城市道路检查井井周路面破坏机理深入分析

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第4月第12期   作者:耿俊环
[导读] 城市管网是城市基础设施的重要组成部分,被喻为“城市动脉”,而检查井是城市管网必不可少的组成部分。
        耿俊环
        济宁市市政园林养护中心  山东济宁  272000
        摘要:城市管网是城市基础设施的重要组成部分,被喻为“城市动脉”,而检查井是城市管网必不可少的组成部分。在城市管网建设中,受其他管网的布置和路幅宽度的空间限制,有相当数量的检查井布置在城市道路上,成为了整个道路的薄弱部位。在车辆荷载的反复作用下,检查井周围路面(简称“井周路面”)极易产生沉陷、开裂、坑槽等早期病害,影响行车舒适及安全。在市政道路养护中,每年用于检查井及井周路面养护维修的费用巨大,但井周路面因位置及结构的特殊性,导致其耐久性差,病害频发。同时,由于检查井的存在不利于道路施工,井周路基、路面极难压实,导致井周路面结构失稳。当车辆经过不平整的检查井及井周路面时,井盖将发生明显的变形和振动,产生刺耳的撞击声和较大的冲击荷载,加速了汽车构件的磨损及井周路面的破坏,导致路面平整度进一步降低,反过来将继续加大车辆的振动冲击荷载,形成恶性循环。
        关键词:城市道路;检查井;井周路面破坏;机理深入;分析
引言
        城市道路作为重要的基础设施,既有交通运载的功能,同时又是城市各种市政管线埋设的基本载体,市政管线主要包括电力、通信、燃气、给水、热力、雨水及污水管线。由于道路断面尺寸有限,而雨、污水管线又相对密集,因此常常敷设于道路机动车道下。为便于排水管道的后期养护,通常要在一定距离敷设检查井,管径不同,最大间距也不同,在排水管道交汇、转弯、跌水处,管径或坡度改变处也都要设置检查井,导致机动车道上的排水检查井非常密集,被车辆碾压的概率很大。排水检查井一般由基础、井室、井筒、井圈、井座和井盖等构成,频繁的车辆碾压往往导致井盖沉降、周边路面开裂,甚至塌陷等问题,直接降低道路和井盖使用寿命并影响行车安全及舒适性,同时过密的检查井井盖还会对道路的整体性、结构稳定性及外观美感带来一定的影响。
1检查井及井周路面病害调查
        选取经十东路、天辰路2条道路各80处检查井为调查对象,统计其检查井沉降状况。调查过程中发现:检查井整体并未均匀沉降,车辆先经过的检查井边缘(称之为“上行点”)沉降量小于车辆后经过的检查井边缘(称之为“下行点”),形成坡度差Δi=(下行点沉降量-上行点沉降量)/检查井直径)。相关研究表明:路面坡度的变化对车辆动载有较大程度的影响。
2井周路面破坏机理分析
        车辆荷载对井周路面破坏的影响影响车辆荷载大小的因素较多,应重点分析井周路面最大间隙值、检查井沉降、差异沉降导致的坡度差、行车速度4个因素。分析时基本参数为井周路面最大间隙值H1=1cm、检查井沉降量H2=1cm、差异沉降导致的坡度差θ=4%和车速v=36km/h。参数影响分析时采用变量控制法,分析某一变量时控制其余参数不变,更改单一变量,计算相应参数下的车辆冲击荷载系数,分析各因素对车辆冲击荷载的影响,而后将车辆冲击荷载用于路面有限元受力分析,进而研究其对路面基层受力及疲劳寿命的影响。结合车辆动载分析方法及相应参数,获得不同影响因素下的车辆冲击荷载,然后以《公路沥青路面设计规范》中疲劳开裂模型及相关参数为基础,对井周路面基层疲劳寿命进行分析。
3施工过程注意事项
        3.1反射裂缝处理
        反射裂缝采用自粘式防裂贴+玻纤格栅进行处理,在防裂贴施工过程中首先要注重防裂贴的材料质量,其次要注重施工质量与施工过程中的成品保护。防裂贴的部位不仅限于原混凝土路面的横缝与纵缝,对于路面修复后的缝也要进行敷贴。成品保护中存在防裂贴和玻纤格栅被摊铺机及运输车损坏问题。

针对此类问题,一方面需要提高驾驶员个人技术和素质,合理安排摊铺路线,杜绝在完成路面上转弯掉头;另一方面采用高黏性的防裂贴,增强与混凝土路面的粘接度,对玻纤格栅进行固定,防止因为摊铺机履带行进将格栅带起褶皱,影响路面质量。
        3.2道路检查井施工注意事项
        同步沉降检查井施工技术按设计分别进行井筒砌筑、预制井圈安装、沥青混凝土摊铺、碾压、井座安装的施工,关键工艺是沥青混凝土摊铺在井圈下方增加设置环向钢筋网,通过环向钢筋网与路面素混凝土形成配钢筋沥青混凝土结构,使沥青混凝土(混凝土)与球墨铸铁井圈和混凝土垫圈间的紧密结合,使检查井盖框与路面面层紧密贴合,这样来自上部的压力通过配钢筋沥青混凝土结构被分散到道路的结构。解决传统工艺质量通病,经工程实践应用,该技术施工简易、方便,效果优良。可以给同类型工程项目起到指导和参考作用。①采用同步沉降检查井可以解决检查井沉陷、检查井周围塌陷、烂边、裂缝、井盖破坏等质量通病。②通过增加环向钢筋网与路面素混凝土形成配钢筋沥青混凝土结构,保证了井圈下沥青混凝土的压实质量,解决了井周边压实度不足、易脱落等质量通病。③减少后期质量缺陷维修率,从而减轻维修产生废料对周边环境等产生的影响。④节约后期养护维修费用,减少施工封闭期对周围社会环境的影响。该施工方式保证工程质量和安全,解决了传统工艺的缺点,具有缩短工期、节能环保、减轻劳动力强度、提高工作效率等优点。
        3.3井盖管理注意事项
        1)市城市管理部门负责本市城市规划区内地下设施检查井井盖的监督管理工作。市市政设施管理机构根据市城市管理部门的委托,负责城市井盖的具体管理工作。市规划和自然资源、住房和城乡建设、工业和信息化、公安、广播电视、国有资产监督管理等部门按照各自职责,协同做好地下设施检查井井盖的监督管理工作。2)井盖由其产权单位负责巡查、养护、维修管理。所有权人、管理人、使用人之间约定管理责任的,从其约定。涉及地下管线的施工工地、拆迁区域以及未经竣工验收确定责任管护单位的井盖,由建设单位负责管护。变更管护责任的,当事人双方应当办理交接手续。第五条井盖必须符合相关产品质量标准。井盖安装工程的设计和施工,必须符合有关的设计和施工技术规范。城市道路范围内的井盖安装工程竣工,必须经验收合格后方可交付使用。井盖设施应当完好无翻盖,井体顶面与周围路面要齐平,相对高差要符合有关行业技术规范,确保行人和车辆通过时无响动、不移位、不损坏。3)对不符合质量标准及设计和施工技术规范的井盖,由市城市管理部门责令施工单位维修和更换。
        3.4道路交口顺接段施工
        道路顺接存在两种情况,一种是与沥青路面顺接,一种是与水泥路面顺接。第一种情况在沥青路面铣刨后顺接即可;第二种情况应根据顺接道路的使用情况进行区别处理,如果顺接道路即将改造,可以选择直接加铺渐变顺接;如果顺接道路不需进行改造,则需要将原混凝土路面破除后进行顺接。
结束语
        针对行车道下布置排水管道时,井盖数量过多影响道路美观、行车安全及检查井使用寿命的问题提出了两种解决方案,经过分析对比,明井与暗井组合布置更加经济合理且便于清淤与后期维护。对于出现在行车道上的各类其他市政管线检查井的布置设计,均有借鉴作用。
参考文献
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[2]翁洋,邓禄,王煜轩,陈佳,赵意晋,申志福.法兰式球墨铸铁井盖与井周路面服役状态研究[J].科技创新与应用,2019(24):36-41.
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[4]李昊.检查井井周路面病害防治技术研究[D].河北工业大学,2015.
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