城市道路路面质量问题成因分析

城市道路路面质量问题成因分析

彭小强

重庆市建筑科学研究院有限公司监理咨询三公司 重庆市 400021

摘要：城市道路路面（含人行道）出现沉降、开裂的质量问题非常普遍。本文从道路建设的全过程，多维度的对路面质量问题的成因进行了分析，以期能为工程建设人员提供管理参考。

关键词：      路面      沉降     开裂 成因分析

前言

排水畅通，车行、人行舒适的城市道路路面（含人行道）是工程建设人员追求的目标，也是市民对公共交通产品品质的合理期望。

然而，作为社会的公共产品——城市道路（含人行道），出现路面质量问题的现象非常普遍，这些质量问题包括：路面平整度差、路拱误差大、桥头跳车、路面沉降、开裂、排水不畅等等。

在一些立体交叉路段，由于涵洞、挡土墙或桥梁桩基础的施工是往往是在路基施工填筑到一定高度（5~12m较为普遍）后进行的。路基的质量问题，不仅会导致涵洞和挡土墙出现不均匀沉降等病害，路基的滑移还会导致桥梁桩基础因为单向受力而出现偏移，进而危及桥梁的运营安全。

这些质量问题不仅损害了社会用户的出行舒适程度，成为了行人、行车的安全隐患；而且，有的公共安全事故是由工程质量事故直接造成的。

与此同时，城市道路路面的实际使用寿命年限往往较设计使用寿命年限相距较大，给社会造成的经济损失难以统计。

《城市道路工程技术规范》（GB51286-2018 ）

表1：路面结构的设计使用年限（年）

   注：砌块路面采用混凝土预制块，设计基准期为10年；采用石材时，设计基准期为20年。

与高速公路相比较，城市道路施工具有如下特点：土石方挖填数量均衡性差、借方和弃方难度均大，采购商品砼代替自拌砼，以建设单位委托的第三方试验检测单位代替施工单位和监理单位的工地实验室，地下管线多，利益攸关方多，施工横向干扰大，环保要求高，市民关注程度高，不同属性的项目交叉施工的工点衔接多，城市建设过程中形成的不良填方普遍，项目周边的构筑物多，施工场地狭窄等等。

本文结合《住建部工程质量安全手册（2018试行）》和《重庆市房屋建筑和市政基础设施工程质量常见问题防治要点》（2019 年版）的要求，根据城市道路的特点，从工程建设的全过程，多维度的对路面质量问题的成因进行了拓展分析，以期能为工程建设人员提供管理参考。

一、工程质量概述

1、质量的定义

国际标准对质量定义为：“反映实体满足明确和隐含需要的能力总和”。

2、工程质量的概念

工程质量是指在国家现行的有关法律、法规、技术标准、设计文件和合同中，对工程的安全、适用、经济、环保、美观等特性的综合要求。

3、工程质量问题分类

工程质量问题一般分为工程质量缺陷、工程质量通病、工程质量事故。

工程质量缺陷是指工程达不到技术标准允许的技术指标的现象。

工程质量通病是指各类影响工程结构、使用功能和外形观感的常见性质量损伤，犹如“多发病”一样，而称为质量通病。

4、工程质量事故

工程质量事故是指在工程建设过程中或交付使用后，对工程结构安全、使用功能和外形观感影响较大，损失较大的质量损伤。

它的特点是：

（1）经济损失达到较大的金额。

（2）有时造成人员伤亡。

（3）后果严重，影响结构安全。

（4）无法降级使用，难以修复时，必须推倒重建。

5、强制性标准

强制性标准是指直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文。

强制性标准监督检查的内容包括：

（1）有关工程技术人员是否熟悉、掌握强制性标准；

（2）工程项目的规划、勘察、设计、施工、验收等是否符合强制性标准的规定；

（3）工程项目采用的材料、设备是否符合强制性标准的规定；

（4）工程项目的安全、质量是否符合强制性标准的规定；

（5）工程中采用的导则、指南、手册、计算机软件的内容是否符合强制性标准的规定。

二、质量问题的成因

一般地讲，出现工程质量问题的成因有违背建设程序、违反法规行为、地质勘查失真、设计差错、施工管理不到位、使用不合格的原材料、制品及设备，异常自然环境因素和使用不当等。

三、路面沉降、开裂的成因

总体上讲，造成城市道路路面质量问题的成因有三：

一是路面结构层施工中出现的质量问题。

二是路基施工中出现质量问题的直接影响。“强基薄面”是道路工程的力学常识。因此，在满足规范要求“地基基础设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限”的前提下，如果保证路基、特别是高路堤（路基填土边坡高度大于20m的路堤）、陡坡路堤（地面斜坡陡于1：2.5的路堤）路段的施工质量控制，显得更加重要。

三是管理不到位。

（一）、路面结构层

路面结构层一般由水泥稳定碎石垫层、底基层、基层和沥青砼面层或水泥砼面层组成。

1、路面材料

城市道路施工过程中，由于受施工用地和环保的限制，水泥稳定碎石、沥青砼、水泥砼等路面材料，往往采购商品砼。而商品砼的技术指标偏于经济，实际使用过程中商品出现强度偏低的情况累见不鲜，包括是水泥砼的抗折强度指标（C40为4.5Mpa）。

工程实践中还存在采用普通砂岩代替石灰岩作为骨料生产水泥稳定碎石，采用隧道洞渣生产水泥稳定碎石的现象。

2、配合比设计与验证

施工过程中往往未根据项目的设计要求和具体施工环境情况对水泥稳定碎石、沥青砼、水泥砼的配合比进行专项配合比设计（包括分阶段设计），而是直接采用材料商家已有的配合比，从而出现配合比的正对性不够；同时也缺乏对这些配合比进行试验验证的技术保证程序。

3、材料运输

由于材料运输存在商品砼厂家与施工现场的距离往往较远，运输时间较长，受交通管制和气候的影响较大的特点。容易出现水泥稳定碎石集料的水分蒸发，水泥砼的塌落度损失大、和易性差，沥青砼的温度降低等不易控制的情况。

4、施工控制

压路机的数量、型号和吨位与材料的运输供应强度、摊铺机的摊铺能力不匹配，未及时进行碾压或碾压遍数不足，各个路面结构层的施工缝未按照规范的要求错开布置，对因施工间歇导致的施工缝搭接处理不当等现象时有发生。

各路面结构层的标高控制误差超标，其横坡、纵坡达不到设计要求；每个结构层的厚度均匀性差，局部厚度误差偏大。在平面交十字、T型、Y型、主道与辅道等交叉段，因路面标高误差过大而造成排水不畅的情况比较常见。

（二）、路基结构层

按照开挖断面，路基可分为路堑（开挖断面）、路堤（填方断面）和半挖半填断面。路基附属工程包括涵洞，路堑的截水沟，开挖边坡防护和边沟；挡土墙（路肩墙和路堤墙）和排水沟等。

路基由路床和路堤构成，其机构分级如下：

路床：路面结构层以下0.8m或1.20m范围内的路基部分，分为上路床及下路床两层。上路床厚度0.3m；下路床厚度在轻、中等级重交通公路为0.5m，特重、极重交通公路为0.9m。

路堤：高于原地面的填方路基。路堤在结构上分为上路堤和下路堤，上路堤是指路床以下0.7m厚度范围的填方部分，下路堤是指上路堤以下的填方部分。

路基出现质量问题的成因包括但不限于如下情况：

1、设计缺陷（举例）

（1）装配式生态挡土墙

装配式生态挡土墙一般设置在挖方地段的立体交叉的匝道与主线之间，高度随匝道（也称辅道）的长度和纵坡而变化，一般3~8m不等。

在挡土墙预制构件排水窗和挡土墙垂直“紧贴”主线外沿设置方式的叠加影响下，使得墙背回填受高度、狭窄空间（最宽处约20cm）和排水窗存在漏料情况的限制，回填压实度难以得到控制，极易出现因路基沉降而导致路面受损的隐患。

图2：某项目的设计图

（2）圆管涵

①圆管包封材料

由于圆管涵的几何形状导致其包封范围内的回填困难，因此，对于包封材料的选择不宜采用水泥稳定碎石或透水性材料、比如级配碎砾石。如果采用刚性材料比如砼进行包封，效果将会更好（如下图）。

②包封断面面积

为了保证压实度，管涵包封的角度不宜小于180º，最好为全断面包封。

对于直径小于1m的管涵，由于小直径管涵的管壁较薄，宜根据管顶的填土高度（公路工程规定最小厚度大于50cm），在保证对管顶填土碾压过程中不出现管涵损坏的前提下，计算管顶的包封厚度（建议大于15cm）。

图3：压实度计算顶管

（3）强夯

涉及强夯施工的规范目前有《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）和《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015），已经被废止的《城市道路施工程技术规范》（GB 51286-2018）和现行《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610-2019）仅仅作了名词引用，并无进一步的技术要求。

①规范的匹配性

《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）。

7.2.3地基处理可选用机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层或复合地基等方法。

7.2.4机械压实包括重锤夯实、强夯、振动压实等方法，可用于处理由建筑垃圾或工业废料组成的杂填土地基，处理有效深度应通过试验确定。

《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015）4.15仅对湿陷性黄土地基作了强夯的技术要求。

②规范的完备性

《建筑地基基础工程施工规范》（GB 51004-2015）4.15对强夯的规定：夯锤宜选用圆形，不小于20t的锤宜用铸钢锤，在置换强夯中应采用铸钢锤，锤重常为10t、20t、40t、60t。但缺乏对夯锤的底面积规定，从而导致缺乏对单击夯能的单位规定。

③工程实践

在重庆地区，适用于强夯的地质条件鲜有湿陷性黄土地基，常见的以建筑垃圾或工业废料组成的杂填土地基为主。

而且，施工设计图往往未见“通过试验确定强夯处理的有效深度”的设计痕迹。笔者认为，设计单位给出的单击夯能单位kN·m、夯锤底面积为2~4 m2缺乏严谨性，是否应当将其理解为kN·m/m2更为合适（如下图所示）。

在工程实践中，采用的锤重普遍未超过20t。而且直接套用所谓的设计“夯能”，根据锤重计算对夯锤的提升高度，犯了常识性错误。

综上所述，强夯从设计到施工存在先天不足的缺陷，施工效果有待检验。

2、施工控制（举例）

①路基路面的施工顺序

路面工程施工之前，路基工程需要一个合理的自然沉降期。国外的措施之一是对路基先行开放交通，待其基本稳定成型后，再施工路面工程。

在我国西部地区的高速公路建设中，高挖方（土质边坡高度20m、石质边坡高度30m）、高填方（边坡高度20m）比较普遍，桥隧累计长度占道路路线长度的比例相对较大，施工的习惯做法是优先施工高填方路段的排水、挡护结构物，比如桥台、路堤挡土墙和涵洞，紧接着施工路堤填方。这样不仅利于“三背回填”的及时进行，也使得路基有一个相对较长的沉降期（一般为0.5~1年）。

然而，城市道路工程往往受制于管线拆迁和征地拆迁进度等因素的影响，不同属性项目交叉施工作业的技术间歇和组织间歇的制约，难以按照理想的施工时序进行施工，从而导致路堤的自然沉降期普遍不足，一些项目存在着路堤施工完成后就必须立即施工路面的情况，因此，路基质量难以保证。

路面施工与边沟施工的施工工艺顺序颠倒——先施工路面结构层，后施工边沟的情况，不仅导致路面结构层施工后被水浸泡，而且给边沟施工带来困难，从而认为的给路面结构层造成“空洞”。

②路基填筑试验路段

试验路段，也称为工艺试验、首件制、样板工程等等。

路基填筑的试验路段分为三种情况：填土（石料含量不大于30%）、土石混填（石料含量在30%~70%）和填石路堤（用粒径大于40mm、含量超过70％的石料填筑的路堤）。

工程实践中往往未作试验路段；或虽然作了，但工艺数据失真。导致施工质量控制依据不足。

④质量控制薄弱环节

原地面表土清除（厚度一般为30cm）未施工，或者清除不彻底（包括腐殖土、草根、树根等）；清表后未对表层进行及时碾压、排水，或碾压的压实度不够，或未进行碾压。一般土质地段，高速公路、一级公路和二级公路基底的压实度（重型）不应小于90％；三、四级公路不应小于85％。

路基纵向填挖交界结合部未设置过渡段；半填半挖路基的填方区，未开挖反向台阶；低路堤地段未按照规范要求“对地基表层土进行超挖、分层回填压实，其处理深度不应小于路床深度”。

后续项目与先行项目路段之间的搭接，缺乏半刚性过度段。

在不同属性项目的交叉处，相邻施工合同段、相邻工区的交叉地段，不同填筑材料的交界面等形成的两不管、多不管的薄弱地带；因组织间歇需要而后续施工的路段（如红线内设置的临时人行安全通道、预制场等）未作加强处理；

因结构物（如挡土墙、涵洞、桥台和检查井等）施工在基础开挖时就没有按照地质条件放坡而造成“三背”回填的范围（面积、体积）与设计不符，工程实践 中未完全采用的透水性材料的情况时有发生。

④填料的均匀性差

由于城市道路的土石方挖填平衡性差，一些项目借方量大，外购填料的均匀性差，甚至出现不合格材料，导致路基质量问题比较常见。

⑤挡土墙沉降

由于挡土墙、特别是大型挡土墙（面积大于1200m2）的基础出现不均匀沉降，在出现挡土墙可能出现开裂，倾斜等变形病害的同时，也会导致路面出现沉降、开裂质量问题。

⑤试验检测

由于市政项目普遍采取建设单位委托第三方试验检测单位对施工质量进行检测的方式，缺乏施工单位和监理单位的工地实验室，路基（包括“三背”回填）压实度的现场检测不仅及时性差，检测频率较规范要求的理论数量低、较实际需要的检测频率（按照实际施工段落或工班而不仅仅是工程数量计算的检测频率）更低，漏检、不检的现象时有发生。

⑦验收环节

司空见惯的检查验收不及时、不严谨，质检资料事后编造，对验收不合格问题未得到及时处理或未作处理等现象，使得质量问题出现的概率进一步提高。

3、管理现状

（1）、项目盲目开工

项目建设条件不足，盲目开工，施工后期抢工现象普遍，导致沉降期缺乏。

（2）、参建单位现状

①施工单位

招投标制度中的“公平、公正”原则未得到完全体现，导致施工单位的挂靠现象比较普遍；合同约定的项目经理和技术负责人基本不在项目履职；“执行经理”、“常务经理”、“项目实际控制人”等新鲜名词应运而生；施工单位签发的“无效技术管理文件”向监理机构和建设单位报送成为常态；施工管理技术人员的学历、简历背景与项目所涉及专业的关联性、匹配程度差，其平均年龄偏小；与此相反的是，从事一线生产的农民工的平均年龄偏大，建筑产业工人资源枯竭的势头在增加；《施工方案》的编制粗制滥造。

“低价抢标”、《 施工合同》约定的期中支付比例（一般为实际完成工程量造价的60%~75%）偏低的现象，增加了施工单位对项目资金投入的缺口。有的项目的运转方式是靠向分包或劳务队伍收取保证金，超前计量支付和通过高利贷自筹资金惨淡经营。

施工机械投入与工程建设的规模和技术难度不相匹配。压路机吨位不够、数量不足；对于路基施工，小型压实设备（比如液压夯）在工程项目上实属少见。

图4：大型施工设备：

图5：  小型施工备用

②其他单位

其他参建单位比如设计单位、监理单位、跟踪审计单位、第三方试验检测单位、第三方监测单位等情况也往往大致如此。

（3）管理信息传递途径

我们的《建设工程施工合同（示范文本）》（GF-2017-0201）源自国际咨询工程师联合会（Fédération Internationale Des Ingénieurs-Conseils）的《FIDIC合同条件》，它明确约定了项目参建各方的信息传递纽带是工程师，即施工单位、建设单位之间的信息传递路径都要经过工程师。

国内的现实情况是，监理工程师需要从施工单位处“进口”建设单位或行业主管部门的信息。在我们可以预见的将来，监理工程师尴尬的局面得到改善的可能性不大。

（4）试验检测

建设单位与第三方检测单位签订的《施工检测合同》中的费用支付清单设置方式不合理、低价中标等现象，导致了施工监测频率不足。行业主管部门可以通过在项目竣工验收阶段对其进行把关审查来降低该项风险。

（5）维护与使用

城市道路的产权单位经常“易主”，有的产权单位缺乏对道路的维护意识或及时能力或维护经费，出现对道路的养护不及时，不到位的现象常见。

另一方面，对道路上行使的超载车辆约束不到位，也会造成路面质量问题。

四、结束语

近年来，各级管理部门对施工安全的管理力度均给予了大幅度的提升，对从业人员特别是一线农民工生命安全的重视本属好事。但天平不应当倾斜，目前出现了一股淡化“质量与安全”这一“孪生兄弟”——“ 质量”控制的势头，在工程实践中，连工程质量强制性标准都难以得到有效落实。国家的高精尖产业比如航空航天业与和百姓生活密切相关的低端产业如城市道路工程的产品质量控制水平，形成了冰火两重天的局面。百年大计与工匠精神成为了曲高和寡的奢侈追求。

工程质量问题不仅本身会导致安全事故，我们的“短命工程”更会给国家和社会造成更大的经济损失。

《生产安全事故报告和调查处理条例》（2015年修改版）明确规定：有关主管部门在处理重大工程事故时，应当有工程建设标准方面的专家参加；工程事故报告应当包括是否符合工程建设强制性标准的意见。

“安全问题不能逆转，质量问题可以处理”的流行语似乎成为了行业人员的“习惯思维”，希望工程建设领域早日回到以质量控制为主的轨道上来。

图6: 路面不平

参考文献:

[1]蔡黄凡.城市道路沥青路面质量问题与防治措施[J].住宅与房地产.2021,(22)：182-183

[2]吕祥艳.城市道路沥青路面质量问题与控制建议[J].建材与装饰.2016,(52)：256-257.

[3]张平华.城市道路路基、路面质量控制分析及有效措施[J].新型工业化.2020,10(10)：114-115.

[4]杨晓锋.城市道路沥青路面质量病害的成因和对策分析[J].四川建材.2018,44(04)：179-180+184.

[5]高建强.道路沥青混凝土路面施工与常见质量问题控制探析[J].居业.2020,(6)：63-64.