梁 杰
(山東華邦建設集團有限公司,山東 濰坊 262500)
我國近些年加大了城鎮(zhèn)化建設的歷程,城市交通系統(tǒng)逐漸完善,這對于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、市民便捷出行有著深遠的意義,但是我國城市道路交通管理中也存在一些不同類型的不足,比如市政道路存在裂縫、基礎不均勻沉降等問題,威脅著交通安全及市政道路的綜合效益,為此,應當加大維護力度,提高市政道路運行穩(wěn)定性、安全性。
建設市政道路的主要目的是保證人民群眾有更加便捷的出行條件,推動交通、社會經(jīng)濟的發(fā)展,提高市政道路使用價值可以為社會發(fā)展奠定堅實的基礎,如果出現(xiàn)問題會嚴重危害城市發(fā)展,甚至引發(fā)不同程度的社會問題,為此,相關部門可以通過定期檢查、維修和保養(yǎng)等措施推動道路交通朝著長遠、可持續(xù)方向發(fā)展進步,提升整個城市發(fā)展水平。
當前市政道路主要包括水泥混凝土和瀝青混凝土2 種類型的路面結(jié)構(gòu),其中瀝青混凝土路面更為常見,其表面平整不存在接縫,彈性好噪聲小,有著較為舒適的行車體驗,并且瀝青路面施工時間段,有著較為便捷的維護方式,可以循環(huán)利用瀝青材料,也正是憑借著諸多優(yōu)勢,瀝青路面廣泛地應用于大部分城市。不過瀝青路面的高溫穩(wěn)定性不足,容易發(fā)生裂縫、材料老化等問題,導致出現(xiàn)路面開裂、松散等問題。水泥混凝土路面有著較高的承載能力和強度施工中工藝簡單,技術要求相對偏低,但是在應用中也容易發(fā)生坑洼、裂縫等問題。
無論是瀝青路面還是混凝土路面的市政道路,都需要定期維護才能保證其正常使用。當前城市道路交通有著越來越大的壓力,市政道路經(jīng)過的地理環(huán)境也更加復雜,經(jīng)過長期使用后,容易出現(xiàn)不同類型病害[1]。
某城市快速車道長度共計28km,設計速度為80km/h,該工程為整體路基,按照4%的標準設計土路肩路拱坡度,2%的標準設計行車道、路緣帶和硬路肩拱度。該快速車道采用瀝青混凝土路面,經(jīng)過一段時間運行后,不同路段主要病害總結(jié)如下。
路面裂縫是市政道路工程中非常常見的一種病害,引發(fā)路面裂縫的原因主要包括2 種:一是荷載裂縫。在設計市政道路時會設定規(guī)定的荷載限制,如果市政道路長期使用,超荷載運行的情況較為頻繁,那么會導致荷載過大引發(fā)路面發(fā)生荷載裂縫。二是溫度裂縫。瀝青混凝土材料在高溫環(huán)境下會軟化,在低溫環(huán)境下脆性增加,長期處于溫差較大的環(huán)境中很容易由于頻繁的熱脹冷縮發(fā)生裂縫問題(圖1)。一旦出現(xiàn)裂縫,會直接影響市政道路的美觀性,還會降低其使用性能,到時市政道路使用壽命縮短,為此,維護單位應當定期檢查,并且采取有效措施及時處理裂縫問題,避免問題擴大[2]。
圖1 瀝青路面裂縫
鋼筋銹蝕主要出現(xiàn)在市政橋梁中(圖2)。鋼筋作為現(xiàn)代市政交通工程中常用的材料,發(fā)揮著良好的抗震性能和承重性能,如果鋼筋發(fā)生銹蝕問題,那么必然會影響其承載能力。通過對鋼筋銹蝕情況進行分析可知,自然因素和人為因素是引發(fā)市政道路鋼筋銹蝕的主要2 方面原因。其中,自然因素主要是市政道路所在區(qū)域有著較大的濕度,比如一些地區(qū)雨水勤,加大了鋼筋腐蝕的程度。反之,一些雨水較少的地區(qū)鋼筋銹蝕程度和腐蝕速度均相對較小。人為因素主要是由于施工方法不當或者施工后維護不到位引發(fā)的銹蝕問題,如果維護人員沒有充分重視工程維護,很容易出現(xiàn)銹蝕問題,為此,應當定期維護處理,避免銹蝕問題進一步加大[3]。
圖2 橋板鋼筋銹蝕
地基不均勻沉降也是市政道路工程中常見的病害,這種病害不僅僅會導致路面塌陷(圖3),降低道路美觀性,還會導致市政道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性嚴重降低,進而影響市政道路安全通車。通過分析總結(jié)可知,引發(fā)地基不均勻沉降問題的主要原因包括3 個方面:一是施工前勘察工作不到位,沒有合理地設置施工圖紙,導致路基基礎建設沒有達到規(guī)范標準要求。二是施工單位施工階段存在違規(guī)操作,沒有嚴格落實施工技術操作要點,引發(fā)不均勻沉降問題。三是運營階段沒有合理采取維護辦法,沒有及時解決小范圍的不均勻沉降問題導致問題擴大,進而對市政道路的整體運行安全產(chǎn)生威脅。當前城市車流量、行車荷載不斷增多,路面需要承受更大的壓力,如果路基受力不均勻就會發(fā)生沉降不均勻的情況。
圖3 地基不均勻沉降引發(fā)的路面塌陷
灌漿處理是市政道路路面裂縫處理最為常見的方式,在具體進行灌封處理中,養(yǎng)護人員首先應測量裂縫寬度,明確裂縫范圍,針對超過6 mm 寬度的裂縫可以采用熱瀝青進行灌封。如果是較寬路面裂縫,灌封處理方式效果不佳,此時可以采取開槽重新修復等方式進行裂縫處理,將瀝青路面穩(wěn)定性和安全性提高[4-5]。
第一,將被破壞部分范圍和深度確定,維護中采用圓洞方補的方式確認修補范圍,劃出輪廓線,在穩(wěn)定部分上方開槽,將槽壁和槽底清理干凈。
第二,用瀝青材料均勻地涂刷槽壁和槽底,將瀝青混合料鋪設其中,確保新添補的部分比原路面高,在使用階段利用車輛荷載將其碾壓到和原路面一致高度。
第三,將路面受損原因確定,在路基面層受損害區(qū)域修補過程中明確受損害程度,修復方法選擇應考慮天氣等各個方面因素。比如寒冷季節(jié)瀝青路面修復時,維護人員首先對坑槽擴展情況進行控制,用路面材料臨時將坑槽位置修補好,當氣溫回升再按照相關規(guī)定進行路面修復處理[6-7]。
修復瀝青路面沉陷問題處理時,首先確定沉陷范圍,針對表層沉陷問題只需要修補道路表面即可,用瀝青混合料對沉陷位置進行添補、平鋪和壓實等處理方式。如果是路面填土不實導致的路面沉陷問題,那么工作人員先處理基層確認基層合格后再修復瀝青路面[8-9]。
第一,加強防治自然因素引發(fā)的鋼筋銹蝕問題。鋼筋銹蝕主要影響因素為雨雪等降雨,為避免自然因素發(fā)生鋼筋銹蝕,維護人員首先要將市政道路鋼筋混凝土密實性和抗?jié)B性提高,合理設置鋼筋保護層,避免雨雪滲透到鋼筋內(nèi)部,侵蝕鋼筋材料。其次,裂縫是雨雪滲透到內(nèi)部腐蝕鋼筋的主要途徑,為了避免出現(xiàn)這種問題,應當加強檢查裂縫問題,一旦發(fā)現(xiàn)裂縫問題及時采取處理措施。最后,一旦發(fā)現(xiàn)銹蝕問題及時除銹并且做好防腐處理,避免腐蝕問題進一步擴大。
第二,將鋼筋保護層厚度和密實度適當提高。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,合理設置鋼筋保護層、提高混凝土密實度是避免鋼筋銹蝕的常用方法,保護層厚度應當大于鋼筋直徑,同時通過提高混凝土密實度可以避免氣體、水體進入到內(nèi)部腐蝕鋼筋。
第三,做好原材料腐蝕因素的控制。鋼筋有時會和原材料中的部分物質(zhì)發(fā)生反應產(chǎn)生銹蝕問題,為此,應當嚴格控制施工原材料,加強測試鋼筋材料中的碳含量,優(yōu)選抗腐蝕能力強的材料,確保滿足工程要求。同時,在配置混凝土材料時,應當避免選擇含有氯鹽的添加劑,以免發(fā)生化學反應。
第四,積極優(yōu)選高性能鋼筋。在冶金行業(yè)不斷發(fā)展的背景下,市場上存在越來越多的高性能鋼筋,很多鋼筋有著良好的抗腐蝕性,可以優(yōu)先選擇刺裂材料,比如選用不銹鋼鋼筋等,提高鋼筋結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力。
第五,涂刷防腐材料并及時處理銹蝕鋼筋??梢杂脴渲牧系染哂懈艚^能力的材料涂刷市政道路鋼筋混凝土表面,避免二氧化碳、水分等接觸鋼筋材料。如果在施工中發(fā)現(xiàn)存在混凝土碳化問題,應及時采取修補措施,避免混凝土剝落內(nèi)部滲入空氣、水分,導致鋼筋發(fā)生銹蝕。在處理碳化混凝土時,應當注意徹底剝除碳化的混凝土,如果已經(jīng)接觸到鋼筋材料,要及時涂刷防腐漆,并且及時用特質(zhì)水泥修補混凝土結(jié)構(gòu)。針對已經(jīng)暴露且發(fā)生嚴重碳化的鋼筋材料,首先要用機械除銹、化學除銹和人工除銹等方式將發(fā)生銹蝕的部分進行徹底處理,在處理過程中,如果選用酸性溶液處理銹蝕的鋼筋,注意酸性溶液避免接觸混凝土材料,以免發(fā)生化學反應加劇混凝土碳化。
一方面,加強路基沉降問題監(jiān)控。
第一,沉降觀測。沉降觀測作業(yè)通過沉降板和分層沉降標共同完成。在穩(wěn)定性欠佳的路段、軟土深度較深的路段或者擋墻等特殊路段區(qū)域設置變形貫徹點,為了將沉降觀測結(jié)果可卡性提高,應當做好沉降觀測儀埋設時間的合理設置,在完成軟基處理后在墊層頂填土之前處理軟土地基。
第二,水平位移觀測。水平位移量觀測重點關注地表面水平位移情況和內(nèi)部土體水平位移情況。地表面可以設置邊樁觀測點進行觀測,內(nèi)部土體位移情況可以設置測斜管,利用其彎曲性能檢查土體位移情況。
第三,孔隙水壓力、土壓力觀測。利用孔隙水壓力機觀測孔隙水的壓力,埋設于碎石墊層底部,按照2 m間距一次設置。利用土壓力計觀測土壓力情況,可以在憑證密實的槽底指定位置埋設壓力計。
另一方面,加強施工階段路基沉降問題預防。
第一,利用全站儀測放控制點基準,將實際換填作業(yè)覆蓋的范圍確定,根據(jù)地質(zhì)條件將放坡比確定,用水準儀對坡度、換填深度進行確定。
第二,用木樁標記基坑、管溝邊坡位置,作為換填施工厚度控制標準。實際排水溝應當比換填層地面低0.2 m,同時按照不小于2%的標準控制排水溝縱向流水坡,從而保證換填作業(yè)區(qū)內(nèi)水分能夠快速排出。
第三,利用機械將軟弱土層清理干凈,同時加大防護力度,避免擾動坑底原狀土層,機械挖掘到距離底部30~50 cm 深度時換人工進行挖掘,并且按照設計標準修整。
第四,在徹底完成換填土層挖除后進行底部土層的合理整理,將其平整性提高??梢杂门_階、緩坡方式處理底部起伏較大的部位,有效控制底部開挖寬度,開挖寬度應當在路堤寬度和放坡寬度之和以上。在進行基礎填筑之前需要將基礎內(nèi)泥漿等威脅基礎施工穩(wěn)定性的雜物全面徹底清理干凈,從而將基坑邊坡穩(wěn)定性提高,以免后期出現(xiàn)塌方等問題。
第五,在同一高程上鋪設回填材料地基地面,如果深度存在較大差異可以設置臺階、斜坡,但是需要將搭接區(qū)域夯實處理,將其穩(wěn)定性提高。填筑作業(yè)依次分段完成,按照斜坡設置各層接縫,對重疊區(qū)域進行重點碾壓。
第六,按照標準要求壓實換填后的土體,將其密度、均勻性提高。在碾壓之前,工作人員首先要做好填層面的平整處理,用推土機將其推平,然后用平地機進一步進行平整修理。在換填期間工作人員要做好機械設備行進速度的嚴格控制,通常采用振動碾壓。如果換填碾壓作業(yè)面積較大,那么可以按照先兩側(cè)到中間的順序依次完成碾壓。施工人員采用人工或者操作小型夯實機械夯實大型碾壓設備難以觸及的邊角區(qū)域,可用素混凝土樁處理埋深超過3 m 的土層。
第七,預制樁吊裝。按照設計要求精準地安裝樁基,注意檢查機械運行是否安全可靠,在確認其運行正常后方可使用。操作人員應熟練掌握機械設備操作方法。在吊裝過程中,施工人員先將鋼絲繩和索具栓牢固,然后用索具將樁上端吊環(huán)周邊穩(wěn)定好,啟動設備正式起吊預制樁,在起吊過程中做好樁尖位置的合理調(diào)整,確保能夠和樁位中心垂直對齊,然后慢慢將其下放在土中穩(wěn)定地安裝,在確認其垂直度、安裝位置精確無誤后將樁帽扣好,卸除預先設置的索具。
第八,穩(wěn)樁。在樁尖插入到樁位后以小落距錘擊1~2 次,在樁頭達到一定深度后進行樁體位置的進一步調(diào)整,確保垂直度、穩(wěn)定性都能夠達到規(guī)范標準要求。在插樁過程中,應按照不超過0.5%的標準控制樁體的垂直度偏差,并且用標尺測定樁的垂直度,觀測人員定期檢查樁的垂直度,確認其是否合格。
第九,打樁。該工程使用的打樁方式為落錘和單動錘,在施工中技術人員按照不超過1.0 m 的標準對錘的最大落距進行嚴格控制,選用柴油錘打樁可以保證錘正常跳動。在打樁過程中,堅持重錘低擊的原則,施工中對現(xiàn)場地質(zhì)條件、樁體結(jié)構(gòu)特點等方面信盧進行深入地考慮分析,錘重選擇依次為基礎,打樁過程中按照先深后淺、先大后小的順序完成。
第十,接樁。通過焊接方式處理樁長不足的預制樁,在接樁過程中首先應清理干凈接樁部位表面,用鐵片牢固地墊上下節(jié)之間的間隙,然后牢固地焊接。在距離地面1 m 的位置接樁,做好上下節(jié)樁中心偏差的嚴格控制,提高樁體整體穩(wěn)定性[10]。
市政道路運營中容易出現(xiàn)不同類型的病害,其中裂縫、鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降是最為常見的病害,在市政道路建設維護中,應加強預防常見的病害,針對已經(jīng)出現(xiàn)的病害及時采取處理措施,確保市政道路使用的安全性、穩(wěn)定性。