市政道路掘路修复及沟槽回填技术分析

摘要：本文着重从实体工程常见病害入手，简要分析不均匀沉降、平行开裂、网裂及路面坑洞或突起病害；进而提出了相应的处理对策和注意事项。由此为市政道路的掘路修复和沟槽回填工程提供参考。

关键词：市政工程；道路；掘路修复；沟槽回填；

前言

掘路修复和沟槽回填工程是市政道路建设的重要组成部分。掘路修复的施工区域通常都在交通繁忙、人口密集、商业发达的路段，一般要求尽量减少对交通和市民生活以及周围商铺的影响，故要求修复时施工进度快，开挖的沟槽尽快回填并立即修复。与新建城市道路相比，掘路修复设计施工技术除了需要遵守一般规定外，还应该着重考虑掘路修复工程特殊性对设计和施工的要求。

1常见病害

沥青路面道路挖掘后修复，目前基本上遵循原结构修复原则，即认为挖掘区域道路仍采用开挖前的道路路面结构；仅有少数的掘路工程在沟槽修复之后，整个路面加铺一层沥青混合料罩面层。与其他挖掘道路相比，含罩面层的掘路修复道路在修复后同样的运营时间内，路面结构状况良好，没有出现严重的损坏，且路面平坦、行车舒适、感觉美观。但是从经济角度上看，罩面层的造价比较高，且有些道路经常会出现“拉链效应”，下次再经开挖后又

会出现同样的问题。因此，从目前的情况来看，今后沥青路面的掘路工程还是以非罩面层修复为主。

从实施效果来看，对于非罩面层的掘路修复工程，在行车荷载作用下，回填区域的道路常出现4种类型的路面病害。

1）不均匀沉降。在自重和行车荷载作用下，回填土路基继续趋于密实，导致路基顶面出现不均匀沉降，表现为沿着行车轨迹路表的局部沉陷或严重车辙。当路面出现裂缝等病害后，雨水由此进入，进一步降低回填土的强度、加剧沉陷变形。

2）平行开裂。当路表局部沉陷或车辙较为严重时，在回填区域与原道路结合部位置易出现两条相平行的裂缝。

3）网裂。回填区域路面出现网裂损坏，整体结构承载能力进一步降低。其中横向沟槽回填尤为严重。

4）路面坑洞或突起。修复区域由于沉降变形易在路表形成凹洼面而积水或开挖与非开挖区域接缝未处理好而使雨水侵入，致使沥青路面长期受水浸泡，并在车辆荷载作用下出现坑洞。另外，有时管线埋置人员考虑到沟槽路基回填不易压实，为避免路面下陷而在回铺沥青混合料时预留抛高，若预留抛高部分无法下降到位，造成路面突起，不利于车辆行驶。

2病害成因机理

2.1填料和施工机械导致回填土产生大的压密变形

按要求沟槽应采用热焖钢渣或黄砂回填夯实。现有沟槽路基多数采用挖出的原状土及路面弃料进行回填。这些材料往往未经晒干和疏松处理就用于回填，且常夹杂有大的块状物，不利于回填料间的相互挤密，达不到整体密实的效果，容易留下空隙。

在施工过程中，有些单位在回填管道两边及管顶20～30 cm时，为了怕管体移位，而采用人工回填，中上层则用自卸汽车从高处自然落下，然后用压力水降低石料间空隙率，既不分层整平，也不全面震捣，回填石料难以达到一定的压实及强度要求。此外，沟槽回填的压实机械受到沟槽宽度的限制，普通道路的压实机械难以发挥效应，因此多数采用平板夯和振动夯，在沟槽夯实中易留下死角。

2.2不均匀沉降导致路面破坏

当路基顶面出现不均匀沉降后，在行车荷载的作用下，路面结构发生跟随位移，在路面结构内产生位移附加应力。附加应力表现为两种形式：一是在不均匀沉降的作用下，路面基层产生弯拉应力；二是在回填和非回填区域产生错台，从而在该部位产生剪切应力。当位移附加应力和行车荷载引起的荷载应力之和超过路面结构强度时，路面结构产生破坏，表现为回填区域与原道路结合部位置出现两条相平行的裂缝。

2.3沟槽回填路面整体强度不足

1）沟槽回填土的填料和压实度难以保证，导致路基强度偏低；且沟槽回填土的压密变形引起的不均匀沉降可导致路面破坏。

2）沟槽开挖部分的路面需重新回填施工，而作业面的限制易导致常规施工机械难以发挥功效，使施工质量存在隐患。

3）施工中难以保证回填部分路面结构和原路面结构的充分结合，将造成回填后的路面不是一个整体结构，从而使回填部分路面对行车荷载的承受能力较一般路面大为降低。对一般路面和沟槽回填路面在标准行车荷载作用下的弯沉进行三维有限元分析，可知沟槽回填路面与一般路面的弯沉比约为2。

3处理对策

3.1避免回填空隙

市区的地下管道现多为钢管或塑料管，由于埋设时对管底地基处理要求不高，因此往往在管道埋设过程中管底留下较大的空隙，给回填带来困难。留下空隙较大的地方主要有以下几种情况。

1）管道端头位置。管道两端是管道接头处，埋设时往往需要调整高度，常用石块垫高管底，则容易留下空隙，如图1所示，回填料难以充满空隙。处理时应先派人工在空隙处用回填料捣实，避免修复后随着荷载的反复作用而充实空隙。

2）管道交叉处。埋设管道过程中难免碰到其他管道，管道之间必然存在交叉位置。交叉位置无论给开挖还是回填均带来麻烦，施工中往往留下的空隙位置如图2所示。对于回填料难以填充的空隙，施工中应当指定人工向空隙位置捣实回填料。

3）管道接头处。对于金属管道，管道与管道的接头位置需要焊接，人工焊接时需要较大的空间，此时土基向两侧扩挖，形成两侧淘空状态，如图3所示。两侧土基掏空地方机械难以夯实，则在行车荷载作用下，易对路面造成破坏。处理此类问题时，在管道接头位置，应向两侧路面扩宽一定宽度。

3.2两侧开挖成台阶式修复结构

为提高开挖与非开挖区域的共同作用，将沟槽两侧的非开挖区域老路上开挖成台阶式修复结构。开挖台阶对沟槽有以下优点：有利于向非开挖区域传递荷载，如图4所示，当修复区域受行车荷载作用时，部分轮载可以通过台阶传递给两侧的老路，从而减小沟槽路基的附加应力；防止结合部位刚度差异较大而产生剪切破坏，起到过渡段作用；便于施工机械操作，提高回填土路基和基层压实度（小型夯实机械难以调头来回夯实，夯实次数和质量难以保证）。

具体实施中采用沟槽两侧扩宽台阶的处治方法应遵循以下两个原则：开挖位置处于慢车道，开挖台阶所占据道路空间不影响交通；开挖宽度越狭窄，越需要扩宽台阶，可根据实际开挖宽度来调整扩宽宽度，但总的原则是扩宽后的沟槽宽度不小于小型二轮压路机最小操作宽度。

3.3路面结构加筋

为了减小行车荷载和路面结构在回填土中产生的附加应力，可以对沟槽应用加筋技术。但并非所有沟槽均可应用加筋技术，通常只适用于大型排污或排水管道，需要将半幅路或整幅路的基层和面层重新修建。

目前应用较多的加筋材料为土工网（塑料）和土工格栅（塑料或玻纤）。其加筋机理包括3个方面：加筋材料的表面与被加固材料产生摩阻力；加筋材料肋条和节点产生被动抗阻作用；加筋材料网孔的存在，网格上层的填料与下层的填料可以相互作用，对加固材料产生锁定作用。

但必须注意的是，施工中一定要控制回填土的填料及其压实度，土工加筋只能发挥辅助的功效。加筋材料只有在发生拉应变时才能发挥其抗拉效果，若回填土沉降过大，可能在回填区域产生局部的脱空，对路面结构受力情况较为不利。

参考文献：

［1］单戈.埋设管道造成沥青路面网裂、下沉的原因及防治措施［J］.桂林工学院学报，2003，23（4）：445-448.

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