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城市道路检查井区段路面养护

时间:2019-03-08   作者:admin 点击:
  
  摘要:针对城市道路路面养护中检查井路段的养护施工问题,介绍了检查井周边路面的破损形式、破坏机理等;结合实际路面养护工程,通过长期跟踪对比两种不同的养护方式,对路面检查井周围路面的养护效果进行了研究。对比结果显示:在开槽后灌注水泥土,能够明显地改善养护后检查井周围路面的沉降,并且具有良好的经济性。
  关键词:城市道路;路面养护;检查井;破坏机理;
  引言
  在城市中,由于一些市政管线(如天然气、电力、热力、通讯等)的埋设以及给排水井、污水井的设置等因素,道路路面上不得不设置一些检查井。检查井井身材料多为混凝土,部分采用砖砌式结构,但无论哪种结构形式,检查井都是一种与路基、路面材料相异的结构物,这是造成检查井区段路面出现问题的一个根本原因[1]。根据对西安市一些道路的实际调查发现,新建道路的检查井周边路面平均在通车2~3年时间出现不同程度的损坏,在已建的16条道路上随机调查100个检查井,发现有76个检查井周边的路面产生了不同程度的损坏,损坏率为76%。检查井周边路面的破损会影响路面平整度,影响车辆的行车安全,因此对检查井周边路面的养护十分重要。
  1检查井
  周边路面破损形式根据对检查井周边路面的调查可以将其破损形式分为检查井周围轻微裂缝、检查井周围龟裂、检查井周围沥青混凝土碎裂、检查井及井口周围路面沉降4类[2-4]。
  1.1检查井周围轻微裂缝检查井周围路面出现轻微裂缝是一种普遍且轻微的损坏形式,其特征是检查井周围路面无明显沉降,整个区段平整,不影响车辆的行驶,无明显跳车现象,如图1所示。
  检查井周边路面产生轻微裂缝的损坏机理为:
  行车荷载是一种快速施加又快速卸载的竖向荷载,同时由车轮带来的摩擦力也会施加横向荷载,检查井井筒在车辆荷载的作用下产生振动;由于检查井井盖与路面表面的材料不同,因而它们的自振频率和摩擦系数不同,所以在行车荷载的作用下2种结构的振动频率不同,造成检查井井口与路面的挤压,当压力超过了材料的耐久值时,路面检查井周边的沥青混凝土材料就会产生轻微裂缝。ChristianFalk曾对检查井上部结构进行研究,认为检查井和检查井周围路面产生沉降差异主要是由检查井结构中砂浆层的破坏引起的。所以,检查井周边路面的轻微裂缝可以看成路表面的损坏,也是一种初期损坏形式,井身结构仍保持完整。
  1.2检查井周围路面龟裂检查井周围路面龟裂也是一种比较常见的损坏形式,主要表现为:检查井周围一定范围内有网状或不规则连续裂缝群,裂缝主要均布在检查井一周0.5m以内,且裂缝越靠近检查井越密集。通常情况下,这种损坏模式对路面的平整度以及行车舒适度、行车安全方面会造成一定的影响,如图2所示。
  图2检查井周围路面龟裂检查井周边路面龟裂的损坏机理为:在检查井上部结构与周边的路面连接稳定、平整度好的区段,当检查井结构发生沉降且沉降大于路面的沉降时,检查井上部结构的较大沉降会因为与路面较好的连接而拉动周边的路面;周围路面的柔性较差而整体性又好时,在弯矩的作用下产生一定的弯曲变形从而导致裂缝,同时行车荷载会加快这种裂缝的产生与发展。在这种情况下,检查井上部结构的砂浆层已经产生了一定的变形或破坏,只是这种破坏属于初级阶段,砂浆层的沉降较均匀且并未失稳。但这种破损已经达到了对其区段路面进行养护的条件,如果不及时养护,裂缝会在车辆荷载作用下加速发展,遇外界降水时,水会通过裂缝进入路基和检查井结构,从而进一步造成检查井砂浆层的破坏和周围路基的沉降[5-7]。
  1.3检查井周围路面沥青混凝土碎裂检查井周围路面沥青混凝土碎裂主要发生在刚度大的路面,其主要特征是:检查井周围路面材料破碎成块,部分路面材料脱离原路面,检查井周围存在松散颗粒状路面材料,如图3所示。
  图3检查井周围路面沥青混凝土破碎检查井周围路面沥青混凝土碎裂的机理为:检查井结构的振动频率不同导致检查井周边的路面在行车荷载作用下产生裂缝,且随着行车荷载的继续作用,裂缝开始扩大,路面结构的完整性遭到破坏,因而路面从原来只受行车荷载变成受行车荷载和冲击荷载的共同作用,路面材料在短时间内碎裂成块甚至“掉渣”。这一阶段主要是裂缝发展的结果,但与龟裂不同的是,检查井上部结构中的砂浆层不一定产生了破坏或沉降,而检查井周围的路面已达到破碎的程度[8-9]。
  1.4检查井及井口周围路面沉降检查井及井口周围路面的沉降可分为均匀式沉降和不均匀式沉降。均匀式沉降的主要特征为:检查井及周围的路面各处沉降相同,形成一个均匀的圆形“坑”。不均匀式沉降的主要特征为:检查井井口周围某一点的沉降量大于其余点,且最大沉降量点与最小沉降量点差异明显。检查井井口及周围路面沉降的路面损坏形式如图4所示。
  检查井及井口周围路面沉降机理为:检查井井口及井口周围路面的沉降主要是由于检查井上部结构中的砂浆层被破坏,砂浆层是用来调平检查井的上部结构,其自身的承载力并不高,属于检查井上部结构中较软弱的部分,在大型、重型甚至超重的车辆荷载作用下最容易产生变形,甚至丧失其原有的稳定性。另外,部分检查井根据周围结构需要回填了一部分土,这部分土与路基土不同,不易于压实,如果处理不好,随着道路的使用会产生大于其他区段路面的沉降[10-11]。
  2工程概况
  本文依托西安某路段路面养护工程,定向选择同一行车道上的2个同类型检查井区段做养护工程,比较不同养护方案的优缺点。
  西安某城市道路为城市干道,城市A级交通荷载,来往车辆以轿车、公交车、客车为主,因该道路附近有建筑工地,偶见重型车辆。本次选择的2个检查井区段的检查井井盖均为铸铁材料,直径为700mm,检查井周围路面的损坏形式为龟裂损坏,裂缝延伸到检查井井口外30~40cm,井口沉降明显。
  2.1养护方案选择2.1.11号区段路面养护方案根据1号区段路面现场施工条件,对检查井周围路面开尺寸为1500mm×1500mm方形槽,开槽后对检查井周围路面垂直开挖,开挖深度为300mm,原有的井盖及井座拆除,然后清理碎渣,整平坑底。由于处理前检查井周围出现了一定的沉降,方案采用新型预制混凝土井圈并现场灌注10cm厚封底水泥土以增大井圈的受力面积,强化检查井周边路基强度,从而减少附近的荷载对检查井周围路基的影响,水泥土采用C25硅酸盐水泥,土选用一般黏土,水泥、土、水的配合比为1∶6∶2.5,水泥土现场拌和灌注。待下部水泥土强度达到要求时,放入预制的新型井圈和检查井井口钢圈。连接完毕后在坑内涂抹一层液态沥青,然后填入热拌沥青混凝土料,以振动压实机械分层压实,每层厚度为5cm。
  在最后一层沥青混凝土填料放入前安装井盖,并调整井盖标高与路面标高一致,填料填充完毕并人工摊平后,使得填料松铺高度高出路面2cm。铺填完成后采用小型钢轮压路机对路面碾压至原路面标高,再用液态沥青黏结开槽边缘处以,保证养护区段与原来正常路面搭接处的平整。
  2.1.22号区段路面养护方案根据2号区段路面现场施工条件,对检查井周围路面开尺寸为1800mm×1800mm方形槽,开槽后对周围路面垂直开挖,开挖深度为200mm,拆除原有井盖及井座,并清理碎渣,整平坑底。开槽完成后下放预先焊接好的1750mm×1750mm方形钢筋网,钢筋网采用HRB300钢筋,直径为8mm,横纵向间距均为100mm,方形钢筋网中心处有一圆形孔,孔径为800mm。钢筋网下放完成后安装新型预制混凝土井圈,并连接新型检查井井口钢圈。完成之后在坑内涂抹一层液态沥青,然后填入热拌沥青混凝土料,采用振动压实机械分层压实,每层厚度为5cm。在最后一层沥青混凝土填料放入前安装井盖,并调整井盖标高与路面标高一致,填充完毕并人工摊平后,使得填料松铺高度高出路面2cm。铺填完成后采用小型钢轮压路机对这一区段的路面碾压至原路面标高,再用液态沥青黏结开槽边缘处以保证养护区段与原来正常路面搭接处的平整。
  2.2方案比较与评价上述2个区段路面养护施工竣工时间为2015年10月,在后续20个月跟踪记录2个区段检查井周围0、50、100、200mm处的沉降,结果如图5所示。由图5可以看出,2个区段的路面沉降在竣工后11~14个月基本不再增加,1号区段0、50、100、200mm处的沉降均小于2号区段,并且随着与检查井井口间距离的增加,2号区段与1号区段的沉降量之差逐渐增大。综合上述2种养护方案,采用水泥土封底对检查井周围路面进行养护的方案比加筋养护的效果更好,水泥土层和新型预制混凝土井圈可以有效地代替原检查井中的砂浆层,且水泥土层的设置使得原检查井周围的路基填土被置换一部分,加强了检查井周围路基上层的强度,通过长时间的跟踪发现,其沉降量基本控制在2.5mm以内。
  3结语
  在城市道路检查井区段路面的养护中,尝试采用新的施工工艺并进行工程跟踪对解决路面检查井区段的顽疾有着深远的意义;应将检查井一定范围内的道路结构研究透彻并准确找到这一区段路面破损的原因,然后对症下药,提高路面养护的效率,防止同一区段反复养护的现象发生。
 
  参考文献:
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  [2]梁江华.浅谈市政道路检查井施工技术[J].建材与装饰,2013(10):315-316.
  [3]肖良杰.浅谈市政道路检查井病害与防治措施[J].工程与建设,2009,23(1):53-54.
  [4]高志强.城市道路检查井沉降问题及预防措施[J].山西建筑,2017,43(4):145-146.
  [5]凡治明.市政道路检查井病害防治办法[J].工程技术:引文版,2016(8):124.
  [6]宋甲奇.市政道路检查井井盖周边病害分析及防治措施[J].山西科技,2012(2):97-98.
  [7]李朝霞.浅析道路检查井周边病害的成因及防治措施[J].中国科技纵横,2011(16):208.
  [8]张云芳.检查井周围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.论检查井周围病害成因及防治措施[J].广东技术师范学院学报,2007,25(10):78-79.
        [10]张爱民,何轩.城市道路检查井周围路面病害防治对策[J].市政设施管理,2013(3):24-27.
  [11]赵利斌.城市道路检查井周围病害产生的原因及防治[J].内蒙古科技与经济,2008(8):115

本文由 南京检查井 整理编辑。

 
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