前 言
隨著經濟和社會的發展,對城市道路的要求越來越高。在市政道路的建設中,如何保護好瀝青或混凝土路面,防止水損壞,應在設計及施工前,對可能出現病害的路段進行現場檢測和踏勘,并應深入調查可能導致水損壞的水源,深入分析水損壞的原因并提出相應的治理措施。
1.市政道路水損壞的來源
水損壞的本質原因是水進入了路面而產生的,引起路面水損害的水源,一般可分為以下幾個方面:
1.1自然降水
水損壞的程度和速度與城市道路的降水量大小關系密切。在其他條件都相同的情況下,南方多雨潮濕的城市,路面的水損壞比半干旱地區城市嚴重。在降水量不大的情況下,瀝青混凝土透水但不能夠排水時,基層的沖刷、PEP漿,促使面層產生坑澗。在冰凍地區,冬季的雪水逐漸滲透入并滯留在路面結構層內,一個冬季要發生多次凍融循環,削弱結構層的整體性。春季化凍期間,路面結構內的自由水會在車輛荷載作用下進一步加速路面水損壞。
1.2路表積水
在路面橫坡不夠或平整度不足時容易導致自然降水在面表集聚,路面材料不會是絕對不透水的,在行車荷載的動水壓力作用下,水分進入路面結構內部。
1.3中央分隔帶滲水
有些市政道路曾經在中央分隔帶內灌水,同時在中央分隔帶邊緣開挖,發現很快就流出大量的水,由此可見,自然降水和用于澆灌綠化植物的水容易自中央分隔帶路面結構層間滲入到市政道路的路面內部。
1.4挖方路段的地下水
在挖方路段,路基兩側地下水位較高時,巖層裂隙水及毛細水自下而上滲入路面結構內部。一般挖方路段的水損壞比填方路段嚴重,其重要原因是挖方破壞了水力平衡,使路基下方出現水壓力而向上涌水。因此,在市政道路瀝青路面內部或多或少都會存在一定量的水,瀝青面層的水是易進不易出,在不能及時排走的情況下,危害性更大。
2.水對市政道路的影響
水的作用是造成道路病害的主要原因,暴雨徑流可以導致水毀,輕者沖刷水溝與路面,降低市政道路的使用效率,重者沖毀橋梁、路面,阻斷正常交通,造成巨大的直接和間接的經濟損失,另一方面雨水如果得不到及時排除,在路表面形成水膜,從而降低了路面的抗滑性能,而高速行駛的車輛又會使雨水霧化,遮擋司機的視線,這是道路交通事故中雨天所占的比例高的主要原因。
要解決這些問題,筆者認為主要應從兩個方面加以考慮:①改進路面結構設計,對路面的層次、材料的級配和性質提出特殊的要求,使路面既具防滲、防滑性,又有良好的排水性能。②重視市政道路路面排水設計與建設,使路面行車道與特殊路段等范圍內的水盡快排出,這是解決市政道路路面積水問題的關鍵,筆者著重就此點進行探討。
3.市政道路排水系統的構成
市政道路排水系統包括雨水井、沉泥井、過街排水管和排水檢查井,地下排水主干線。整個市政道路排水系統程序如下:路面雨水→雨水井→沉泥井→過街排水管→排水檢查井→地下排水主干線。
3.1系統構成
3.1.1雨水井。雨水井也叫收水口,市政道路上的雨水井是其中的一部分,雨水井常見的有2種,一種是八六式雨水井,一種是帶沉泥井的雙蓖式雨水井,也有四蓖、八蓖的。
3.1.2沉泥井。沉泥井是裝配式雨水井的一部分。作用是沉積、貯存路面雨水沖刷帶來的淤泥和垃圾,沉泥井上有檢查孔,可以下去進行清理,防止排水管道堵塞,沉泥井蓋位于人行道上,緊靠邊石。
3.1.3過街排水管。過街排水管是外徑36 cm,壁厚3 cm的混凝土管,1m或2m長,它的作用是把雨水井或沉泥井內的水導入排水檢查井內。
4.市政道路水損壞的防治措施
市政道路瀝青路面的水損壞是水造成的,如果能把水封住,不進入路面,或將進入路面的水及時排走,不在路面結構內部滯留,就不會產生水損壞。因此,做好路面的防排水設施十分重要。解決水的辦法,一是封,二是排。從表面封水使得水從表面排走;從中面層封水,使水從上面層中排走;基層表面封水,防止水從瀝青層下來浸泡基層。當路面出現坑槽、麻面、松散等現象時,除對路面進行一般性修補外,關鍵是要分析水損害產生的原因,并找出水源采取相應的措施。
4.1路表水引起路面病害的養護措施
通過在路面結構中設防水層盡量減少水的下滲,從而防止或減少水分滯留在路面內部,侵蝕瀝青混合料。鋪筑防水粘結層后,可以減緩路表水的下滲過程,在路表產生坑槽等水損害現象,日常養護即能修復。而且能夠增強上面層和中面層的層間粘結效果,從而使路面結構受力更加均勻。
4.2地下水引起路面病害的養護措施
路塹挖方路段或半填半挖段常有春融時融化的雪水通過裂縫和孔隙滲入路基,使路基含水量上升、軟化變形、承載力降低,造成路面松散等破壞。應在路基頂面鋪筑水穩性好的水泥穩定碎石,或采取措施引出地下水并在基層下設排水墊層,重作路面結構層。
4.3完善排水系統
雨、雪水滲入路面內部是難以避免的,但是當瀝青層直接鋪筑在非常致密的無機結合料穩定集料基層上時,迅速排水比較困難。如,在路面上鉆孔后,其中的水可以存留數天。在養護過程中,一般可以考慮路面邊緣排水,即層間水可以通過路肩設置的縱向排水盲溝排出。盲溝寬度25~50 cm,深度根據排水需要調整。
4.4裂縫引起的水損壞
在路面裂縫產生后都會為水分進入瀝青層內部提供更為便捷的通道,水分在瀝青面層內部儲存和沖刷現象也就更為嚴重。由于裂縫的作用導致層間的斷開,水分長期滯留在瀝青層間,造成斷開的瀝青層混合料的松散和剝落。在路面出現裂縫時就采取及時有效的灌縫措施非常必要。為了防止裂縫在路面結構層內的貫通,在路面結構中鋪設應力吸收層或設置過渡層,對延緩路面病害的發展非常有效。
4.5動水壓力導致的水損壞
市政道路中在快速行車或重載貨車作用下,會產生強大的動水壓力,使得水分透過孔隙較大的表面層進入面層內部。高孔隙水壓力產生的高速水流會對瀝青混合料產生直接的沖刷作用,一旦瀝青剝落,細料被帶走,反復的沖刷作用會使瀝青混合料的不連通孔隙,變成連通孔隙,使路面逐漸形成空洞和凹陷,進一步破壞結構的整體性,使破損范圍不斷擴大,嚴重降低路面的使用性能。孔隙水壓力越大,對路面的破壞越嚴重。因此,對這類型的破壞須采取兩種極端的養護方法,第1種是采用絕對密實不進水的罩面層,同時設置層間防水措施,但必須充分考慮表面層的抗滑性能和高溫性能;第2種是采用OGFC等排水型路面加防水層的養護方法,保證水分在進入面層后能夠自由流出,避免產生強大的動水壓力。
4.6 交通量過大和重載引起的水損壞
交通荷載是市政道路產生水損壞不可忽視的外因,而在交通量大的市政道路上,路面承受動水沖蝕作用的時間較長,更容易導致路面結構的水損壞。從力學的角度分析表明,隨著交通荷載的增大,路面結構在各個方向的受力都直線增大,直接導致路面的疲勞破壞。重載和水的共同作用更會加速路面的破壞,在路面剪應力超過路面的抗剪切極限強度時會導致車轍的產生。交通量增大還會引起早期裂縫、成為水進入路面結構的通道,加快病害的發展。針對當前一些城市道路日益嚴重的超載現象,應當大力研發市政道路超載車輛的查詢系統,加大處罰力度,制定嚴厲的處罰政策,以爭取杜絕市政道路中貨車的超載行為。同時針對在不同使用環境下,瀝青路面承受行車荷載的能力不同,在長期養護觀察的基礎上確定不同環境下路面可以承受的荷載能力,在夏季特別高溫的時段封閉部分路段的貨車交通,或管制一些大型貨車通行;在雨季來臨前進行全面疏通水路和修補養護工作,同時根據路面溫度和雨水狀況,管制大型貨車的通行。
5.突出特殊重要的路面排水
立交橋、高架橋、橋梁、十字路口、低洼路段以及隧洞進出口等處看成特殊重要路段,這些路段是市政道路的關鍵所在,也是市政道路路面排水的焦點所在。強調這些特殊重要路面排水必須把安全可靠放在第一位,適當提高設計標準,一方面是由于它們所處位置所決定的,另一方面是由這些路段交通情況所決定的。
對特殊重要路面的路面排水,作者有如下3條建議:①突出對特殊重要路面的重要性的認識,提高特殊路段的設計標準。如雨水口設計時應考慮易被雜物堵塞等因素,設置數量至少應多于計算數量30% ~50%。②對新型的特殊重要路面路面排水要加強調查研究,并注意總結前人的經驗,必要的話進行模型試驗。善于使用國內、外新理論與新技術,保證這些路面路面排水的安全通暢。③對特殊重要路段路面與路面排水設施要加強管理,對出現的問題要及時處理。
6.結語
綜上所述。就如何應對市政道路路面水損壞提出了防治措施并給出了養護建議。在深入現場進入現場調查的基礎上,分析了病害原因,制定了處理措施。處理好市政道路水損害問題,對人民日常生活和社會經濟發展都有重要意義。
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