低,抗裂性差。瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,加速裂縫的形成。路面總體強度不足,在損壞初期形成網裂,日后裂縫逐步擴展,縫距縮小。

預防措施:路面結構設計應做好交通量調查和預測工作,使路面結構組合與總體強度滿足設計使用期限內交通荷載要求。上基層必須選用水穩定性良好的有粗粒料的石灰、水泥穩定類材料。瀝青面層各層應滿足最小施工厚度的要求,保證上下的良好連接;并從設計上采取措施有效地排除雨后結構層內積水。瀝青路面攤鋪前,對下臥層需認真檢查,及時清除泥灰,處理好軟弱層,保證下臥層穩定,并宜噴灑0.3-0.6kg/m2粘層瀝青。原材料質量和混合料質量嚴格按《瀝青路面施工及驗收規范》(GB50092)的要求進行選定、拌制和施工。

4.反射裂縫

半剛性基層收縮的反射裂縫。在舊路面上加罩瀝青面層后原路面上已有裂縫包括水泥混凝土路面的接縫的反射。

預防措施;基層混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓,要防止碾壓時含水量過小,壓實度和強度不足,造成強度裂縫。對分段施工的基層,在碾壓時,應預留3-5米混合料暫緩碾壓,待下段混合料攤鋪后一起碾壓,以利于銜接。對于分層碾壓的基層,上下層的接頭應錯開3-5米,以減少出現裂縫的機會。合理選擇混合料的配比,控制細料數量;重視結構層的養護,并及早鋪筑上層或進封層以利于減少干縮縫。在舊路面加罩瀝青路面結構層前,可銑削原路面后再加罩,或采用鋪設土工布、擱柵后再加罩,以延緩反射裂縫的形成?! ?/span>

路面松散:松散產生的原因主要是使用的瀝青稠度偏底,用量偏少或瀝青加熱時溫度過高,與礦料粘附力不足;礦料級配偏粗、過濕,嵌縫料不規格,或在低溫、雨季施工等,均可使粒料脫落形成松散或麻面。

路面坑槽:路面坑槽破損一般可分為三種情況,上面層產生坑槽,上面層和中面層同時產生坑槽,底面層和基層產生坑槽。上面層產生的坑槽通常深度為2~5cm,由于瀝青上面層混合料局部的空隙大、同時瀝青與石料間的粘附力不足,加上雨水或雪水進入到瀝青表面的材料中,在車輛行駛時,會使表面的瀝青剝落,從而造成路面自上而下形成坑槽。

當瀝青上面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混合料,而底層為孔隙率較小的密級配瀝青混合料時,路表的自由水易滲入并滯留在上面層和中面層內。行車荷載的作用使得上、中面層瀝青剝落,瀝青混合料失去粘附力,粒料被行車作用向外推擠、帶離行成坑槽。

這種嚴重的坑槽病害容易發生在翻漿現象嚴重的路面,由于路面基層未達到設計標準,在動力水壓力和孔隙水壓力的反復作用下,基層粒料出現松散強度不足,同時反作用于上面瀝青層,最終導致坑槽出現

預防措施:

1、設計過程中根據道路等級按照《城鎮道路路面設計規范》CJJ169-2012中要求明確給出瀝青動穩定度、凍融劈裂強度比、浸水馬歇爾殘留穩定度、極限破壞應變等指標要求。

2、施工過程中根據實驗確定滿足設計要求的配比,且實驗配比貫穿整個路面施工、建設方、監理、第三方檢測單位不定期抽檢,用來驗證配比的控制情況,材料的選配,特別是集料場應固定,選擇12家能保證施工進度的廠家供料,使材料級配始終處于受控狀態,不能偏離級配中線太遠;

3、瀝青的選用十分關鍵,要挑選符合規范各項要求的瀝青,特別是瀝青針入度、延度指標必須嚴格把關。由于近些年氣候偏暖,瀝青標號宜選擇在規定范圍內的低標號瀝青。此外,透層油,粘層油瀝青應與瀝青砼采用同一種瀝青。特別是油石比的選擇,應考慮粘層油、透層油返油時對其影響;

5、瀝青混合料拌合時間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴格按規范要求進行,合理安排工期,避開不利天氣施工;

6、從施工機具來講,拌合能力,攤鋪機碾壓機具必須配套,攤鋪機應選擇兩臺前后錯開同時施工,而少采用全斷面攤鋪機,注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。

7、瀝青砼施工期間,交通管制必須有專人負責:禁止非施工車輛上路,防止上路機械漏油保持路面干凈整潔。

三、排水系統

排水系統的常見質量通病為管道滲水和檢查井與路面的接縫處出現塌陷,造成這兩種現象的主要原因為:

1、管道基礎條件不良導致管道和基礎出現不均勻沉陷,造成局部積水,嚴重時會出現管道斷裂或接口開裂;

2、管道、檢查井回填質量不滿足設計要求,導致管道部分與周邊路面出現不均勻沉降;

3、管材質量差,管道在外力作用下產生破損或接口開裂;

4、管道接口及施工質量差,存在裂縫或局部松散,抗滲能力差,容易產生漏水;

5、檢查井施工質量差,井壁和與其連接管的結合處滲漏。

6、檢查井井體變形、下沉,檢查井井蓋下沉。

對管道滲水和檢查井與路面的接縫處出現塌陷的預防措施為:

1、嚴格按設計要求和相關規范施工,確保管道基礎的強度和穩定性。當地基地質水文條件不良時,應進行換土改良處理,以提高基槽底部的承載力。如果槽底土壤被擾動或受水浸泡,應先挖松軟土層后用砂或碎石等穩定性的材料回填密實。地下水位以下開挖土方時,應采取有效措施做好槽底部排水降水工作,確保開挖,必要時可在槽底預留20CM厚土層,待后續工序施工時隨挖隨封閉;

    2、回填土要選擇合格土源,過濕土、腐殖土、垃圾土及碎石磚塊土不易壓實,不得采用?;靥钋?,應將槽內木料、草簾等雜物清理干凈。當管槽內有積水時,應將水排凈,不得在水中回填土。冬季、雨季回填應當日填土,當日夯實?;靥畋仨氃诠茏炷翉姸冗_到5.0N/mm2以上時,方可進行。磚石方溝必須在蓋板安裝后才可回填;溝槽在管、溝結構兩側應同時回填,兩側回填土面高差不得超過30cm;不得將土直接砸在接口抹帶上??傊?,回填夯實操作,應以確保管、溝結構安全、不發生引起管道、接口溝墻、井室破壞或移位的事故,且達到各部位密度要求為原則。為防止管道在回填夯實中裂損,其胸腔部分必須按虛厚不超過30cm,密實度達輕型擊實密度的95%標準,分層夯實;管頂50cm范圍的填土,宜用木夯夯實,密實度達輕型密度的85%,管溝于路基范圍內,管頂以上25cm范圍回填土表層的壓實度不應小于87%;當管頂回填夯實高達1.5m以上時,方可使用碾壓機械壓實;如覆土厚度不足0.7m時,管道設計應采用360度包封來加強。

3、所用管材要有質量部門提供合格證和力學試驗報告等資料,管材外觀質量要求表面無蜂窩麻面現象;

4、選用質量較好的接口填料并按試驗配合比和合理的施工工藝組織施工,接口縫內要潔凈,對水泥類填料接口還要預先濕潤,而對油性的則預先干燥后刷冷底子油,再按照施工操作規程認真施工;

5、檢查井澆筑要選用符合實際標準的抗滲混凝土一次性澆筑成型,混凝土抗滲性滿足設計指標,與檢查井連接的管道表面應先濕潤且均勻刷一層水泥原漿,等管道就位后再做好內外抹面,以防滲漏;

6、認真做好檢查井的基層和墊層,防止井體下沉,檢查井澆筑質量應控制好井室和井口中心位置及其高度,防止井體變形,檢查井井蓋采用昆明市防沉降井蓋。

除了上述的幾個主要的質量通病以外,在人行道、流水石和路緣石等其它輔助設施的施工中也或多或少的存在一些質量通病。在人行道、流水石和路緣石等其它輔助設施的施工中,認真按照設計圖紙和相關施工技術規范進行控制和施工,以免造成人行道、流水石和路緣石等其它輔助設施的不順暢、不牢固,影響使用和美觀。

總之,市政道路工程雖然有不同于其它工程的復雜性,但是其質量通病是可以預防和解決的。為了把市政工程做得更好,必須加強對工程實施過程中的監督管理,嚴格執行重要工序驗收程序,嚴格遵守設計及施工規范技術標準,控制質量問題的出現。

參考資料:

1、康敬東,《瀝青路面裂縫和坑槽破損形成分析》2002

2、鄭潮雄,《淺談市政道路工程質量通病的預防措施》2008

3、《城鎮道路路面設計規范》CJJ169-2012

4、《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008

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