广州市市政工程设计研究总院有限公司
摘要:市政道路是我国当前交通建设的重要内容之一,随着我国城市化水平的不断提高,随之而来的交通量剧增也给城市交通带来沉重的压力,城市道路病害问题也日益凸显。在市政道路基层技术应用领域中,半刚性基层因施工便捷、具有较强的稳定性和强度以及维护便捷等优势,得到了广泛的应用。然而基层材料的本身的结构特点和设计不足,容易导致出现裂缝、平整度差和离析等多种质量问题,影响路面结构后续使用性能。本文着重从设计角度探讨了基层材料的质量控制方法,并针对基层常见病害提出了处理措施,以期进一步提升基层的设计质量及使用效果。
关键词:市政道路,基层治理,控制
城市建设的重点内容之一就是市政道路,从近几年的城市建设当中来看,市政道路建设被给予了更多的关注,也对工程的设计质量和设计细节带来了更高的要求。道路工程的重点内容之一就是路面结构,而基层设计的合理性会直接影响到整个路面结构的使用质量以及后续的运营。因此,落实好质量控制的设计与实施各环节工作,有利于让工程项目经济效益最大化。
1基层质量控制
基层设计作为路面结构整体控制的重点,不仅需要根据道路等级和交通荷载等内容进行设计,还需要严格控制材料质量、提出质量控制指标,对实施过程进行控制,并且按强度控制指标进行验收,确保道路结构层能够满足车辆荷载要求。
1.1路基水温环境
外部环境是影响基层强度和稳定性的重要因素,特别是水和温度的影响。我国南方湿热地区降雨量丰富、河流密集、地下水位变化明显,这些地区修建的市政道路路基受干湿循环软化效应的影响明显,季节性交替变化引起的干湿循环作用严重影响了路面结构的工作性能。在干湿循环的作用下,路面的强度和抗变形能力下降,基层也容易出现早期破坏等问题。要保证基层处于稳定状态,从设计角度而言,就需要结合不同地区路面材料与结构的适用性,将路面结构作整体考虑,将路基水温控制在适当的范围内,才可以确保基层的使用质量。
1.2配合料的设计
基层的配合料选用直接决定了其结构强度及路用性能。设计过程中,配合料的选用一方面需要对各种原材料的质量提出相应的控制指标,另一方面需要结合不同的道路等级及交通荷载等因素考虑材料的配合比。以水泥稳定碎石基层为例,集料是其混合料的主体,对结构强度和路用性能起到关键影响,应要求选用坚硬耐久的岩石,严格避免选用风化、裂纹多、含泥量高的集料,集料中各种粒径的应该形成良好的级配,避免集料过大或者过小,对基层的集料粒径提出相应的要求。水泥的用量对于基层的强度和干缩性能等也起到决定性作用,水泥用量过大和过小均会出现质量问题,因而设计中也需要严格控制水泥标号及用量。另外,含水量是另一个关键控制因素,含水量的高低对于水泥性能的发挥、基层强度特性等均有影响,需要严格控制含水量。为了获得最佳的基层压实度,设计过程中需要确定基层材料的配比,并通过实验明确最佳含水率。
1.3压实度和平整度要求
基层的摊铺和碾压中,压实度和平整度的控制尤为关键,直接影响道路的成型质量。一般在设计过程中需要对压实度和平整度提出质量检查要求,根据每个分项和分布工程确定检查内容和检查标准。对于压实度,采用灌砂法进行抽检,根据质量验收标准及要求抽检关键点对压实度进行检查,如果不满足要求就要重新压实。平整度的测试一般采用直尺测量,一般每200m需要测试2处,平整度的控制要在8mm以内;对于纵向高程、宽度和厚度等几何误差也要进行严格控制;纵向高程误差在+5mm和-10mm以内;宽度也必须满足设计要求;厚度误差也应该控制在规范要求范围内。针对过程提出压实度和平整度的质量控制要求有利于严格管控实施质量。
2市政道路基层设计常见问题
2.1排水设计不足
对道路工程而言,路基路面的排水是重要的设计环节,该内容的设计质量直接影响到基层在极端天气条件下的使用质量,路面排水不畅会给基层功能的发挥带来隐患。道路使用过程当中常有路面积水以及排水不畅的情况发生,从总体设计角度重视该问题,从排水工程设计方面和施工过程控制方面入手,避免因设计不合理及不符合施工要求等对基层强度、稳定性和使用寿命造成影响。
2.2路基衔接位置处理不当
市政道路工程建设需要做好路基设计,只有路基工程落实到位后续工程建设才能得到保障,路基是道路工程的基础条件,在市政道路工程建设中非常重要。一般来说,路基在施工过程中要根据设计方案结合现场条件合理可行地展开施工,但是在具体施工过程中,常有局部路基衔接处理不当的情况出现。例如在不同软基处理方式的衔接位置需要根据具体要求控制过渡,不可随意处理,以保障基层具有良好的下承层条件。此外,缺乏对修建路基过程中路基的密实度和平整度的足够重视,包括路基碾压合理与否等方面,也会影响到基层的整体质量。
2.3实施过程中的质量要求不足
除了质量方面的设计控制之外,实施过程中提醒施工方确定质量管理办法,提出施工中可能的质量风险,并确定对策和方法,对基层实施和质量验收也是非常必要的。
3常见病害及其处治措施
3.1裂缝病害及处治措施
半刚性基层是常用的基层材料,由于自身的特性使得其容易因温度变化和水分散失产生收缩形变,从而形成基层的收缩裂缝,裂缝在重载的作用下快速反射到面层上。尤其是南方湿热地区施工温度较高,如后期保水养护不足,易产生温缩裂缝。交通荷载会直接影响现有裂缝的发展,行车道通行车辆集中,荷载压力大,裂缝的产生和发展最为严重。
针对基层裂缝病害,需要从基层设计与实施的各环节考虑其处治措施。以半刚性基层为例,首先应考虑优选材料的类型、级配组成、含水量等因素,减小半刚性基层材料的温缩系数,并且适当降低基层的弹性模量能够有效减缓路面的温度型基层反射裂缝病害。另一方面,半刚性基层具有干缩特性,半刚性基层的粒料越细,含水量就越大,干缩变形就越大,因此在选择半刚性基层材料时,应合理的选择粒径的大小,并且优选干缩系数较小的半刚性材料。
压实度不足也是产基层生裂缝病害的重要因素。因此,基层设计时应分别针对不同构筑物区域采取措施保证压实度符合要求。
另外,基层的养护方法对裂缝的影响也产生较大影响,应在碾压成型后及时养护,保持基层在养护期间不直接暴露在外,避免影响其结构强度从而产生均匀的裂纹。
3.2平整度差病害及处治措施
平整度差也是路面基层实施过程中常见的病害,会对后续的路面结构铺设和使用产生直接影响,成因主要在以下几个方面:(1)在基层施工期间,路基或下基层的平整度不满足要求,在基层按设计厚度实施后,不平整问题会继续反馈到路面基层表面。(2)在摊铺的过程中,碾压方法没有严格按照规范要求进行摊铺施工也会影响摊铺的平整度。(3)在摊铺结束后,没有按要求进行养护,会因车辆荷载导致基层会出现坑槽或松散,影响基层平整度。基层出现平整度问题,会对后续行车的稳定性和安全性产生影响。
基层平整度病害的处治,主要从施工环节进行防范,具体从以下几个方面的进行管控:(1)在混合料拌制期间,需要结合平整度要求,科学地处理基层与垫层和路基的衔接,之后再进行基层混合料摊铺施工,避免下承层表面出现平整度问题,否则一旦基层表面出现波浪形等不平整问题,就会对后续基础表面平整度产生影响。(2)在铺筑基层期间,合理利用摊铺机械,对摊铺基准标高线和摊铺高度等进行严格控制,并保证确保摊铺的均匀性和连续性(3)在混合料摊铺完毕后,要做好碾压施工,并做好密实度试验检查。(4)施工结束做好基层养护,使基层表面强度尽快形成,避免其遭受外界因素破坏。
3.3离析病害及处治措施
离析病害也是基层施工中常见的问题,设计过程中应对混合料的拌和提出要求。以水泥稳定碎石基层为例,主要表现为:(1)在混合料搅拌期间出现放料离析问题;(2)在混合料运输期间,因为颠簸震动而诱发离析问题;(3)在混合料卸载、摊铺及找平施工期间出现离析。
为了防范基层混合料中的离析病害,需要从设计阶段明确混合料拌制要求,做好后续各个环节的针对性防范工作,具体如下:(1)在混合料出料时,要合理控制好出料的高度。(2)确保混合料在拌合过程中的均匀性。(3)在混合料运输期间,要保持运输速度的稳定性。
4结语
市政道路工程基层结构设计工作当中,要保障最终基层实施效果,就需要从设计环节、施工材料及施工机械选择环节进行要求,确保各环节的要求能够满足道路设计标准。随着路面结构设计技术的不断发展,市政道路基层也应持续优化技术与工艺,对于出现的质量问题采取针对性的手段进行处理,避免因基层质量问题而给整个路面结构的使用效果带来不良影响,进而能够更好地保障市政道路工程的经济效益。
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