摘要:平原水鄉片區建成后的道路工程質量普遍存在不理想的狀況,路面病害多的現象比比皆是,究其原因,其質量的好壞與路基質量有著根本的內在聯系。文章以水鄉片區道路工程中所出現的病害為基本對象,對路基質量提出了控制性要點。
關鍵詞:水鄉片區;路面病害;路基質量;控制要點;道路工程 文獻標識碼:A
中圖分類號:U416 文章編號:1009-2374(2016)10-0108-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.053
1 概述
本文通過對水鄉片區道路工程所出現的病害現象及其原因的分析,提出一些質量控制性要點,旨在對從事道路設計、施工、管理等方面的人員提供參考,促使道路工程建設質量朝好的方向發展,達到技術經濟合理化。
2 水鄉片區建設工程的特征
2.1 水文地質差
普遍存在10~30m厚的淤泥質軟弱層,其空隙比大、壓縮性高、承載力低、含水量高;地表水系發達,地下水豐富、水位高且隨潮汐變化。
2.2 病害出現早
病害一般在工程投入運營使用1~2年內出現。
2.3 投資費用高
結合在水鄉片區所從事的工程實例,總結得出水鄉片區路基投資的費用往往比路面費用高,其費用約占整個費用的50%以上。
2.4 后期養護頻繁、費用高
水鄉片區道路早期內就會出現功能性與結構性破壞的各類病害,面積大,為維護交通運行,不得不進行常規功能性恢復與結構性修復,工作量大、費用高。
3 工程病害實例
道路工程常規病害有不均勻沉降、裂縫、車轍、坑槽、松散、龜裂、斷板、錯臺、脫空等。
現結合筆者改建過的東環路道路工程為例來闡述水鄉片區道路工程的病害問題,該工程是水鄉東莞市麻涌鎮的一條城市主干路,連接S315與西部快速干道,路線長10.6km,雙向6車道,行車道寬24.5m,橋梁6座。
前期調查收集與本工程相關的資料如下:
3.1 地質概況
從上至下依次為1~2m厚種植土硬殼層、5~20m厚淤泥質黏土、5~10m厚含粉細沙淤泥,下臥層為強風化軟質泥巖、中風化砂巖或花崗巖。除巖層外,其他各地層的含水量高達60%以上,空隙比大、壓縮性高、承載力低。
3.2 路基及地基設計方案
道路縱斷設計標高按規劃控制標高進行設計,沿線大部分路基為低填或淺挖路基;地基設計處理方案是橋頭采用深層水泥攪拌樁,魚塘、小河涌采用拋石擠淤,一般路基段采用簡易的堆載預壓的方案(未設置豎向排水系統),路基頂面容許彎沉568mm×0.01mm,即先行清除雜草、蕉根、腐殖土等不符合路基要求的表土,吹沙形成路基雛形,吹沙控制標高高出路面設計標高0.3m,吹沙厚度在0~2m之間,即平均堆載厚度約1m,歷時3~6個月,待路基慢慢沉降穩定,再進行道路基層、面層的施工。
3.3 路面設計方案
4cm細粒式SBS改性瀝青混凝土AC-13+6cm中粒式SBS改性瀝青混凝土AC-20+25cm 5%水泥穩定級配碎石+20cm 4%水泥穩定石屑+20cm未篩分碎石。
3.4 路基施工
由當地村民承包,吹填沙直接從河涌內泵沙堆填,未檢測所泵沙的泥土含量等,未按設計圖設置縱橫向排水溝。
3.5 運營期車輛調查
本工程交通量大、大型車輛多,尤其是從獅子洋港口進入本鎮或本市的重型車輛多,超載車輛比例大。
3.6 病害現象
道路投入使用1年左右,病害如涌而至。因路基不均勻沉降大,出現了大波浪、波峰與波谷間高差大的有近1.5m,表現為路面極不平整、沉陷、行車顛簸等;橋頭跳車嚴重、搭板與路基銜接段高差達60cm、行車有失重的感覺;路面縱橫向大裂縫交叉出現、裂縫寬度2~10cm之間,坑洞遍布,面積大的有近1m寬;車轍痕跡累累,深度在0~8cm之間,行車安全性差、舒適度極差,以致維修養護頻繁進行,耗費大量人力物力,勞民傷財。
4 原因分析
結合上述工程實例的種種病害,可以歸納出病害產生的原因有以下五個方面:(1)地基設計方案不盡科學合理。未設置豎向排水系等,欠載預壓3~6個月,其強度、穩定性是無法達到預期效果,因此路基產生失穩;(2)施工方技術水平低、缺乏健全的管理制度、規范的施工操作、檢測等。路基施工方由村民承建,材料檢測不到位,施工操作不規范,對路基質量則無法保證;(3)缺少必要的監督檢測機構進行管理。路基材料采用的是中粗沙,其聚力小,整體性差。材料中的含泥量、粗細度等未進行必要的試驗檢測、施工過程中未進行監督、檢控;(4)運營期間大量超重超載車輛荷載加劇了病害的產生、形成甚至惡化;(5)規劃控制標高在一定程度上影響了路基質量的控制。
工程實例中,道路根據規劃控制標高擬合道路縱斷設計標高后,路面與地基高差在0~2m之間,則大多數路段屬低填或淺挖路基范疇,也就是說在地基上填筑的是薄層路基層,盡管路基材料強度高等,路基仍是一個薄弱結構層,難以承受各種荷載,滿足道路使用要求。
5 質量控制要點
眾所周知,路基是道路的次承重層、路面基層是道路的主承重層,道路上各類荷載(恒載、活載)通過道路面層、基層逐漸傳遞到路基,最后分散在地基內,因此具有足夠整體穩定性、強度、水溫。穩定的路基不僅是道路質量的根本保障,而且也是道路運營期間安全的基本保障。通過對上述工程實例的認識后,為提高道路工程建設質量,減少工程病害,節省后期養護維修費用,控制好路基的質量,是工程建設中關鍵的一環。對于路基工程的質量,應從源頭抓起,層層把關。
經綜合分析,對于水鄉片區道路路基質量控制,筆者建議從道路豎向規劃、設計、施工、監理、業主等方面進行把控:
5.1 規劃抓好豎向控制
城市道路路網豎向規劃,考慮因素繁多,但結合本工程及以往地區工程建設中,因規劃造成道路出現低路堤、淺挖路基的情況還是不少的。對于水鄉片區而言,雨水多,地下水豐富、水位高,由此而形成的低填淺挖路基多數處于潮濕或過濕的狀態下,對路基的質量有一定的負面影響,明白了路基工程中的工作區深度重要性,行車荷載在路基工作區深度范圍內產生的附加應力影響較大,而超過這一深度則荷載產生的附加應力較小,由此衍生出填方路基最小高度的概念,為保證路基的建設質量,則需增加投資加強路基及地基的處理,方可滿足道路使用的要求。
5.2 從設計上抓技術
設計是靈魂,設計水平是決定工程質量的關鍵和重點,也關系著因此而產生的經濟效益與社會效益。因此針對水鄉平原片區道路工程的各個設計階段應抓好以下技術控制要素,以此確保工程質量:(1)廣泛收集、調查項目沿線范圍內的水文、地質、規劃等資料,根據規劃確定項目在路網中的地位與功能,加強前期交通量調查、預測,以獲得科學合理的交通量;(2)重視和加強地質勘察工作,把握每個設計階段地質詳情,單獨作為重點予以設計;(3)借鑒國內外成功處治經驗,多方案技術經濟對比,最終推薦技術可靠、先進、經濟合理的方案;(4)縱斷標高設計應盡量減少低填淺挖路基段,爭取使路基處于中濕或干燥狀態下,不得以應設置防排水墊層以降低路堤臨界填土高度;(5)加強設計質量管理,實現多交叉復核、審查,確保設計圖表數據準確,計算無遺漏;(6)加強設計理念培訓,敢于運用新材料、新技術、新工藝等。
5.3 從施工上抓質量
施工質量的好壞關系著工程建設的成敗,所以施工中應嚴抓質量關:(1)路基施工準備工作:全面熟悉設計文件、實地施工調查,重要段重點勘察,發現問題及時提出意見。選擇合理的施工方法,制定周密的施工組織設計,合理安排施工順序,應用先進的技術等。建立土工實驗室,利于動態掌握填筑土的物理力學性質;(2)填筑路基前必須疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。對已有積水段應及時將其排除,對地下滲水設盲溝引出;(3)嚴禁使用不符合規范要求的土填筑路基。地表植被、樹根、垃圾等必須予以清除。控制路基土質含水量在最佳含水量±2%之內;(4)加大地表的壓實密度,采用大噸位振動壓路機處置。分層碾壓時應盡可能采用同一種碾壓工藝,按照合理的碾壓方法和碾壓遍數能得到均衡的壓實度,嚴禁滾填。不同性質的土應分別填筑,不能混填。同一種土填筑厚度不能小于0.5m;(5)加強進場材料的質量檢測,檢測數據不弄虛作假,合格后方可投入使用;(6)加強自檢,自檢合格后,報請監理、業主等檢測機構抽檢合格后方可進行下道工序的施工;(7)加強從業人員的技術培訓,提高技術人員的技能、素質;(8)嚴禁偷工減料,弄虛作假,糊弄上級。
5.4 從監理上抓到位
監理是施工全方面的督查,是工程質量的判官之一,建立健全的監理管理制度,處處落到實處,才是工程質量的有力保證:(1)建立完善的管理制度及機構,加強從業人員的培訓;(2)旁站處處到場監督,把工程進度、質量、問題向總監及業主及時匯報;(3)定期組織召開工程例會,針對施工進度、質量及過程中的問題等進行歸納、簡報、技術討論,解決問題。
5.5 從業主方抓管理
健全的管理制度及機構是工程質量、壽命的保障:(1)加強對規劃、設計成果的評審,聘請高水平的專家對規劃,方案設計、初步設計、施工圖設計進行審查;(2)招標到與工程技術等級相符的施工企業;(3)派遣專業人員加強對施工材料、工藝、關鍵工序、分項工程質量的現場督查、抽撿;(4)加強監理考勤的評核等;(5)安排合理的工期;(6)借鑒運營管理理念,設置限高設施、安裝超載監控設備,限行超載車輛。
6 結語
綜上所述,本文通過對水鄉片區地質水文有特殊性的道路路基質量控制要點的淺述,旨在總結淺顯的觀點,借以引起從事水鄉片區工程建設者的注意,有助于水鄉片區工程質量的把控,利國利民。
參考文獻
[1] 交通運輸部.道路養護技術規范(JTG H10~2009)[S]. 北京:人民交通出版社,2009.
[2] 中交第二公路勘察設計院有限公司.公路低路堤設計指南[M].北京:人民交通出版社,2013.
[3] 交通部公路司.公路工程質量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社,2001.
作者簡介:周韜(1977-),男,湖南新邵人,湖北省交通規劃設計院廈門分院工程師,研究方向:路橋設計、施工及管理。
(責任編輯:王 波)