市政道路工程路面沉降原因及對策
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摘要：市政道路工程路面沉降會(huì)受到多種因素的影響，如道路路基填料因素、路基和地基因素、新老路基路面結(jié)合因素。文章分析市政道路工程路面沉降原因，深入探討市政道路工程路面沉降對策，以提升市政道路工程技術(shù)水平，為相關(guān)從業(yè)人員提供參考。
關(guān)鍵詞：市政道路工程；路面沉降；路面結(jié)合
1市政道路工程路面沉降原因
導(dǎo)致市政道路工程路面沉降的原因是多方面的，文章主要從道路路基填料因素、路基和地基因素、新老路基路面結(jié)合因素等方面探討相關(guān)原因。
1.1道路路基填料因素
在重建或改造市政道路工程路面的過程中，路面的質(zhì)量會(huì)受土質(zhì)承受能力的影響。軟土在我國分布較廣泛，軟土大量存在我國市政道路路基中，受軟土較大的含水量和較差的穩(wěn)定性影響，軟土難以壓實(shí)，無法達(dá)到預(yù)期成果，不能完全壓實(shí)的情況較為常見，會(huì)使市政道路工程路面路基含水量增多而發(fā)生沉降。受不同地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)影響，如市政道路工程建設(shè)無法開展全面的地質(zhì)勘察和測量，市政道路工程路面沉降的發(fā)生概率將大幅度提升[1]。
1.2市政路面下因素
市政道路下方存在大量地下管道，應(yīng)注重市政道路路面受到的地下管道影響。對建成年限較長的市政道路工程，長時(shí)間的壓力作用會(huì)使地下管道出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致市政道路路面沉降，影響行人與車輛安全。市政地下管道施工完成后，回填環(huán)節(jié)的控制不當(dāng)可能帶來相應(yīng)影響，如在回填厚度、回填壓實(shí)工作等環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，存在不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的回填壓實(shí)和底部縫隙，存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的相應(yīng)材料，不符合標(biāo)準(zhǔn)的回填將引發(fā)地下受力不均勻問題，引發(fā)市政道路路面沉降[2]。
1.3新老路基路面結(jié)合因素
新老路基路面結(jié)合處易引發(fā)市政道路工程路面沉降，直觀的路面破壞可能在該因素影響下出現(xiàn)，如貫通結(jié)合處的橫向裂縫。市政道路新老路基的不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)臺，進(jìn)而導(dǎo)致路面開裂，裂縫處進(jìn)入雨水會(huì)降低結(jié)合面強(qiáng)度，導(dǎo)致路面損壞且使用功能下降。結(jié)合相關(guān)調(diào)研可知，存在沉降差異的新老路基會(huì)導(dǎo)致路基結(jié)合面產(chǎn)生滑移，路基出現(xiàn)差異變形，破壞路面結(jié)構(gòu)，將引起結(jié)合料松散、面層破碎、橫向裂縫等病害情況。受新老路基路面不均勻沉降影響，會(huì)使市政道路的服務(wù)性能、結(jié)構(gòu)性能不斷下降，路面平整度、結(jié)構(gòu)承載力、狀況指數(shù)下降至一定程度后，會(huì)影響行車安全、舒適度。針對市政道路改擴(kuò)建工程，新老路基路面屬于薄弱的位置，易發(fā)生路面病害問題，應(yīng)科學(xué)處理結(jié)合處，避免發(fā)生橫向裂縫，保證道路的使用壽命[3]。
1.4地質(zhì)情況本身影響因素
濕陷性黃土地質(zhì)路段土質(zhì)較為均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育，在未受水浸濕時(shí)，強(qiáng)度較高，壓縮性較小。一旦受水浸濕，特別是三水管網(wǎng)破裂，受雨水影響后路基路面會(huì)發(fā)生不同程度的沉降、位移，路基路面沉降較為突出，濕陷性黃土遇水極易膨脹。
2市政道路工程路面沉降對策
為應(yīng)對市政道路工程路面沉降，總結(jié)了強(qiáng)化沉降監(jiān)測工作、監(jiān)督并控制地下管道與回填工作、強(qiáng)化結(jié)合處路基路面處理三方面應(yīng)對策略。
2.1強(qiáng)化沉降監(jiān)測工作
為有效應(yīng)對市政道路工程路面沉降，沉降監(jiān)測工作的強(qiáng)化較為關(guān)鍵，可采用專業(yè)儀器用于沉降監(jiān)測，如二等水準(zhǔn)測量采用S1水準(zhǔn)儀，三等水準(zhǔn)測量采用S3水準(zhǔn)儀，前者可用于觀測工作基樁和校核基準(zhǔn)標(biāo)高，后者可用于沉降觀測，一般以0.1mm作為觀測精度。磁性分層沉降儀可開展土體分層沉降的觀測，量測結(jié)果為重復(fù)2次的測量平均值，保證存在1.5mm內(nèi)的2次讀數(shù)較差，同時(shí)存在最低1.5mm的沉降儀系統(tǒng)精度。應(yīng)注重監(jiān)測頻率可強(qiáng)化沉降監(jiān)測工作，對市政道路的填土期，每層填筑均應(yīng)開展一次觀測，如存在較長的填筑間隔時(shí)間，應(yīng)保證觀測至少每3d進(jìn)行一次，施工監(jiān)測時(shí)間需要以3d為最大觀測間隔。對路基填筑環(huán)節(jié)，監(jiān)測間隔應(yīng)控制為1d，發(fā)現(xiàn)存在較大的場地條件變化或超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的變形，應(yīng)適度提升監(jiān)測頻率，出現(xiàn)危險(xiǎn)事故征兆時(shí)須適度提升監(jiān)測頻率。以市政道路工程的路基填筑預(yù)壓期為例，第一個(gè)月觀測間隔為3d，第二、三個(gè)月觀測間隔為7d，四個(gè)月之后觀測間隔調(diào)整為15d，直至預(yù)壓期結(jié)束。具體施工過程的沉降監(jiān)測應(yīng)結(jié)合相應(yīng)預(yù)警值，保證市政道路的施工質(zhì)量、施工安全，有效預(yù)防市政道路工程路面沉降。
2.2監(jiān)督并控制地下管道與回填工作
對建設(shè)過程中的市政道路，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)督與控制市政道路路面下各類影響因素，保證相關(guān)施工和操作嚴(yán)格遵循國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，避免路面沉降問題。在鋪設(shè)市政道路下的管道施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制地下管道質(zhì)量，施工前應(yīng)由專業(yè)人員分析地質(zhì)地形，嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。地下管道回填環(huán)節(jié)，應(yīng)采取人工回填的施工方式，避免機(jī)械操作不當(dāng)引發(fā)的破壞問題，具體實(shí)踐需要保證回填人員的操作達(dá)標(biāo)，并控制每層回填厚度為20cm。應(yīng)重視管道管材質(zhì)量的針對性檢測、市政道路改造過程中老舊地下管網(wǎng)的更換、管道接口的嚴(yán)格處理、管道周邊土體腐蝕性的檢查，注重管材的出廠和進(jìn)場檢驗(yàn)、分段施工的針對性開展、止水用橡膠圈的科學(xué)應(yīng)用、化學(xué)物質(zhì)排放針對性檢測等。
2.3強(qiáng)化結(jié)合處路基路面處理
為更好應(yīng)對市政道路工程路面沉降，應(yīng)加強(qiáng)重視新老路基路面結(jié)合處的針對性處理工作。在新老路基結(jié)合處的處理過程中，主要采用結(jié)合處開挖臺階、鋪設(shè)土工合成材料兩種方法。結(jié)合處開挖臺階指設(shè)置多個(gè)臺階于市政道路新老路基結(jié)合部，結(jié)合處開挖臺階可提供更多接觸表面積，強(qiáng)化新老路基結(jié)合，減少不均勻沉降，具體的臺階開挖應(yīng)遵循新老路基銜接的要求，需要開展分層逐步開挖，為保證路基穩(wěn)定性，不可存在過陡的臺階坡度，一般需要應(yīng)控制在1∶1.5以上。開挖臺階斷面示意圖如圖1所示。鋪設(shè)土工合成材料指通過鋪設(shè)各種由人工合成聚合物組成的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)土體的強(qiáng)化、保護(hù)，如土工膜、土工織物、復(fù)合型土工合成材料、特種土工合成材料，常見土工合成材料包括土工格網(wǎng)、土工格柵、土工格室等，這類材料多具備隔離、排水、過濾、防滲、加筋、防護(hù)等功能。以土工格柵為例，該材料適用于新老路基結(jié)合處的處理，可分為新老路基路面結(jié)合處、雙向拉伸的土工格柵，具備造價(jià)低廉、質(zhì)量輕、延伸率低、抗拉強(qiáng)度高、整體性能好、耐腐蝕、耐堿、耐酸、抗老化、物理及化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，在土體變形協(xié)調(diào)方面的表現(xiàn)較為優(yōu)秀，在施工中的應(yīng)用較為簡單，屬于實(shí)用性較高的道路用加筋材料。在市政道路新老路基結(jié)合處，土工格柵的鋪設(shè)可發(fā)揮摩擦和鎖定咬合作用，土體的側(cè)向滑動(dòng)變形可由此限制，在土顆粒的被動(dòng)阻力下，提升土地的抗彎剛度、抗剪強(qiáng)度，強(qiáng)化基層側(cè)向位移的約束和地基承載力。土顆粒和土工格柵間的作用會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力效應(yīng)，土體的部分水平應(yīng)力和豎直應(yīng)力可通過土工格柵張力產(chǎn)生的拉力承擔(dān)，在較大范圍內(nèi)均勻擴(kuò)散荷載應(yīng)力，順利規(guī)避新填路基土體變形因應(yīng)力過分集中出現(xiàn)的問題，增強(qiáng)整體穩(wěn)定性，有效避免在新老路基結(jié)合處出現(xiàn)不均勻沉降。在新老路面結(jié)合處的處理過程中，常見處理方法包括設(shè)置過渡性路面、預(yù)設(shè)反向坡度、鋪設(shè)玻璃纖維格柵等，玻璃纖維格柵的鋪設(shè)最適用于市政道路新老路面結(jié)合處的處理。在《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD50—2017）等規(guī)范中，存在較為詳細(xì)的結(jié)合處路面處置技術(shù)，鋪設(shè)玻璃纖維格柵屬于其代表之一，加筋材料可較好服務(wù)于市政道路新老路面的強(qiáng)化處理。玻璃纖維格柵具備低延伸性、高抗拉強(qiáng)度、嵌鎖和限制作用、與瀝青混合料相容等特性，具備較高的物理耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性。通過鋪設(shè)玻璃纖維格柵，可使市政道路新老路面結(jié)合處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化。使用玻璃纖維格柵強(qiáng)化基層，在不影響拉應(yīng)力的前提下減小表面彎沉，可在基層強(qiáng)度不足時(shí)采用此種方法。在面層使用玻璃纖維格柵進(jìn)行加強(qiáng)處理，可減小彎沉、層底拉應(yīng)力、瀝青面層厚度。為提升市政道路路面的抗車轍性能，可在瀝青層表面設(shè)置玻璃纖維格柵，一般可減少50%的車轍。為預(yù)防反射裂縫，應(yīng)設(shè)法實(shí)現(xiàn)基層底面彎拉應(yīng)力的減小，需要靠近基層底面鋪設(shè)玻璃纖維格柵，并保證上下結(jié)構(gòu)與玻璃纖維格柵完全黏結(jié)，充分發(fā)揮玻璃纖維格柵的加筋能力?？紤]相對剛度較大的玻璃纖維格柵特點(diǎn)的影響，可采用復(fù)合夾層設(shè)計(jì)，上層、下層分別設(shè)置玻璃纖維格柵、應(yīng)力吸收層，可更好處理市政道路新老路面結(jié)合處，預(yù)防路面沉降問題。
3結(jié)語
綜上所述，多方面因素均會(huì)導(dǎo)致市政道路工程路面沉降，本文涉及強(qiáng)化沉降監(jiān)測工作、監(jiān)督并控制地下管道與回填工作、強(qiáng)化結(jié)合處路基路面處理等內(nèi)容，直觀展示了市政道路工程路面沉降應(yīng)對策略，保證市政道路工程路面的使用性能，科學(xué)應(yīng)用新材料、新技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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作者：孫濤 單位：蘭州新區(qū)城市發(fā)展投資集團(tuán)有限公司