人行道质量缺陷问题分析及预防措施研究
刘利
湘乡市市政设施维护中心 湖南湘乡 411400
摘要:在当今全球城市化进程不断加速的大背景下,城市规模持续扩张,人口大量向城市聚集,人行道作为城市交通网络中至关重要的组成部分,其重要性不言而喻,它不仅是行人安全出行的基本保障,直接关系到行人在城市环境中的生命安全,而且对行人的通行效率有着关键影响。鉴于此,文章首先对人行道质量缺陷类型及机理进行分析,其次提出了相关预防控制措施,以供相关施工人员参考。
关键词:人行道;质量缺陷;问题;预防
在城市化建设发展过程中,道路交通是其中非常重要的组成部分,顺畅、高质量的人行道能让行人更加便捷地穿梭于城市之中,同时行道也是城市形象的直观展示窗口,其良好的质量和美观性能够提升城市的整体风貌和品质,给居民和游客留下积极的印象。然而,在现实的城市建设与发展过程中,人行道普遍存在着各种各样的质量缺陷问题,众多城市的人行道不同程度地出现了裂缝、塌陷、褪色等现象,些质量缺陷不仅给行人带来了诸多不便,增加了行走过程中的安全隐患,而且也在一定程度上损害了城市的形象和品质,对城市的可持续发展产生了不利影响,因此必须要结合实际问题进行有效控制。
1人行道质量缺陷类型及机理分析
1.1结构性缺
1.1.1沉陷与开裂
人行道产生沉降和裂缝的原因很多。首先,地基压实不充分是一个重要的原因.在路面基础施工中,若压实工作达不到要求,地基密实度不足在随后的使用中,由于行人荷载和环境等原因,地基极易产生变形,从而引起路面的沉降和裂缝。其次,路面材料的强度不合格也是一个重要因素,如果路面或路面所使用的材料强度达不到设计标准,其承载力将会受到限制,从而产生沉降和裂缝等问题,如图1。
此外,管线施工回填不当也会对人行道结构造成严重影响,例如,在进行地下管线施工后,如果回填土的压实度不足或者回填材料选择不当,当上部受到荷载作用时,回填区域就可能产生较大的沉降,从而导致人行道出现沉陷和开裂。以某市采用黄砂垫层的路段为例,由于黄砂垫层在雨水冲刷作用下,基层材料逐渐流失,使得该路段的沉陷面积达到了15%,这充分说明了基础材料选择不当以及后续环境因素的影响对人行道结构性缺陷的产生有着直接的关联[1]。
1.1.2拱胀变形
现浇混凝土铺面出现拱胀变形现象,主要与胀缝设置以及填缝料的性能有关,在夏季高温环境下,混凝土会因热胀冷缩原理产生膨胀,如果现浇混凝土铺面在设计与施工过程中未合理设置胀缝,或者所使用的填缝料失效,无法有效缓冲混凝土的膨胀应力,那么热应力就会在混凝土内部集中,导致纵向隆起,这种拱胀变形不仅影响人行道的平整度,而且还会增加铺面断裂的风险,严重影响人行道的正常使用和结构安全。
1.2功能性缺陷
1.2.1铺面板松动冒浆
铺面板松动冒浆问题的频繁出现,主要是由于粘结层材料的失效以及施工过程中的不规范操作导致的,在一些人行道施工中,施工方为了降低成本或者施工便利,采用黄砂替代水泥砂浆作为粘结层材料,然而黄砂的粘结性能远不如水泥砂浆,在长期使用过程中,尤其是在受到雨水浸泡和行人荷载反复作用后,粘结层容易失去粘结效果,导致铺面板松动。此外,施工时如果未对铺面板进行充分的敲振密实,铺面板与粘结层之间就会存在空隙,这也为雨水渗入和冒浆现象的发生埋下了隐患。在雨后,积水通过这些空隙渗透到基层,当行人行走产生挤压时,泥浆就会从铺面板的缝隙中冒出,影响人行道的美观和使用功能。
1.2.2褪色与磨耗
人行道彩色铺装层出现褪色与磨耗问题,主要与铺装层的厚度以及颜料与胶结料的粘结性能有关,当彩色铺装层厚度不足(小于1.5cm)时,其抵抗外界磨损和环境侵蚀的能力就会减弱。此外,如果颜料与胶结料之间的粘结不良,在长期的阳光照射、雨水冲刷以及行人摩擦等因素作用下,颜料容易脱落,从而导致彩色铺装层褪色,而且表面磨耗也会加速,使得人行道的美观度和防滑性能下降,影响行人的行走体验和安全。
1.3管理性缺陷
1.3.1违规停车破坏
在一些城市的人行道规划和管理中,存在不合理的现象,例如,在新城小区周边划设人行道车位,当车辆违规停放在人行道上时,由于车辆荷载远远超过了人行道的设计承载能力,这会对人行道结构造成严重破坏。以某新城小区周边为例,划设人行道车位后,该区域的人行道破损率较未划区域高出3倍,这种违规停车行为不仅损害了人行道的结构完整性,还破坏了行人的通行环境,严重影响了人行道的正常使用功能[2]。
1.3.2维护滞后
人行道的维护管理对于其长期保持良好的使用状态至关重要,然而在实际情况中,许多城市缺乏完善的人行道定期巡查与修复机制。对于一些初期出现的小型裂缝等轻微病害,如果未能及时发现并进行修复,随着时间的推移和环境因素的影响,这些小型裂缝会逐渐发展为结构性损坏,这不仅增加了修复的难度和成本,而且严重影响了人行道的安全性和使用寿命。
2人行道缺陷成因的多维度分析
2.1材料因素
第一,劣质骨料与预制板质量问题。在人行道建设中,材料质量直接关系到工程的耐久性和整体质量。劣质骨料的使用是一个较为突出的问题,部分施工单位为了追求经济利益,选用质量不达标的骨料,同时预制板的厚度不达标现象也较为常见,经统计,劣质骨料或厚度不达标的预制板在一些工程中的占比达32%,这些质量不佳的材料,其物理和力学性能无法满足人行道长期使用的要求,在承受荷载和环境作用时,容易出现损坏,从而直接影响了人行道的耐久性和使用寿命。
第二,无机颜料掺配问题。无机颜料在人行道彩色铺装中起着重要作用,其掺配比例是否得当直接影响到铺装层的外观和性能,如果无机颜料掺配比例不当,会导致人行道彩色铺装出现色差问题,影响整体美观度,而且掺配不合理还会降低铺装层的抗紫外线能力,使得彩色铺装层在阳光照射下更容易褪色,缩短其美观和使用的有效期限。
2.2施工工艺缺陷
2.2.1基础压实与铺板施工违规
在人行道施工过程中,基础压实度是保证人行道结构稳定的关键环节,然而在实际施工中,基础压实度不足(小于93%设计值)的违规操作较为普遍,这种基础压实不足的情况,会导致基础的承载能力降低,在后续使用过程中容易产生沉降变形。此外,粘结层砂浆初凝后铺板等违规操作也时有发生,粘结层砂浆初凝后,其粘结性能会发生变化,此时铺板会导致铺板与粘结层之间的粘结不牢固,从而影响人行道的整体结构性能和稳定性[3]。
2.2.2管线施工与铺装工序倒置
城市地下管线施工与人行道铺装工程之间的施工顺序合理性,对人行道质量有着重要影响,在一些工程中,存在管线施工与铺装工序倒置的情况。当管线施工在人行道铺装完成后进行时需要进行二次开挖。,这种二次开挖会对已经施工完成的基层造成扰动,破坏基层的结构完整性和密实度,即使在管线施工后进行了回填和修复,也很难恢复到原来的基层状态,从而为人行道后续出现沉陷、开裂等质量问题埋下了隐患。
2.3排水设计缺陷
排水设计对于人行道的耐久性和使用性能至关重要,如果排水设计不合理,在降雨天气时,人行道就容易出现积水现象,经调查发现部分区域因排水设计不合理,积水率高达40%,积水会导致人行道基层长期处于潮湿状态,在寒冷地区还会加剧冻融破坏。当水在基层中冻结时体积会膨胀,对基层结构产生破坏作用,反复的冻融循环会使基层的强度和稳定性逐渐降低,进而引发人行道表面的裂缝、沉陷等质量问题。
3全周期防控体系构建
3.1设计优化措施
3.1.1荷载适应性设计
对于需要承载临时停车等特殊荷载的人行道区域,在设计阶段就应充分考虑荷载适应性问题。为了提高人行道的承载能力,基层厚度应适当增加,一般建议增加20% - 30%,同时在基层材料选择上,推荐采用C20混凝土替代传统的碎石垫层。C20混凝土具有较高的强度和稳定性,能够更好地承受车辆等临时荷载的作用,减少因荷载过大导致的沉陷、开裂等质量问题,确保人行道在特殊使用情况下的结构安全和稳定性。
3.1.2生态排水设计
为了有效解决人行道积水问题,减少因积水导致的冻融破坏等质量缺陷,应采用生态排水设计理念,透水铺装与线性排水沟组合系统是一种较为有效的生态排水方式,其中透水砖的渗透系数应满足≥1×10-2cm/s的标准,这样能够使雨水快速渗透到地下,减少地表积水。线性排水沟则可以及时收集和排放多余的雨水,进一步提高排水效率,通过这种组合系统的应用,可以大大减少人行道积水现象,降低因积水引发的各种质量问题,同时也有利于城市的生态环境建设。
3.2材料与施工控制
3.2.1材料双控机制
为了确保用于人行道建设的材料质量符合要求,应建立严格的材料双控机制,所有进场材料必须提供抗压(≥30MPa)、防滑(BPN≥65)等检测报告,以证明其质量性能满足设计和规范要求,同时还应实施盲样抽检制度,对进场材料进行随机抽样检测,防止不合格材料混入工程中,通过这种双控机制,可以从源头上保证材料质量,为人行道的耐久性和安全性提供坚实保障[4]。
3.2.2工艺标准化
在人行道施工过程中,应严格执行工艺标准化,例如,粘结层应采用1:3干硬性水泥砂浆,这种配比的水泥砂浆具有较好的粘结性能,在铺板后需经过3次以上锤击密实度测试,以确保铺板与粘结层之间紧密结合,达到规定的密实度要求,通过工艺标准化,可以规范施工操作,提高施工质量,减少因施工工艺不规范导致的铺面板松动、冒浆等质量问题。如图2:
3.3智能运维管理
3.3.1物联网监测
利用物联网技术对人行道进行实时监测是实现智能运维管理的重要手段,在人行道基层中植入应力传感器,能够实时监测基层的变形情况,通过设定预警阈值为2mm/月,当基层变形超过该阈值时,系统能够及时发出预警信号,提醒管理人员及时进行检查和处理,这种物联网监测方式可以提前发现潜在的质量问题,为及时采取修复措施提供依据,有效延长人行道的使用寿命。
3.3.2 PDCA循环管理
建立基于GIS数据库的PDCA循环管理体系,对于提高人行道运维管理水平具有重要意义,通过GIS数据库,可以详细记录人行道病害的位置、修复时间以及责任人等信息,利用这些数据,管理人员可以对人行道的运维情况进行全面分析和评估,不断优化管理策略。PDCA循环管理体系包括计划(Plan)、执行(Do)、检查(Check)和处理(Act)四个环节,通过不断循环这四个环节,可以实现对人行道运维管理的持续改进,确保人行道始终处于良好的使用状态。
4典型案例验证
4.1某市新城改造项目
某市新城改造项目在人行道建设中采取了一系列有效的措施,取得了显著的成效,该项目采用石灰粉煤灰稳定基层(厚度15cm)+联锁砖铺装的结构形式,并配合智能停车管理系统。石灰粉煤灰稳定基层具有较高的强度和稳定性,能够为上部结构提供良好的支撑,联锁砖铺装则具有较好的防滑性能和美观度。智能停车管理系统的应用,有效避免了车辆违规停放在人行道上的现象,减少了因车辆荷载导致的人行道破损,经过3年的使用监测,该区域人行道的破损率下降了76%,充分证明了这些措施在提高人行道质量和减少破损方面的有效性[5]。
4.2生态公园步行道工程
生态公园步行道工程在材料选择和养护管理方面进行了精心设计和实施,该工程选用厚度2cm的彩色透水混凝土作为铺装材料,彩色透水混凝土不仅具有良好的透水性能,能够满足生态排水的要求,而且其彩色外观也增加了步行道的美观度,同时结合定期高压冲洗养护措施,能够及时清除步行道表面的污垢和杂物,保持其良好的外观和性能。经过5年的使用,该步行道的褪色率低于5%,表明这种材料选择和养护管理方式能够有效延缓彩色铺装层的褪色和磨耗,保证步行道的长期美观和使用功能。
5结语:
综上所述,本研究通过对人行道质量缺陷类型、机理、成因的深入分析,并结合典型案例验证,揭示了人行道质量缺陷的本质是材料-工艺-管理链的协同失效,为了有效预防和解决人行道质量缺陷问题,提出了全周期防控体系,包括设计优化、材料与施工控制以及智能运维管理等方面的措施,通过实际案例验证,这些措施在提高人行道质量、减少破损率和褪色率等方面取得了良好的效果。
参考文献:
[1]陈伟敏.人行道环保透水砖在市政道路工程中的运用[J].运输经理世界,2024,(36):46-48.
[2]万家佳.自动人行道踏板缺失检测装置选择安装位置探究[J].中国科技信息,2024,(24):77-79.
[3]郑婉灵.人行道压印混凝土施工过程中的关键技术分析[J].中国水泥,2024,(08):120-122.
[4]邹亮,曹小龙,何胜.针对人行道面砖质量缺陷采取的处理措施[J].四川建筑,2023,43(06):224-225.
[5]崔德洪.道路工程设计中的缺陷及改善措施[J].工程技术研究,2021,6(06):208-209.
作者简介:刘利(1979.10)女,汉族,湖南湘乡,本科,工程师,从事市政工程方向工作