雨水过街支管处沥青路面病害原因简析及处置技术研究

2021-04-01李超

工程建设与设计 2021年4期

李超

（中铁十五局第一工程有限公司，西安710018）

1 引言

近年来，城市不断扩张，城市主城区道路交通拥堵，市政道路进入了一个新建、改扩建的高速增长期。过去城市道路较多采用水泥混凝土路面，而沥青路面具有施工速度快、平整度高、舒适度好和行车噪声低等优点，在市政道路中逐渐取代了水泥混凝土路面，得到越来越广泛的应用[1]。然而在实际应用中，沥青路面常出现一些裂缝，严重时甚至出现塌陷（见图1）。本文主要从产生这些病害的原因入手，提出可行性处置技术。

图1 沥青路面横向裂缝

2 沥青路面病害产生原因

沥青路面在使用一段时间后，逐步老化，耐疲劳性和低温抗裂性能逐步降低，在车辆荷载的反复作用下容易在接缝及接茬处产生横向裂缝。

在现场施工过程中，由于原材料、施工工艺、限制条件等因素造成沥青路面病害，原因如下：（1）沟槽开挖时，使用机械一次性挖到基底设计高程，机械扰动原始地基，在时间效应下管基产生不均匀沉降，导致沥青路面出现横向裂缝或塌陷；（2）沟槽开挖后受水浸泡或地基承载力不足，但未采取相关处理措施，后期地基产生不均匀沉降，造成沥青路面出现裂缝或塌陷；（3）支管基础混凝土浇筑时，出现少振或漏振现象，使支管基础混凝土不密实，沉降导致裂缝出现；（4）进场管材不合格，超载车辆长期荷载作用下支管接口管带处开裂、局部破碎引起管道渗水，地基不均匀沉降引起路面横向裂缝及塌陷；（5）施工中受到各种既有条件的限制，如受预接入主管道高程及既有其他管道位置限制，雨水过街支管底部高程无法降低，导致部分管道侵入水泥稳定碎石基层，无法正常碾压，压实质量无法得到保证，长期荷载作用下支管处产生裂缝及塌陷。

以上原因中，前4 种皆可采取相应措施进行预防或避免，但受既有条件的限制，尚未有成熟且可靠的措施保证施工质量。本文通过工程实例，对条件受限雨水过街支管侵入水泥稳定碎石基层，大吨位压路机无法对水稳基层进行正常碾压，导致支管处沥青路面产生裂缝及塌陷的情况，提出了一种可以预防或减少该病害发生概率的处置技术。

3 工程概况

项目位于西安经济技术开发区某工业园道路上，该道路全长1 163.63m，呈东西走向，道路红线宽30m，为城市次干路，主要服务于某重汽集团有限责任公司，是供汽车出场以及运输材料的必经之路。该路段现状为雨、污合流制，根据改造设计要求，本次改造新增设雨水管道，新增φ400mm 钢筋混凝土承插过街横向支管30 处，由于受预接入主管道管底高程及原路线纵向给水管道位置限制，横向支管侵入路面水泥稳定碎石基层29cm，路面结构层设计总厚度为71cm，过街横向支管与道路路面结构层位置关系示意图如图2 所示。

图2 过街支管与道路结构层位置关系示意图

4 处置技术方案

为防止或减小沥青路面横向过街支管处病害发生的概率，提出以下处置技术方案：

1）沟槽开挖严格按照规范要求。采用机械开挖沟槽时，槽底原状地基土不得扰动，开挖距槽底200～300mm 时，由人工开挖至设计高程后进行整平；槽底正常情况下不得受水浸泡，出现基底局部扰动、受水浸泡或者原土地基承载能力不满足要求时，按照规范要求进行换填夯实处理，满足规范要求后方可进行后续施工。

2）管材进场应严格按照规范要求送检，满足规范要求后方可进场。施工中管道安装严格按照设计图纸进行，防止管道因倒流水造成长期积水，发生渗漏而扰动地基，使管基发生不均匀沉降。管材安装时，应特别注意接口处的防渗处理，在管节密封胶圈安装完毕后，及时进行聚硫密封膏填塞及防堵漏砂浆（掺加一定量石棉）抹带处理，并及时进行养护，防止管带开裂[2]。

3）该项目中雨水过街支管已侵入结构基层中，如采取常规做法，将面临基层压实质量无法保证。若强行碾压基层，可能会造成管道管节处抹带损坏，管节移位，严重时压破管节。若上述问题未及时发现，开放交通运营后，在车辆荷载的长期反复碾压下将造成路面横向反射裂缝或塌陷。针对上述情况，可采取图3 所示处置方法。

图3 支管位于道路结构层道路处置方法示意

对过街支管全断面采用C20 细石混凝土包封处理，包封厚度10cm；包封完成后，用8%灰土回填管沟至路基顶面；在支管中线两侧各150cm 范围内，采用C15 水泥混凝土替换厚38cm水泥稳定碎石底基层；采用强度5MPa 的水泥混凝土（内含双层钢筋网片）替换20cm 水泥稳定碎石基层；按规范要求沿支管走向在钢筋混凝土基层上切缝；摊铺沥青面层前，在钢筋混凝土基层与两侧相接的水泥稳定碎石基层及混凝土基层切缝处各均分铺设2m 宽玻纤格栅。

采取管道全断面包封可以更好地保护管带，防止外力使其破坏；采用水泥混凝土替换水泥稳定碎石底基层可以防止刚性基层与半刚性基层由于沉降差而沿着包封边产生横向裂缝；采用配筋混凝土板替换水泥稳定碎石基层可以利用板的整体性和刚度使受力均匀分散；过渡段及相接段采用玻纤格栅可以防止不均匀沉降产生的裂缝[3]。