雨水检查井模具井体刚性、井周柔性,车辆行驶过程中的冲击荷载导致雨水检查井模具井盖和周边路面变形不协调加大对雨水检查井模具的冲击。现场调查也证明,市政雨水检查井模具井周病害基本都发生在机动车道,因而可以认为车辆荷载冲击是检查井病害的主要成因。
(1)雨水检查井模具受汽车荷载冲击受力,汽车荷载作用位置如。车辆荷载由 -1 250 mm位置驶入,沿X轴方向向前行驶,到达1250mm位置,车辆荷载移动过程中不同位置应力会发生变化。
(2)车辆荷载从进入雨水检查井模具周边到离开的过程中,砌体井身上不同点(A、B、C)的压应力先由小变大,然后又由大变小,当车辆荷载作用在井座中心位置时,C点还出现了小幅的拉应力。
(3)车辆荷载从进入雨水检查井模具周边到离开的过程中,砌体身上不同点(A、B、C),砌体边缘道路面层中竖向分布的不同点(D、E、F)的剪应力变化,如图11所示,不同点都经历了2次反复剪切的作用。
(4)由于雨水检查井模具井座下垫层、圈梁与井体之间、砌块之间砂浆材料的抗压强度要远小于道路沥青混凝土面层、井体砌块或混凝土的强度,在车辆荷载的循环作用下,砂浆材料先破碎、流失,导致井座下沉,所以砌体井身的破坏将优先于沥青混凝土面层发生。井座下砌体井身发生破坏后,雨水检查井模具井圈周围的沥青混凝土面层将成为一个悬臂结构,在车辆荷载的作用下,悬臂结构的沥青混凝土面层将出现裂缝,裂缝一般沿井周呈圆形或者放射状。雨水检查井模具井周路面破损与检查井沉陷相互影响和伴随,但绝大多数情况下,井周路面破损的发生多是由于雨水检查井模具自身沉陷引起的后期病害表现形式。
(5)大量案例和现场调查可知,在车辆冲击荷载作用下,检查井上部砌体砂浆层先发生变形破坏,并对井周差异沉降影响明显。水泥砂浆材料的破坏先发生于井座下垫层,然后才是圈梁与井筒顶面之间、砌块砌缝砂浆。