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兰州市市政道路检查井周边路面质量缺陷及质量改进措施研究

2016-09-29冯铎

甘肃科技 2016年17期
关键词:检查井井盖城市道路

冯铎

(甘肃省交通科学研究院有限公司,甘肃 兰州730070)

兰州市市政道路检查井周边路面质量缺陷及质量改进措施研究

冯铎

(甘肃省交通科学研究院有限公司,甘肃 兰州730070)

检查井是市政道路和市政管网中的重要组成部分,对于城市管网的定期检查,清理疏通和检修维护具有重要意义。但是,市政道路检查井周边路面普遍出现了沉陷,开裂,甚至松散坑槽等病害,严重影响了行车安全性和舒适性以及市政道路外观的完整性和美观性。本文以兰州市市政道路外观检查为基础,分析检查井周边病害的主要类型,研究病害产生的原因,并提出相关的设计优化措施及施工质量控制要点。

市政道路;检查井;病害;质量控制

城市道路在供水、供电、燃气、通信等地下管线连接、维护、安装设备处修建检查井。长期以来,由于缺乏相应的关注度,检查井从设计、施工到维护整个过程不够完善,导致检查井周边路面产生开裂、沉陷、碎裂等严重质量问题,这些病害会扩展,导致路面的次生病害,从而加剧路面的破坏。大多数情况下,对于城市道路而言,检查井及其周边路面的破坏成为道路早期破坏的“源头”,严重降低道路服务水平。此外,检查井数量众多,分布面广,不利于集中施工或者维修,因此其施工和养护管理成本也相当可观[1]。

本文以兰州市市政道路外观检查为基础,分析检查井周边病害的主要类型,分析病害产生的原因,并提出相关的设计优化措施及施工质量控制要点。开展城市道路检查井周边路面病害的研究,从选材、设计、施工、和养护管理等方面提出解决或防治检查井周边病害的综合措施,对于延缓城市道路早期病害,降低路面维修和养护费用,具有重要的理论价值和现实意义。

1 检查井周边路面病害调查及病害类型

检查井在城市运营中具有十分重要的作用,影响检查井周边路面使用功能的因素是非常复杂的。为更好地了解目前检查井周边路面的使用现状,作者协同甘肃省交通科学研究院其他工作人员对兰州市城市道路外观进行了检查,针对检查井周边路面的破损进行分析。调查发现,兰州城市道路行车道上的检查井大都出现了沉陷、周边沥青混凝土龟裂、松散、局部坑槽等现象,大多检查井在通车后一段时间必须重新维修才能继续使用。

采用C-A-094多功能道路检测车对嘉峪关东西路、甘南路、酒泉路、南昌路、金昌路、定西路、九州大道等25条市政道路进行了深入的调查和性能检测,包括路面平整度、车辙、弯沉、外观等。作者通过道路检测车采集的路面外观,对路段内的检查井数量、检查井周边路面的破损情况进行了重点分析。

对代表性路段的检查井数量和外观状况进行了观察和统计。统计结果见表1。

表1 检查井周边路面破损情况统计表

通过调查发现,检查井周边路面明显龟裂处平均占60%以上,其中有明显沉降、坑槽的平均占70%以上。这些病害严重影响到市政道路的美观以及行车舒适性和安全性。市政道路检查井周边路面的主要病害形式有:检查井周边路面沉降与碎裂(最主要破坏形式)、井盖下沉或凸起、车辆碾压时井盖跳动或者发出声响,井盖周边修复面与路面之间产生较大裂缝(次生病害)。检查井周边路面的病害主要影响道路的平整性,并且严重威胁到车辆行驶的平稳性及安全性,如图1所示。

图1 代表路段井盖周边典型病害示意图

2 破坏机理和病害原因分析

2.1检查井周边路面破坏机理

检查井周边路面的病害主要是由于车辆行驶至检查井处时会产生两个方面的作用力:一是对检查井及其周边路面有垂直向下的作用力;二是对检查井及其周边路面有沿行车方向的冲击力,冲击力长期作用就会导致路面发生沉降与开裂。在检查井周边路面出现沉降与开裂等病害的情况下,汽车荷载的作用会在破裂面上产生较大向心力,对检查井及其周边路面的作用大于正常情况下的作用力,从而导致路面发生小面积破碎。在此基础上。由于车辆荷载的反复作用,导致路面出现较大面积的破碎,严重时导致检查井盖框与路面分离、周边区域内路面整体破碎。

此外,当检查井及其周边路面出现沉降、开裂,在降雨的情况下,雨水易汇集在沉降处,从而加剧了检查井及周边路面的破损。雨水从检查井周边开裂处向下渗,对井体自身以及混凝土底板基础造成侵蚀,引起基底的水损害,导致路基土的含水率增大,路基强度降低,进而使路基产生不均匀沉降,破坏了检查井与路面的整体稳定性。

2.2病害产生的原因

1)设计方面。检查井一般由给排水专业进行设计,与道路的路面设计相独立,井盖与路面连接的过渡方面考虑较少[2]。客观上造成检查井与路面分离,与路面结构的承载力、强度等的不一致。当周边路面状况较差,而检查井基础及本身的承载力、刚度较大时,在汽车荷载作用下检查井易凸出,对行车安全造成隐患;反之当检查井基础及本身的承载力、刚度较差,但是周边路面性能良好时,由于汽车荷载的作用检查井会相对于路面下沉。

在设计过程中,由于检查井底板形式较为简单,设计方直接根据《排水检查井标准图集》设计为厚度为100mm的C10素混凝土底板,但是采用标准图集的前提是地基承载能力不小于100kN/m2。在实际工程中,设计方应根据检查井所处位置的地质条件、检查井位置(处于机动车道或非机动车道)、检查井埋置深度和道路的设计荷载等因素进行设计,而不应该直接套用标准图集。在地质条件较差,地下水富集、检查井埋置深度较大或者处于城市主干道等地方,应适当提高检查井的设计等级。

2)施工方面。传统的道路施工工序安排是先砌筑检查井后铺道路面层,即在面层结构摊铺之前调整检查井的标高。由于在调整井座高程作业中由于测量误差的存在,再加上面层铺筑后实际标高与设计高度的偏差,使得检查井高程与路面高程不一致,无法平顺衔接。当检查井的标高高于路面标高时,导致井周的路面得不到充分碾压进而影响道路铺筑质量[3]。

在检查井底板以及井体施工完成后,需进行回填施工。对于井周回填材料并没有同一明确的标准,导致井周回填材料的质量难以控制。有些施工单位为了节省费用,直接采用基坑开挖土(含有腐殖土或者有机物)、砂石、砖块和建筑垃圾等材料进行回填。在这种情况下,容易导致井周回填土与路面产生不均匀沉降。因此,在回填的过程中,首先必须选择适宜的材料,最好选取具有强度较高、粘结性好和不容易发生干缩的材料。

3)养护方面。市政道路上的检查井有多种形式和功用,如市政部门管理和维护的雨污水井、通讯部门的检查井、自来水公司的检查井、电力部门的检查井、燃气部门的检查井等。不同部门的检查井大都设置在城市道路上,但是基本上只有市政部门进行养护,这样其他部门的检查井就存在养护缺失和维修不及时等问题[4]。不同职能部门应针对市政道路检查井的修建、养护和维修加强沟通与合作,明确责任,统筹管理、从单一治理模式过渡到多元治理模式,从而更快更好地处理市政道路上出现的由于检查井带来的路面病害。

3 质量控制与质量改进措施

3.1做好检查井设计工作

1)在设计中,尽量协调各单位,对检查井规格进行统一设计,方便检查井的施工和日常管理,提高养护维修效率。

2)对于新建道路,在检查井平面设计时,尽量避免开主行车道,将检查井布置在中央分隔带和两侧非机动车道上。避免车辆直接碾压井盖,从而减小检查井所受的竖向荷载及侧向冲击,减小检查井周边路面破坏的概率。

3)做好与路面的顺接工作。

4)市政部门应结合本地区的地质条件和资源优势,选择适宜于本地区的回填材料,明确回填材料及各项技术指标。并制定相关的规范标准推广使用,从而减少因井周回填土质量而带来的路面破坏。

3.2严格控制施工质量

1)当井盖安装完成后,在紧靠井圈周围加铺约100cm宽的圆环土工格栅,起到应力分散和加强井圈周围结构与道路结构的整体性的作用。然后进行道路表面层铺筑施工,可以提高整体稳定性,有效控制检查井周围路面碎裂问题。

2)为了加大土体与检查井间的摩擦力,应选用易压实、内摩擦角较大的土回填,同时做到精细施工,严把质量关,确保回填土的压实度和井盖安装质量满足设计使用要求。

3)沿井室中心对称进行检查井周边回填土的压实。采用小型夯实机械和人工夯补的措施,清除碾压死角,不得漏压。

4)宜选择与邻近路面结构相同的路面材料铺筑检查井周边路面。

5)采用水泥作为路面检查井(所有类型的管线井)修补材料时。宜采用反开槽做法,用铣刨机掏槽,坑槽深度25~30cm为宜,清理槽底,支设模版,稳井,施工框,浇筑修补材料,适时收浆、压面、保湿养护。

3.3地下水处理措施

1)遇有地下水吋,检查井井体的抹面和勾缝应随填筑同步完成,不能在回填以后再进行内抹面或内勾缝。

2)适当提高砌体混凝土和砂浆强度、改进井框与检査井井体的连接方式 (井框底增加齿状物、井框的底边打孔预埋螺栓等),以保证检查井井体与路面衔接部分的砌体强度。

4 结语

针对检查井周边路面的质量问题,应从源头入手,分析质量问题产生的原因,找出切实可行的治理方法。对于新建及改建道路的检查井主要从设计、施工角度出发,控制好回填土质量、检查井砌筑质量、井盖高程控制、与路面的平顺衔接,起到预防作用;对于已完工道路,主要从养护、维修角度出发,做好检查井的日常养护维修工作,出现问题及时处理,保证处理措施切实可行、效果显著。在实际工程应用中不断完善检查井施工、维修、养护技术,从而保证市政道路的美观、平整和舒适性与安全性。

[1]刘深华.基于振动理论分析城市道路检查井纵向位移研究[D],浙江大学,2007.06.

[2] 李少成.检查井与城市道路路面顺接施工技术研究[D].山东大学,2008.

[3] 黄谦,郭清平.城市沥青道路检查井病害分析及处理措施[J].特种结构,2011,02:44-47.

[4] 潘永清,饶勤波,张仪萍.城市道路检查井结构破坏原因分析[J].交通工程,2011.10

[5] 贺梦琦,魏连雨.城市道路检查井井周受力分析研究[J].河北工业大学学报,2014(3):109-112.

[6] 刘跃龙.当前城市道路检查井存在的问题及改进措施[J].中国新技术新产品,2010,18:94-95.

[7] 冯强,段金曦,刘仁文.城市道路管线井病害的成因分析及防治对策[J].工程建设,2007,(4):31-35.

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