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摘要︰本文着重从实体工程常见病害人手,简要分析病害的成因机理；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︰城市道路、掘路修复工程、问题、对应措施
一、城市道路挖掘后修复时的常见问题
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，仅有少数的掘路工程修复采用含罩面层的掘路修复。选择此方法修复的造价比较高，且常会出现“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還是以非罩面层修复为主。
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。⑴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。⑵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。⑶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。⑷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。
二、城市道路掘路修复时出现问题的原因
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 ㎝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.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。
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。
三、修复时出现问题的对应措施
1.防止回填时留下空隙
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，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1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2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。
2.增加沟槽路基强度
通常情况下，直接采用原路基土回填时，由于垂直开挖沟槽宽度一般较为狭窄，分层回填压实难以机械化施工；再者上海地区土质多为黏土和粉黏土，机械挖出时多数是含水量高的块状体．直接回填沟槽必然留下空隙。许多沟槽修复后的沟槽路基强度小于开挖前的状态。我国东部沿海地区优质填料匮乏，黄砂和石料从内地运送。成本较高。若整个沟槽均采用黄砂回填，则成本较高，且黄砂的整体稳定性较差，一旦遇到流水后，易发生冲刷和流砂现象而导致沟槽沉降。为此，结合材料施工简便(主要考虑夯实)、造价经济和整体稳定性等，可采用钛石膏一粉煤灰等材料回填材料的沟槽。表1为某路段各种沟槽回填材料的造价比较。
可知，虽然间隔回填土每立方米的造价最低，但间隔回填土施工工艺较复杂，回填中伴有一定厚度的土层，则仍难以控制土层的夯实问题，容易引发日后路表沉降和裂缝。高钙灰稳定土施工较复杂，拌灰需要一定场地和机械要求，不适用于市区的掘路工程。热焖钢渣和黄砂回填沟槽施工速度均比较快，在上海地区造价上黄砂要高于热焖钢渣，从两种材料回填夯实后的整体性效果来讲，热焖钢渣具有明显的优越性，且热焖钢渣遇水后形成强度较高的板体性，而黄砂遇到流水容易发生流砂现象，从而对路面结构产生不利现象。因此。从施工技术、材料性能和经济技术出发．热焖钢渣均比较适合市区的沟槽路基回填。
3.两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3所示，当修复区域受行车荷载作时，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。
4.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。
5.强化开挖与非开挖区域接触面的良好结合
通常由于开挖与非开挖区域的不均匀沉降，导致路面沿开挖与非开挖区域的接触面产生剪切破坏。所以，一方面控制(减小)修复区域变形量及两个区域之间的不协调变形，另一方面采取处治措施来保证开挖与非开挖区域接触面的良好结合。
①沟槽路基接触面处治。管道两侧的回填土路基，一直是机械夯实的难点，两侧易留下较大空隙，所以可沿着接触界面向两侧贯入水泥净浆，形成水泥处治土，提高界面摩阻力。此外，对于大深度开挖沟槽，必须采用钢板支撑，在拔钢板桩时留下空隙，在回填空间时，可选用水泥砂浆贯入，以利粘结周边的回填料，增强开挖界面摩阻力，同时提高路基强度。
②结构层接触面处治。结构层接触面处治除了加强开挖与非开挖区域良好结合外，还应防止路表雨水的侵入，减少修复区域的水损坏。结构层接触面处治与修复所选材料有关，通常采用粗粒式沥青碎石或粗粒式沥青混合料作基层和沥青混合料作面层时，则采用乳化沥青处治；采用半刚性基层(三渣、水泥稳定等)时，采用水泥净浆处治接触面。
四、结语
城市道路是一项公共的基础设施，其质量的优劣与人们的生活息息相关，在施工过程中要加强管理，采取合理的施工技术和方法，努力克服各种质量通病。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词︰城市道路、掘路修复工程、问题、对应措施
一、城市道路挖掘后修复时的常见问题
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，仅有少数的掘路工程修复采用含罩面层的掘路修复。选择此方法修复的造价比较高，且常会出现“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還是以非罩面层修复为主。
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。⑴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。⑵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。⑶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。⑷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。
二、城市道路掘路修复时出现问题的原因
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 ㎝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.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。
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。
三、修复时出现问题的对应措施
1.防止回填时留下空隙
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，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1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2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。
2.增加沟槽路基强度
通常情况下，直接采用原路基土回填时，由于垂直开挖沟槽宽度一般较为狭窄，分层回填压实难以机械化施工；再者上海地区土质多为黏土和粉黏土，机械挖出时多数是含水量高的块状体．直接回填沟槽必然留下空隙。许多沟槽修复后的沟槽路基强度小于开挖前的状态。我国东部沿海地区优质填料匮乏，黄砂和石料从内地运送。成本较高。若整个沟槽均采用黄砂回填，则成本较高，且黄砂的整体稳定性较差，一旦遇到流水后，易发生冲刷和流砂现象而导致沟槽沉降。为此，结合材料施工简便(主要考虑夯实)、造价经济和整体稳定性等，可采用钛石膏一粉煤灰等材料回填材料的沟槽。表1为某路段各种沟槽回填材料的造价比较。
可知，虽然间隔回填土每立方米的造价最低，但间隔回填土施工工艺较复杂，回填中伴有一定厚度的土层，则仍难以控制土层的夯实问题，容易引发日后路表沉降和裂缝。高钙灰稳定土施工较复杂，拌灰需要一定场地和机械要求，不适用于市区的掘路工程。热焖钢渣和黄砂回填沟槽施工速度均比较快，在上海地区造价上黄砂要高于热焖钢渣，从两种材料回填夯实后的整体性效果来讲，热焖钢渣具有明显的优越性，且热焖钢渣遇水后形成强度较高的板体性，而黄砂遇到流水容易发生流砂现象，从而对路面结构产生不利现象。因此。从施工技术、材料性能和经济技术出发．热焖钢渣均比较适合市区的沟槽路基回填。
3.两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3所示，当修复区域受行车荷载作时，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。
4.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。
5.强化开挖与非开挖区域接触面的良好结合
通常由于开挖与非开挖区域的不均匀沉降，导致路面沿开挖与非开挖区域的接触面产生剪切破坏。所以，一方面控制(减小)修复区域变形量及两个区域之间的不协调变形，另一方面采取处治措施来保证开挖与非开挖区域接触面的良好结合。
①沟槽路基接触面处治。管道两侧的回填土路基，一直是机械夯实的难点，两侧易留下较大空隙，所以可沿着接触界面向两侧贯入水泥净浆，形成水泥处治土，提高界面摩阻力。此外，对于大深度开挖沟槽，必须采用钢板支撑，在拔钢板桩时留下空隙，在回填空间时，可选用水泥砂浆贯入，以利粘结周边的回填料，增强开挖界面摩阻力，同时提高路基强度。
②结构层接触面处治。结构层接触面处治除了加强开挖与非开挖区域良好结合外，还应防止路表雨水的侵入，减少修复区域的水损坏。结构层接触面处治与修复所选材料有关，通常采用粗粒式沥青碎石或粗粒式沥青混合料作基层和沥青混合料作面层时，则采用乳化沥青处治；采用半刚性基层(三渣、水泥稳定等)时，采用水泥净浆处治接触面。
四、结语
城市道路是一项公共的基础设施，其质量的优劣与人们的生活息息相关，在施工过程中要加强管理，采取合理的施工技术和方法，努力克服各种质量通病。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。