市政道路行車路面井蓋設施病害分析及防治措施

梁鴻添

摘要 排水管道是市政道路工程的重要組成部分，隨著城市排水管道及檢查井數(shù)量急劇增加。市政道路行車路面井蓋的出現(xiàn)破壞了道路的整體性及結構穩(wěn)定性，降低了市政道路的使用壽命。文章對廣州市3條市政道路行車路面井蓋設施病害進行調查，得到市政道路行車路面的病害類型及數(shù)量，根據(jù)主要病害類型及數(shù)量確定井蓋病害破壞機理。針對行車路面井蓋設施病害調查結果，從路面井蓋的建設模式、設計、施工、材料選擇、運維四個方面提出了防治措施。

關鍵詞 市政道路;路面井蓋;病害分析;防治措施

中圖分類號 TU990.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）02-0135-03

0 引言

在市政工程中，排水管網(wǎng)已經(jīng)成為市政道路工程建設的核心，是城市建設的動脈。排水管網(wǎng)多為管道形式出現(xiàn)，管網(wǎng)上部井蓋直接與市政道路相連接。為了保證城市居民的正常出行，以及居民的日常生活，需要在規(guī)定期限內(nèi)對排水管網(wǎng)進行定期檢查和維護，所以為了滿足對排水管網(wǎng)的檢查，一般設置排水檢查井，主要是為了管網(wǎng)運維高效安全[1]。檢查井蓋位于市政道路面層與市政道路施工同步進行建設，所以檢查井蓋病害頻繁發(fā)生，市政道路的行車安全和路基路面結構受到了影響。管網(wǎng)井蓋與市政道路在建設過程中被視為整體結構，但是在行車荷載的作用下，市政道路路面的承載力與井蓋的承載力差距較大[2]。路面病害大多存在于井蓋與路面連接處，由于降雨影響井蓋與路面結構連接處空隙中被水填滿，在車輛荷載集中作用下[3]，水沿著裂縫或者路面材料空隙進入路面結構內(nèi)部，加上材料的親水性，會使結合料與集料的吸附性變差，出現(xiàn)剝落、松散、碎裂等損害[4]。檢查井的病害已經(jīng)影響了行車安全，是城市現(xiàn)代化進程中遇見的重要問題，需要在源頭對路面井蓋病害進行防治，防治路面井蓋病害刻不容緩。

1 市政道路行車路面檢查井病害分類

市政道路作為城市交通的主要通行方式，交通量的日益增加對其通行質量提出了更高的要求，為了保證市政道路的通行質量，一般采用高等級路面，但是市政道路與高速公路不同，高速公路主要服務于快速通行，但對于市政道路來說，城市的市政管網(wǎng)也占到了極大的份額。通過對廣州市三條城市道路的調查，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)市政道路行車路面井蓋主要存在井周路面碎裂、井周路面沉降、井蓋凹陷以及井蓋凸起等病害，通過對主要病害的分析得到了市政道路行車路面井周邊路面出現(xiàn)病害的原因。

1.1 市政道路行車路面井蓋破壞的分類

1.1.1 市政道路行車路面井周路面碎裂

市政道路行車路面井周路面碎裂是最常見的病害之一，通常碎裂部分在井蓋周圍路面出現(xiàn)一定的龜裂網(wǎng)裂甚至坑洼，碎裂發(fā)展方向成環(huán)狀，由井蓋向四周環(huán)狀發(fā)展裂縫。市政道路行車路面井周路面碎裂多為行車荷載沖擊造成，影響了城市道路的使用壽命。

1.1.2 市政道路行車路面井蓋井周路面沉降

市政道路行車路面井蓋井周路面沉降通常分為整體下沉或局部下沉，將行車路面與井蓋存在一定的高差，井周路面沉降病害通常與井周路面碎裂一同產(chǎn)生，車輛在市政道路行駛過程中，由于井周路面沉降會產(chǎn)生大分貝噪聲，嚴重的沉降病害會產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。

1.1.3 市政道路行車路面井蓋凹陷

井蓋凹陷病害表現(xiàn)為井蓋高度低于井周路面高度，根據(jù)病害發(fā)展程度可以將病害分為局部凹陷、整體凹陷及井蓋傾斜三種程度，井蓋凹陷病害往往伴隨著其他病害產(chǎn)生，當行車荷載高速通過時產(chǎn)生沖擊力，影響行車舒適性。

1.1.4 市政道路行車路面井蓋凸起

市政道路行車路面井蓋凸起病害是極少數(shù)出現(xiàn)的病害，一般認為出現(xiàn)這種病害是因為井蓋材料與路面材料的各向異性，井蓋的結構與模量與路面相比存在很大差異，當路面出現(xiàn)不均勻沉降時往往會出現(xiàn)井蓋凸起，井蓋凸起會造成跳車現(xiàn)象容易造成交通事故。

1.2 市政道路行車路面井蓋病害調查分析

為了研究市政道路行車路面井蓋病害產(chǎn)生機理，對廣州市3條城市道路A1、A2、A3進行調查研究，主要調查3條城市道路的交通量、產(chǎn)生病害類型及數(shù)量，交通量調查結果如表1所示，井蓋病害類型及數(shù)量如表2所示。

通過表1和表2可以得到，城市道路日平均交通量與井蓋病害數(shù)量存在一定的關系，由于道路交通量的增加，井蓋病害數(shù)量逐步增多，并且由表2可以得出井蓋病害是城市路面出現(xiàn)的一大難題，廣州市3條城市道路存在病害的井蓋數(shù)量占到了總數(shù)量的77.53%，并且發(fā)現(xiàn)井蓋病害的出現(xiàn)不是單一出現(xiàn)而是復合出現(xiàn)的，井周沉降往往與井周裂縫同時產(chǎn)生。

通過對廣州市3條城市道路調查分析，得出井蓋病害類型圖，如圖2所示。

對圖2進行分析可得，廣州市3條城市道路井蓋病害中，井周路面開裂現(xiàn)象嚴重，井周開裂數(shù)量達到了井蓋總數(shù)量的44.9%，其次為井周沉降病害，井周沉降病害數(shù)量達到了井蓋總數(shù)量的17.3%，井蓋沉陷病害數(shù)量達到了井蓋總數(shù)量的13.8%，井蓋傾斜與井蓋損毀數(shù)量基本上可以忽略不計，由此可以得出井蓋病害的產(chǎn)生不是由單一原因引起的，多為綜合因素影響，且病害形式也不是單一存在的，如井蓋周圍路面碎裂現(xiàn)象往往伴隨著井周路面沉降的產(chǎn)生。

1.3 井周裂縫及井周沉降病害分析

由以上分析可知市政道路行車路面井蓋主要病害為井周路面開裂及井周沉降，對井蓋沉降深度與井周路面開裂半徑進行調查分析，調查結果如表3所示。

由表3可得市政道路行車路面井蓋下沉深度一般在2 cm以內(nèi)，裂縫發(fā)展的半徑在0～30 cm范圍內(nèi)，且大部分井蓋都出現(xiàn)了病害，病害類型不單一，下沉病害與裂縫同時產(chǎn)生，隨著下沉深度的增加裂縫的輻射半徑也逐漸增加，當裂縫半徑大于45 cm時會嚴重影響路面行車情況。

1.4 市政道路行車路面井蓋病害機理分析

當市政道路路面結構層為瀝青混凝土時，鋼筋混凝土基座與瀝青混凝土的彈性模量有較大差異。行車荷載在市政管網(wǎng)井蓋上行駛時，車輛本身的行駛狀況會發(fā)生一定的變化。車輛在行駛過程中市政管網(wǎng)檢查井相當于減速帶，對行駛車輛具有減速、阻擋作用，由于材質的不同，會在井蓋與路面的接觸面產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。在接觸的一瞬間，路面與井蓋接觸面上的瀝青混凝土受到拉應力，當所受到的拉應力大于瀝青混凝土極限抗拉強度時，造成在井蓋與路面周圍產(chǎn)生裂縫，路面層底拉應力達到峰值，路面結構遭到破壞，由于行車荷載的重復作用，井蓋與路面周圍的瀝青混凝土強度下降，并出現(xiàn)井筒下沉的現(xiàn)象，瀝青混凝土受到拉應力作用行形成開裂，形式多為網(wǎng)裂，使瀝青混凝土的疲勞壽命降低，市政道路的使用年限減少。

2 防治措施

通過對市政道路行車路面井蓋設施病害及機理的研究，從總體防治、建設模式、設計防治、施工過程、原材料選擇以及已產(chǎn)生病害的治理方面，提出有效防治措施，減少市政道路行車路面井蓋設施病害。

2.1 總體防治措施

通過對市政道路行車路面井蓋設施病害產(chǎn)生的各類原因，從根源上解決問題，為了能夠制約和減少病害發(fā)生的因素。可以按照以下總體措施進行：

（1）以優(yōu)化設計方案，加強設計質量為出發(fā)點;

（2）以提高和改進施工質量為立足點;

（3）以保證市政道路井蓋質量為側重點;

（4）以加強市政工程質量控制及運維服務為輔助點。

2.2 已產(chǎn)生病害的治理措施

對于已經(jīng)產(chǎn)生病害的市政路面井蓋設施，首先依據(jù)病害表現(xiàn)，對病害表現(xiàn)進行評級得分，然后基于病害評級得分判斷病害產(chǎn)生的原因，針對不同病害產(chǎn)生的原因進行特殊治理。

2.2.1 路面井蓋周圍混凝土較薄使路面開裂

為了解決這種病害，將排水檢查井座在開始設計時需要考慮井座的高度與路面的高度，把設計方案進行優(yōu)化，使排水檢查井座與市政道路路面同厚，這種設計方法保證了路面井蓋與市政道路路面厚度的一致性，避免了因為井蓋周圍混凝土較薄造成路面開裂問題，同時可以提高施工效率，增加車輛的行車舒適性。

2.2.2 市政路面與井蓋發(fā)生不均勻沉降

為了解決這種病害，一般在對市政道路路面影響較小的條件下，施工時采用單獨將市政管網(wǎng)井座與沉降縫接觸面上的混凝土敲碎去除，并且對井座高度進行調整，應該將市政管網(wǎng)井座的高度調制與市政路面上面層高度相同，可以按原樣恢復，從而保證市政路面不因沉降而開裂，進而保護井蓋和路面不發(fā)生不均勻沉降。

2.2.3 市政道路基礎沉降或排水檢查井產(chǎn)生冒水

一般在不影響正常通行的條件下，養(yǎng)護人員根據(jù)情況選擇對沉降進行修復，單獨將市政管網(wǎng)井座與沉降縫接觸面上的混凝土敲碎去除，同時將井圈周邊回灌混凝土，但這些方案只能暫時解決問題，若要永久解決該檢查井的沉降，需將檢查井重新按設計要求修砌。

3 結論

通過對市政道路行車路面井蓋設施病害進行調查，得到行車路面井蓋設施病害主要為井蓋周邊路面開裂、破損、沉陷以及造成井蓋井筒下沉。針對行車路面井蓋設施病害調查結果，從路面井蓋的設計、施工、材料選擇、運維四個方面提出了總體防治措施，又針對已產(chǎn)生病害的市政道路井蓋設施，根據(jù)病害類型提出不同的防治措施，為后續(xù)井蓋工程及改造工程提供實踐經(jīng)驗并指導施工。

參考文獻

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