城市建设中市政道路维护策略探析

2023-03-20梁杰

科技创新与应用 2023年7期

梁杰

（山东华邦建设集团有限公司，山东潍坊 262500）

我国近些年加大了城镇化建设的历程，城市交通系统逐渐完善，这对于区域经济发展、市民便捷出行有着深远的意义，但是我国城市道路交通管理中也存在一些不同类型的不足，比如市政道路存在裂缝、基础不均匀沉降等问题，威胁着交通安全及市政道路的综合效益，为此，应当加大维护力度，提高市政道路运行稳定性、安全性。

1 市政道路维护概述

建设市政道路的主要目的是保证人民群众有更加便捷的出行条件，推动交通、社会经济的发展，提高市政道路使用价值可以为社会发展奠定坚实的基础，如果出现问题会严重危害城市发展，甚至引发不同程度的社会问题，为此，相关部门可以通过定期检查、维修和保养等措施推动道路交通朝着长远、可持续方向发展进步，提升整个城市发展水平。

当前市政道路主要包括水泥混凝土和沥青混凝土2 种类型的路面结构，其中沥青混凝土路面更为常见，其表面平整不存在接缝，弹性好噪声小，有着较为舒适的行车体验，并且沥青路面施工时间段，有着较为便捷的维护方式，可以循环利用沥青材料，也正是凭借着诸多优势，沥青路面广泛地应用于大部分城市。不过沥青路面的高温稳定性不足，容易发生裂缝、材料老化等问题，导致出现路面开裂、松散等问题。水泥混凝土路面有着较高的承载能力和强度施工中工艺简单，技术要求相对偏低，但是在应用中也容易发生坑洼、裂缝等问题。

无论是沥青路面还是混凝土路面的市政道路，都需要定期维护才能保证其正常使用。当前城市道路交通有着越来越大的压力，市政道路经过的地理环境也更加复杂，经过长期使用后，容易出现不同类型病害[1]。

2 市政道路桥梁中的常见病害

某城市快速车道长度共计28km，设计速度为80km/h，该工程为整体路基，按照4%的标准设计土路肩路拱坡度，2%的标准设计行车道、路缘带和硬路肩拱度。该快速车道采用沥青混凝土路面，经过一段时间运行后，不同路段主要病害总结如下。

2.1 路面裂缝

路面裂缝是市政道路工程中非常常见的一种病害，引发路面裂缝的原因主要包括2 种：一是荷载裂缝。在设计市政道路时会设定规定的荷载限制，如果市政道路长期使用，超荷载运行的情况较为频繁，那么会导致荷载过大引发路面发生荷载裂缝。二是温度裂缝。沥青混凝土材料在高温环境下会软化，在低温环境下脆性增加，长期处于温差较大的环境中很容易由于频繁的热胀冷缩发生裂缝问题（图1）。一旦出现裂缝，会直接影响市政道路的美观性，还会降低其使用性能，到时市政道路使用寿命缩短，为此，维护单位应当定期检查，并且采取有效措施及时处理裂缝问题，避免问题扩大[2]。

图1 沥青路面裂缝

2.2 钢筋腐蚀

钢筋锈蚀主要出现在市政桥梁中（图2）。钢筋作为现代市政交通工程中常用的材料，发挥着良好的抗震性能和承重性能，如果钢筋发生锈蚀问题，那么必然会影响其承载能力。通过对钢筋锈蚀情况进行分析可知，自然因素和人为因素是引发市政道路钢筋锈蚀的主要2 方面原因。其中，自然因素主要是市政道路所在区域有着较大的湿度，比如一些地区雨水勤，加大了钢筋腐蚀的程度。反之，一些雨水较少的地区钢筋锈蚀程度和腐蚀速度均相对较小。人为因素主要是由于施工方法不当或者施工后维护不到位引发的锈蚀问题，如果维护人员没有充分重视工程维护，很容易出现锈蚀问题，为此，应当定期维护处理，避免锈蚀问题进一步加大[3]。

图2 桥板钢筋锈蚀

2.3 地基不均匀沉降

地基不均匀沉降也是市政道路工程中常见的病害，这种病害不仅仅会导致路面塌陷（图3），降低道路美观性，还会导致市政道路结构稳定性严重降低，进而影响市政道路安全通车。通过分析总结可知，引发地基不均匀沉降问题的主要原因包括3 个方面：一是施工前勘察工作不到位，没有合理地设置施工图纸，导致路基基础建设没有达到规范标准要求。二是施工单位施工阶段存在违规操作，没有严格落实施工技术操作要点，引发不均匀沉降问题。三是运营阶段没有合理采取维护办法，没有及时解决小范围的不均匀沉降问题导致问题扩大，进而对市政道路的整体运行安全产生威胁。当前城市车流量、行车荷载不断增多，路面需要承受更大的压力，如果路基受力不均匀就会发生沉降不均匀的情况。

图3 地基不均匀沉降引发的路面塌陷

3 市政道路维护措施

3.1 裂缝处理

灌浆处理是市政道路路面裂缝处理最为常见的方式，在具体进行灌封处理中，养护人员首先应测量裂缝宽度，明确裂缝范围，针对超过6 mm 宽度的裂缝可以采用热沥青进行灌封。如果是较宽路面裂缝，灌封处理方式效果不佳，此时可以采取开槽重新修复等方式进行裂缝处理，将沥青路面稳定性和安全性提高[4-5]。

3.2 路面松散养护

第一，将被破坏部分范围和深度确定，维护中采用圆洞方补的方式确认修补范围，划出轮廓线，在稳定部分上方开槽，将槽壁和槽底清理干净。

第二，用沥青材料均匀地涂刷槽壁和槽底，将沥青混合料铺设其中，确保新添补的部分比原路面高，在使用阶段利用车辆荷载将其碾压到和原路面一致高度。

第三，将路面受损原因确定，在路基面层受损害区域修补过程中明确受损害程度，修复方法选择应考虑天气等各个方面因素。比如寒冷季节沥青路面修复时，维护人员首先对坑槽扩展情况进行控制，用路面材料临时将坑槽位置修补好，当气温回升再按照相关规定进行路面修复处理[6-7]。

修复沥青路面沉陷问题处理时，首先确定沉陷范围，针对表层沉陷问题只需要修补道路表面即可，用沥青混合料对沉陷位置进行添补、平铺和压实等处理方式。如果是路面填土不实导致的路面沉陷问题，那么工作人员先处理基层确认基层合格后再修复沥青路面[8-9]。

3.3 钢筋锈蚀

第一，加强防治自然因素引发的钢筋锈蚀问题。钢筋锈蚀主要影响因素为雨雪等降雨，为避免自然因素发生钢筋锈蚀，维护人员首先要将市政道路钢筋混凝土密实性和抗渗性提高，合理设置钢筋保护层，避免雨雪渗透到钢筋内部，侵蚀钢筋材料。其次，裂缝是雨雪渗透到内部腐蚀钢筋的主要途径，为了避免出现这种问题，应当加强检查裂缝问题，一旦发现裂缝问题及时采取处理措施。最后，一旦发现锈蚀问题及时除锈并且做好防腐处理，避免腐蚀问题进一步扩大。

第二，将钢筋保护层厚度和密实度适当提高。在钢筋混凝土结构中，合理设置钢筋保护层、提高混凝土密实度是避免钢筋锈蚀的常用方法，保护层厚度应当大于钢筋直径，同时通过提高混凝土密实度可以避免气体、水体进入到内部腐蚀钢筋。

第三，做好原材料腐蚀因素的控制。钢筋有时会和原材料中的部分物质发生反应产生锈蚀问题，为此，应当严格控制施工原材料，加强测试钢筋材料中的碳含量，优选抗腐蚀能力强的材料，确保满足工程要求。同时，在配置混凝土材料时，应当避免选择含有氯盐的添加剂，以免发生化学反应。

第四，积极优选高性能钢筋。在冶金行业不断发展的背景下，市场上存在越来越多的高性能钢筋，很多钢筋有着良好的抗腐蚀性，可以优先选择刺裂材料，比如选用不锈钢钢筋等，提高钢筋结构的抗腐蚀能力。

第五，涂刷防腐材料并及时处理锈蚀钢筋。可以用树脂材料等具有隔绝能力的材料涂刷市政道路钢筋混凝土表面，避免二氧化碳、水分等接触钢筋材料。如果在施工中发现存在混凝土碳化问题，应及时采取修补措施，避免混凝土剥落内部渗入空气、水分，导致钢筋发生锈蚀。在处理碳化混凝土时，应当注意彻底剥除碳化的混凝土，如果已经接触到钢筋材料，要及时涂刷防腐漆，并且及时用特质水泥修补混凝土结构。针对已经暴露且发生严重碳化的钢筋材料，首先要用机械除锈、化学除锈和人工除锈等方式将发生锈蚀的部分进行彻底处理，在处理过程中，如果选用酸性溶液处理锈蚀的钢筋，注意酸性溶液避免接触混凝土材料，以免发生化学反应加剧混凝土碳化。

3.4 路基沉降

一方面，加强路基沉降问题监控。

第一，沉降观测。沉降观测作业通过沉降板和分层沉降标共同完成。在稳定性欠佳的路段、软土深度较深的路段或者挡墙等特殊路段区域设置变形贯彻点，为了将沉降观测结果可卡性提高，应当做好沉降观测仪埋设时间的合理设置，在完成软基处理后在垫层顶填土之前处理软土地基。

第二，水平位移观测。水平位移量观测重点关注地表面水平位移情况和内部土体水平位移情况。地表面可以设置边桩观测点进行观测，内部土体位移情况可以设置测斜管，利用其弯曲性能检查土体位移情况。

第三，孔隙水压力、土压力观测。利用孔隙水压力机观测孔隙水的压力，埋设于碎石垫层底部，按照2 m间距一次设置。利用土压力计观测土压力情况，可以在凭证密实的槽底指定位置埋设压力计。

另一方面，加强施工阶段路基沉降问题预防。

第一，利用全站仪测放控制点基准，将实际换填作业覆盖的范围确定，根据地质条件将放坡比确定，用水准仪对坡度、换填深度进行确定。

第二，用木桩标记基坑、管沟边坡位置，作为换填施工厚度控制标准。实际排水沟应当比换填层地面低0.2 m，同时按照不小于2%的标准控制排水沟纵向流水坡，从而保证换填作业区内水分能够快速排出。

第三，利用机械将软弱土层清理干净，同时加大防护力度，避免扰动坑底原状土层，机械挖掘到距离底部30～50 cm 深度时换人工进行挖掘，并且按照设计标准修整。

第四，在彻底完成换填土层挖除后进行底部土层的合理整理，将其平整性提高。可以用台阶、缓坡方式处理底部起伏较大的部位，有效控制底部开挖宽度，开挖宽度应当在路堤宽度和放坡宽度之和以上。在进行基础填筑之前需要将基础内泥浆等威胁基础施工稳定性的杂物全面彻底清理干净，从而将基坑边坡稳定性提高，以免后期出现塌方等问题。

第五，在同一高程上铺设回填材料地基地面，如果深度存在较大差异可以设置台阶、斜坡，但是需要将搭接区域夯实处理，将其稳定性提高。填筑作业依次分段完成，按照斜坡设置各层接缝，对重叠区域进行重点碾压。

第六，按照标准要求压实换填后的土体，将其密度、均匀性提高。在碾压之前，工作人员首先要做好填层面的平整处理，用推土机将其推平，然后用平地机进一步进行平整修理。在换填期间工作人员要做好机械设备行进速度的严格控制，通常采用振动碾压。如果换填碾压作业面积较大，那么可以按照先两侧到中间的顺序依次完成碾压。施工人员采用人工或者操作小型夯实机械夯实大型碾压设备难以触及的边角区域，可用素混凝土桩处理埋深超过3 m 的土层。

第七，预制桩吊装。按照设计要求精准地安装桩基，注意检查机械运行是否安全可靠，在确认其运行正常后方可使用。操作人员应熟练掌握机械设备操作方法。在吊装过程中，施工人员先将钢丝绳和索具栓牢固，然后用索具将桩上端吊环周边稳定好，启动设备正式起吊预制桩，在起吊过程中做好桩尖位置的合理调整，确保能够和桩位中心垂直对齐，然后慢慢将其下放在土中稳定地安装，在确认其垂直度、安装位置精确无误后将桩帽扣好，卸除预先设置的索具。

第八，稳桩。在桩尖插入到桩位后以小落距锤击1～2 次，在桩头达到一定深度后进行桩体位置的进一步调整，确保垂直度、稳定性都能够达到规范标准要求。在插桩过程中，应按照不超过0.5%的标准控制桩体的垂直度偏差，并且用标尺测定桩的垂直度，观测人员定期检查桩的垂直度，确认其是否合格。

第九，打桩。该工程使用的打桩方式为落锤和单动锤，在施工中技术人员按照不超过1.0 m 的标准对锤的最大落距进行严格控制，选用柴油锤打桩可以保证锤正常跳动。在打桩过程中，坚持重锤低击的原则，施工中对现场地质条件、桩体结构特点等方面信卢进行深入地考虑分析，锤重选择依次为基础，打桩过程中按照先深后浅、先大后小的顺序完成。

第十，接桩。通过焊接方式处理桩长不足的预制桩，在接桩过程中首先应清理干净接桩部位表面，用铁片牢固地垫上下节之间的间隙，然后牢固地焊接。在距离地面1 m 的位置接桩，做好上下节桩中心偏差的严格控制，提高桩体整体稳定性[10]。