沥青路面常见病害分析及其防治措施.ppt

沥青路面常见病害分析及其防治措施 内容提要 现象 原因 预防及治理措施 损坏机理 措施 我国公路概况 2009年 全国新修通了4719公里高速公路 使得全国通车总里程达到6 5万公里 通车总里程继续居世界第二位 到2020年 基本建成国家高速公路网 中国高速公路通车里程将达10万公里 1路面损坏分析 沥青路面在行车荷载的反复作用下和自然因素的不断影响下会逐渐出现损坏 其使用性能逐渐恶化 由于荷载 环境 材料组成 结构层组合 施工和养护等条件的变异 损害形态是多种多样的 从表象上看 有各式各样的裂缝 如横向或纵向裂缝 块状裂缝和网状裂缝 龟裂 等 也有各种类型的变形 如沉陷 车辙 搓板 推移和拥起等 表层有时可能还有各种露骨 松散 剥落 坑槽和泛油等现象的出现 上述各种损害现象或单独发生 或同时出现 错综复杂 然而 透过现象看本质 有着一定的规律性 各种损害的产生都是行车因素和自然因素同路面相互作用的结果 随着路面工作特性和外界因素影响程度的不同而变化 1路面损坏分析 鸡爪形不规则裂缝 鸡爪形不规则裂缝 纵向平行裂缝 弯拉疲劳 剪切疲劳 1路面损坏分析 第一阶段 总体成功 主要问题是反射裂缝问题 96年前 第二阶段 高速公路逐渐成网 运输量增加 压实不足以及重交通 主要问题是 水损坏 97 01年 目前 面层混合料普遍采用密实型 使用改性沥青和SMA 水损坏 减少 车辙严重 2路面损害的分类 根据路面损害现象的肇因 其危害性以及对使用性能的影响 可以把沥青路面的损害划分为三类 3常见病害机理简介 沉陷 路基由于水文条件很差或翻浆而过于湿软 通过路面传给路基的轮载应力超过了土的抗剪强度 车轮轮带处的路面便出现较大的沉陷变形 并在轮带两侧伴随出现隆起现象 路面结构的变形能力不能适应这样大的弯曲变形 便会产生裂缝 逐渐发展成网裂 3常见病害机理简介 车辙 路面并未出现很大的凹陷和隆起变形 但轮迹处 特别是在渠化交通下 出现相对其两侧来说较大的变形 10mm 20mm以内 从而在纵向形成车辙 车辙的出现 是行车荷载多次重复作用下路基和路面塑性变形 包括压密和剪切变形 逐步积累的结果 即便路基和路面具有足够的刚度 每一次行车荷载作用下产生的塑性变形量极小 但多次重复作用后累积而达到的量还是相当可观 特别是在高温和轮压大时 沥青层因蠕变而积累的塑性变形量较大 3常见病害机理简介 疲劳开裂 裂缝是沥青路面最普通的一种损坏现象 疲劳开裂是指路面无显著永久变形情况下沿轮迹带出现的裂缝 行驶在路上的轮载使沥青面层受到反复的弯曲变形 当荷载作用下面层底部产生的弯拉应变 应力 超过了材料的疲劳限度 便在底面处发生开裂 并逐渐扩展到表面 初期是一串细微的纵向平行裂缝 随着行车的反复作用 裂缝连片发展成网状或龟背状裂缝 3常见病害机理简介 反射裂缝 低温开裂 水泥稳定类基层由于湿度变化或水泥混凝土路面板块之间接缝错台而产生横向收缩裂缝反映到面层上来 使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝 寒冷地区面层材料本身在低温时收缩受到阻碍产生较大的拉应力 当拉应力超过材料的抗拉强度时 面层便会出现横向断裂 这些横向裂缝在初期不会影响行车 但在水分不断侵蚀下 其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大 并在其周围逐步发展成网状裂缝 3常见病害机理简介 松散和坑槽 由于面层材料组合不当或施工质量差 结合料含量太少或粘结力不足或外来油的侵蚀及重载情况下 面层混合料的集料间失去粘结而成片散开 成为松散 松散的材料被车轮后的真空吸力以及风和雨等带离路面 便形成大小不等的坑槽 网裂的后期 碎块被行车荷载继续碾碎 并被带离路面 也会形成坑槽 3常见病害机理简介 泛油推移 拥包 面层沥青混合料中沥青含量偏多或空隙率太小 低于3 时 沥青会在夏天受行车的作用而溢出路表面 形成一层有光泽的沥青膜 称为泛油 这种沥青混合料的抗剪强度往往过低 在承受较大水平力作用车辆经常启动和制动的路段上 面层材料会沿行车方向发生剪切或者拉裂破坏而出现推移和拥起 4各种病害现象 原因 预防措施及治理措施的详细分析 横向裂缝纵向裂缝网状裂缝反射裂缝翻浆车辙拥包搓板泛油坑槽 松散脱皮啃边光面与收水井 检井衔衔接不顺施工接缝明显压实度不足构造深度不足摩擦系数不足粗细料分布不均 4 1横向裂缝 现象 裂缝与路中心线基本垂直 缝宽不一 缝长有贯穿整个路幅的 也有部分路幅的 原因分析 施工缝未处理好 接缝不紧密 结合不良 沥青未达到气候条件和使用条件的质量标准 半刚性基层收缩裂缝的反射缝 桥梁涵洞两侧的填土产生固结或地基沉降 预防措施 合理组织施工 摊铺作业连续进行 尽量减少冷接缝 充分压实横向接缝 选取优质的适用于本地区气候条件的沥青 桥涵两侧填土充分压实 治理方法 细裂缝 2 5mm 用乳化沥青灌缝 大于5mm的裂缝 可用改性沥青罐缝 罐缝前 清缝 罐缝后 表面撒粗砂或3 5mm石屑 4 2纵向裂缝 现象 裂缝走向基本与行车方向平行 裂缝长度和宽度不一 原因分析 冷接缝未按照有关规范要求认真处理 结合不紧密而脱开 纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷 拓宽路段的新老路面交界处沉降不一 预防措施 采用全路幅一次摊铺 无条件全幅摊铺时 上下层施工缝应错开15cm以上 沟槽回填土应分层填筑 压实 压实度必须达到要求 拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致 或稍厚 治理方法 细裂缝 2 5mm 用乳化沥青灌缝 大于5mm的裂缝 可用改性沥青罐缝 罐缝前 清缝 罐缝后 表面撒粗砂或3 5mm石屑 4 3网状裂缝 现象 裂缝纵横交错 缝宽1mm以上 缝距40mm以下 1 以上 原因分析 路面结构中夹有软弱层或泥灰层 粒料层松动 水稳性差 沥青与沥青混合料质量差 延度低 抗裂性差 沥青层厚度不足 层间粘结差 水分渗入 加速裂缝的形成 预防措施 沥青面层摊铺前 对下卧层应认真检查 及时清除泥灰 处理好软弱层 保证下卧层稳定 并宜喷洒0 3 0 6kg 粘层沥青 原材料质量和混合料质量严格按照规范要求进行选定 拌制和施工 沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求 保证上下层的良好粘结 路面结构设计应做好交通量调查和预测 治理方法 如夹有软弱层或不稳定结构层 应将其铲除 结构层积水引起网裂 铲除面层 4 3网状裂缝 后 加设排水设施 再铺筑新的沥青混合料 若因沥青层厚度不足引起网裂 则铣刨网裂的面层后加铺新料来处理 路基不稳造成网裂 可采用石灰或水泥处理路基 或注浆加固处理 由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时 可分别采取加厚 调换或综合稳定的措施进行加强 4 3网状裂缝 4 3网状裂缝 4 4反射裂缝 现象 基层产生裂缝后 在温度和行车荷载作用下 裂缝将逐渐反射到沥青层表面 路表裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似 半刚性基层以横向裂缝居多 对于在柔性路面上加罩沥青结构层 裂缝形式不一 取决于下卧层 原因分析 半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝 在旧路上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝反射 预防措施 采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝材料 在旧路面加罩沥青路面结构层前 可先铣削原路面后再加罩 或采用铺设土工织物 玻纤网后再加罩 以延缓反射裂缝的形成 治理方法 裂缝小于2mm时 可不作处理 大于2mm的裂缝 可用改性沥青罐缝 罐缝前 清缝 罐缝后 表面撒粗砂或3 5mm石屑 4 5翻浆 现象 基层的粉 细料浆水从面层裂缝或从多空隙面层的空隙处析出 雨后路表面呈淡灰色或白色 原因分析 基层用料不当 或拌和不均 细料过多 低温季节施工的半刚性基层 强度增长缓慢 而路面开放交通过早 在行车与雨水作用下使基层表面粉化 形成浆水 冰冻地区基层 冬季水分积聚成冰 春天解冻时翻浆 沥青面层厚度较薄 空隙较大 雨水下渗 促使翻浆形成 表面处治和贯入式面层竣工初期 由于行车次数不多 结构层尚未达到应有密实度就遇到雨季 使渗水增多 基层翻浆 预防措施 采用含粗粒料的水泥 石灰粉煤灰稳定类材料作为高等级道路的上基层 低温季节施工时 石灰稳定类材料可掺入早强剂 以提高早期强度 4 5翻浆 根据道路等级和交通量要求 选择合适的面层类型和适当的厚度 设计时应考虑排水结构 治理方法 及时清除雨水进水孔垃圾 确保排水顺畅 对轻微翻浆路段 挖除面层 清除基层表面软弱层 施设下封层后铺筑沥青面层 严重翻浆路段 将面层基层挖除 如涉及路基 需处理好路基后铺筑良好的半刚性基层 并做好排除内部积水的技术措施 4 6车辙 现象 路面在车辆荷载作用下轮迹处下陷 轮迹两侧往往伴有隆起 形成纵向带状凹槽 实施渠化交通的路段或停刹车频率较高的路段较易出现 原因分析 沥青混合料热稳定性不足 面层施工时未充分压实 基层或下卧层软弱或不稳定夹层或未充分压实 预防措施 粗集料应粗糙具有较多的破碎裂面 根据气候条件选择优质沥青 优化配合比设计 施工时按照规范碾压 保证压实度 对特殊路段 要采用改性沥青或高性能沥青 道路结构设计时 每层厚度不超过集料最大粒径的4倍 治理方法 4 6车辙 仅轮迹处凹陷 两侧无隆起 凿去面层 凿毛凹槽 涂刷粘层沥青 修补 若轮迹两侧同时隆起 应先将隆起部位凿去 波谷处原面层凿毛 涂粘层油 铺筑与面层相同的混合料 因基层强度不足 水稳性不好引起 则对基层进行补强或挖除损害的基层重新铺筑 4 7拥包 现象 沿行车方向或横向出现局部隆起 较易发生在车辆经常启动 制动的地方 原因分析 沥青用量偏高或细料偏多 面层摊铺时 底层未清扫或未喷洒粘层油 基层或下面层未经充分压实 强度不足 日常养护时 局部路段沥青用量过多 细集料偏细 陡坡或平整度较差路段 面层混合料低处积聚 预防措施 配合比设计时 控制沥青含量和细集料用量 面层摊铺前下层清扫干净并喷洒粘层油 人工摊铺时 做到粗细均匀分布 4 7拥包 治理方法 路面拥包 可在气温较高时 用加热器烘烤发软后铲除 夯实后用烙铁烙平 而后找补平顺对已趋于稳定 其底部沥青混合料油分挥发或老化 不再发展的拥包 可用铣刨机 铣刨平整后 加铺稳定性较好的沥青混合料 4 8搓板 现象 路表面出现轻微 连续的接近等距离的起伏状 形似洗衣搓板 虽峰谷高差不大 但行车时有明显的频率较高颠簸感 原因分析 沥青混合料的矿料级配偏细 沥青用量偏高 高温季节 面层材料在车辆水平力作用下 发生位移变形 铺设沥青面层前 未将下层表面清扫干净或未喷洒粘层沥青 旧路面上原有的搓板病害未认真处理即在其上铺设面层 施工机械设备操作不当 预防措施 合理设计与严格控制混合料的级配 在摊铺沥青混合料前 须将下层顶面的浮沉杂物清扫干净 并均匀喷洒粘层沥青基层 面层应碾压密实 旧路上进行沥青罩面前 须先处理原路面上已发生的搓板病害 否则压路机无法将搓板上新罩的面层均匀碾压密实 新的搓板现象随即就会出现 合理配置施工机械设备 并按操作规程进行操作 形成设备与材料特性匹配技术 治理方法 因上下层相对滑动引起的搓板 应将面层全部铲除 并低于原路面 其深度应 4 8搓板 大于修补沥青混合料最大粒径的2倍 槽壁与槽底垂直 清除下层表面的碎屑 杂物及粉尘后 喷洒粘层沥青 重新铺装沥青面层 属于基础原因形成的搓板 应对损坏的基层进行修补 4 9泛油 现象 表面处治和贯入式路面的表面基本上被一薄层沥青覆盖 未见或很少看到集料 路表光滑 容易引起行车滑溜交通事故 原因分析 表面处治 贯入式使用沥青标号不当 针入度过大 沥青用量过多或集料洒布量过少 动态施工 面层成型慢 集料散失过多 预防措施 施工前须根据本地区气候条件选定合适的沥青标号 优化沥青混合料配合比设计 治理方法 在热天气温较高时进行处理最为有效 如轻微泛油 可撒布3 5 8 mm石屑或粗黄砂 撒布量以车轮不粘沥青为度 如泛油较严重 可先撒布5 10 15 mm集料 经行车碾压稳定后再撒布3 5 8 mm石屑或粗黄砂嵌缝 使用过程中 散失的集料须及时回扫 或补撒集料 情节严重进行铣刨加罩 4 10坑槽 现象 表层局部松散 形成深度2cm以上的凹槽 在水的侵蚀和行车的作用下 凹槽进一步扩大 或相互连接 形成较大较深坑槽 严重影响行车的安全性和舒适性 原因分析 面层厚度不够 沥青混合料粘结力不佳 沥青加热温度过高 碾压不密实 在雨水和行车等作用下 面层材料性能日益恶化松散 开裂 逐步形成坑槽 摊铺时 下层表面泥灰 垃圾未彻底清除 使上下层不能有效粘结 路面罩面前 原有的坑槽 松散等病害未完全修复 养护不及时 当路面出现松散 脱皮 网裂等病害时 或被机械行驶刮铲损坏后 为及时养护修复 预防措施 沥青面层应具有足够的设计厚度 沥青混合料配合比设计宜选用具有较高粘结力的较密实的级配 混合料拌制过程中 严格掌握拌制时间 沥青用量及拌和温度 保证混合料的均匀性 摊铺面层前 下层应清扫干净 并均匀喷洒粘层沥青 当路面出现松散 脱皮 轻微网裂等可能使雨水下渗的病害 或路面被机械刮铲受损 应及时修补以免病害扩展 4 10坑槽 治理方法 路基完好 坑槽深度仅涉及下面层的确定所需修补的坑槽范围 一般可根据路面的情况略大于坑槽的面积 修补范围应方正并与行车方向平行或垂直 若小面积的坑槽较多或较密时 应将多个小坑槽合并确定修补范围 采用人工或机械的方法将修补范围内的面层削去 槽壁与槽底应垂直 槽底面应坚实无松动现象 并使周围好的路面不受影响或松动损害 将槽壁槽底的松动部分 损坏的碎块及杂物清扫干净 然后再槽壁和槽底表面均已涂刷一层粘层沥青 用量为0 3 0 6kg 将与原面层材料级配基本相同的沥青混合料填入槽内 摊铺平整 并按槽深1 2倍掌握好松铺系数 摊铺时要特别注意将槽壁四周的原沥青面层边缘压实铺平 用压实机具在摊铺好的沥青混合料上反复来回碾压至与原路面平齐 如基层已损坏 须先将基层补强或重新铺筑 4 11松散 现象 面层集料之间的粘结力丧失或基本丧失 路表面可观察到成片悬浮的集料或小块混合料 面层部分区域明显不成整体 干燥季节 在行车作用下可见轮后粉尘飞扬 原因分析 沥青针入度偏小 粘结力不良 混合料沥青用量偏少 矿料潮湿或不洁净或含风化石 拌和时温度偏高 沥青焦枯 沥青老化或与酸性石料粘附性不良 摊铺时未充分压实 或沥青混凝土温度偏低 或雨天摊铺 基层强度不足导致不均匀沉降而引起结构破坏 或湿软时摊铺沥青 溶解性油类泄露 雨雪水渗入 降低了沥青的粘结力 预防措施 酸性石料 掺入抗剥落剂或生石灰粉 干净消石灰 水泥 混合料生产中 选用符合要求的沥青和集料 控制各个环节中的温度 沥青混合料到工地后应及时摊铺 及时碾压 达到规定的压实度 4 11松散 路面出现脱皮等轻微病害时应及时修补 治理方法 将松散的面层清除 重铺沥青混凝土面层 如涉及基层 则应先对基层进行处理 4 12脱皮 现象 沥青路面上层与下层或旧路上的罩面层与原路面粘结不良 表面层呈块状或呈片装的脱落 其形状 大小不等 严重时可成片 原因分析 摊铺时 下层表面潮湿或有泥土或灰尘等 降低了上下层之间的粘结力 旧路面上加罩沥青面层时 原路表面未凿毛 未喷洒粘层沥青 造成新面层与原路面粘结不良而脱皮 面层偏薄 厚度小于混合料集料最大粒径二倍 难以碾压成型 预防措施 在铺设沥青面层前 应彻底清除下层表面的泥土 杂物 浮尘等 并保持干燥 喷洒粘层沥青后 立即摊铺沥青混合料 使上下层粘结良好 在旧路面上加罩沥青面层时 原路面应用风镐凿毛 有条件时 采用铣削机铣削 经清扫 喷洒粘层沥青后 再加罩面层 单层或双层式面层的上层压实厚度必须大于集料粒径的二倍 利于压实成型 治理方法 脱皮较严重的路段 沥青面层全部削去 重新铺筑面层 脱皮部位发现下层松软等病害时 需对基层补强后修复 4 12脱皮 4 12脱皮 4 13啃边 现象 路面边缘破损松散 脱落原因分析 路边积水 使集料与沥青剥离 松散 路面边缘碾压不足 面层密实度较差 路面边缘基层松软 强度不足 承载力差 预防措施 合理设计路面排水系统 注意日常养护 施工时 路面边缘应充分碾压 基层宽度须超出沥青层20 30cm 以改善路面受力条件 治理方法 在修补范围内 选择适用机具沿损害边缘所划出的标线将面层材料挖除 清扫后底面 侧面涂刷粘层沥青 铺沥青混合料修复 4 14光面 现象 路表面光滑 表面看不到粗集料或集料表面棱角已被磨除 阴雨天气易出现行车滑溜交通事故 原因分析 上面层细集料或沥青用量偏多 集料质地较软 磨耗大 易被汽车轮胎磨损 预防措施 路面所用材料应符合规范要求 集料具有较好的颗粒形状和较多的棱角 沥青路面上面层混合料级配关键筛孔 2 36mm和4 75mm 要严格控制 采用具有足够强度 耐磨性好的集料修筑上面层 治理方法 对表面处治和贯入式路面 可直接在光面上加罩封层 或用铣刨机将表面层刨除 清扫后进行封层 沥青混凝土路面 上面层经铣刨清扫后喷洒0 3 0 6kg 的粘层沥青 然后铺筑细粒式或中粒式沥青混凝土上面层 4 15与收水井 检查井衔接不顺 现象 收水井 检查井盖框标高比路面高或低 汽车通过时有跳车或抖动现象 行车不舒适 路面容易损坏 原因分析 施工放样不仔细 收水井 检查井盖框标高偏高或偏低 与路面衔接不齐平 收水井 检查井周边回填土及路面压实不足 交通开放后 逐渐沉陷 井壁及管道接口渗水 使路基软化或淘空 加速下沉 预防措施 施工前 必须按设计图纸做好放样工作 标高要准确 收水井 检查井中所在位置的标高与道路纵向标高 横坡相协调 避免出现高差 收水井 检查井的基础及强身结构应合理设计 按规范施工 减少或防止下沉 井周边的回填土 路面结构必须充分压实 在铺筑沥青混合料前 须先在井壁涂刷粘层沥青再铺筑面层 压实后 宜用热烙铁烫密封边 以防井壁渗水 治理方法 当收水井 检查井高出路面时 可吊移盖框 降低井壁至合适标高后 再放上盖框 并处理好周边缝隙 当收水井 检查井低于路面时 可先将盖框吊开 以合适材料调平底座 调平材料达到强度后放上盖框 盖框安置妥当后 认真做好接缝处理工作 使接缝密封不渗水 4 15与收水井 检查井衔接不顺 4 16施工接缝明显 现象 接缝歪斜不顺直 前后摊铺幅色差大 外观差 接缝不平整有高差 行车不舒适 原因分析 在后铺筑沥青层时 未将前施工压实好的路幅边缘切除 或切线不顺直 前后施工的路幅材料有差别 如石料色泽深浅不一或级配不一致 后施工的路幅松铺系数未掌握好 偏大或偏小 接缝处碾压不密实 防治措施 在同一个路段中 应采用同一个料场的集料 避免色泽不一 上面层应采用同一种类型级配 混合料配合比应一致 纵横冷接缝必须按有关施工技术规范处理好 纵横向接缝须采用合理的碾压工艺 4 17压实度不足 现象 压实度未达到规范要求 在压实度不足的面层上 用手指甲或细木条对路表面的粒料进行拨挑时 粒料有松动或被挑起的现象发生 原因分析 碾压速度未掌握好 碾压方法有误 压实功不足 沥青混合料拌和温度过高 有焦枯现象 沥青丧失粘结力 碾压时面层混合料温度偏低 雨天施工 沥青混合料被雨琳 压实厚度过大或过小 预防措施 在碾压时应按初压 复压 终压三个阶段进行 行进速度须慢而均匀 碾压时驱动轮面向摊铺机方向前进 驱动轮在前 从动轮在后 沥青混合料拌制时 集料烘干温度要控制在160 180 之间 温度过高会是沥青出现焦枯 丧失粘结能力 影响沥青混合料压实性和整体性 沥青混合料运到工地后应及时摊铺 及时碾压 碾压温度过低会使沥青的粘结提高 不易压实 应尽量避免气温低于10 或雨季施工 压实层最大厚度不得超过10CM 最小厚度应大于集料最小厚度应大于集料最大粒径1 5倍 中 下面层 或2倍上面层 压实度应符合规定 治理方法 压实度不足的面层在使用过程中极易出现各种病害 一般应予铣削后重新铺筑热拌混合料 4 18构造深度不足 现象 路表构造深度低于设计规范要求 构造深度是路面粗糙度指标的重要内容 构造深度小 雨天时路表水膜较厚 高速行车时会引起水漂 容易造成滑溜交通事故 并影响后跟车的能见度及行车安全 原因分析 表面层混合料类型选择不当 空隙率较小 沥青偏软或沥青用量偏多 集料表面沥青膜较厚 预防措施 根据道路等级和使用条件按设计规范选定合适的表面层混合料类型 表面层混合料的最佳沥青用必须通过马歇尔实验确定 实际沥青用量控制在最佳沥青用量 0 3 以内 并参照 沥青路面施工及验收规定 选用适合的沥青标号 治理方法 抗滑层竣工后第一个夏季测定的构造深度 铺砂法测定 如达不到设计要求必须分析原因 采用必要措施加以纠正 在路面交付使用后 表面层被磨损 或进一步压密构造深度会减小 当小于标准时表面层应重新铺筑 4 19摩擦系数不足 现象 摩察系数低于设计规范要求 摩察系数小时汽车刹车时滑行距离大 或车轮侧向偏移 容易造成交通事故 甚至翻车 原因分析 抗滑层级配不合理 石料磨光值较小 磨耗值越大 容易被车轮磨损 预防措施 根据道路等级 环境条件选用合适的抗滑类型 采用磨光值高且坚韧 耐磨耗的集料用于抗滑层 不用磨光值低于42 且磨耗率大的集料 上海市10年前开始已在高速公路 快速道路修筑抗滑层用的石料磨光值大于46 洛杉矶磨耗率小于8 使用效果良好 抗滑性能衰也很慢 治理方法 面摩察系数以 摆值 或 横向力系数 表示 当摆值小于37或横向力系数小于0 35时 雨天快速行车容易出现滑溜交通事故 需重新铺筑或铣削后铺筑合适的磨耗层 4 20粗细料分布不匀 现象 路表局部粗集料或细集料较集中 外观色泽深浅不一 原因分析 机铺时 摊铺机螺旋送料器横向输出量分布不匀 细料偏于中间 粗料趋于两端 造成粗细料离析 人工摊铺时 扬锹远甩 或刮平时用力轻重不一 反复撒料反复刮平使粗细料离析 防治措施 摊铺机作业时 应缓慢 均匀 连续 螺旋送料器须不停地运转 并确保其两端的混合料数量大于送料器高度的2 3 摊铺后不宜用人工反复修整 尽量做到一次摊铺成型 人工摊铺时 应扣锹放料 刮平时用力轻重一致 刮2 3次达到平整即可 当出现粗细料离析时 将其铲除补上新料 5损坏实例 1某高速公路 该高速公路原为双向4车道 2004年拓建成双向6车道 由于病害较多 2006年开始进行大修 根据现场调研 发现新老路面接缝未采取有效措施渗水严重 三渣与土基之间存在夹层水 三渣基层压实度欠佳 粒径过大 个别路段三渣基层厚度未达到设计要求 三渣底部出现损坏 严重部位已出现松散 有积水现象 二灰土拌和不均匀 部分土路基压实度不能满足设计要求 路表弯沉检测约50 以上未达标 龟裂 横向裂缝 5损坏工程实例 1某高速公路 纵向裂缝 龟裂 坑洞 该高速公路2004年建成通车 病害较多 据调查 因拆迁困难 导致有效工期缩短 堆载预压期严重不足 造成路基不均匀沉降 除路以外 桥面伸缩缝也有一定损坏 工后沉降较大 桥头跳车比较严重 个别路段几乎是每桥必跳 甚至出现重车通过时桥头搭板反弹的现象 实行弹性收费政策以来 集装箱卡车交通量猛增 加速了各种病害的产生和扩展 同时发现桥梁梁底出现裂缝 最近已经维修加固 裂缝 桥头不均匀沉降 伸缩缝破损 5损坏工程实例 2某高速公路 修补处周围病害扩展 5损坏工程实例 2某高速公路 该高速公路于2002年建成通车后平整度衰减较快 超载预压时间太短 路基不均匀沉降较大 同时粉煤灰三渣基层厚度不足 弯沉检测50 以上未达标 高速公路建成后路面坑槽 龟裂较严重 尤其是随着集卡车交通量的快速增长 病害范围和程度越来越严重 而在原老路上改建 路基相对稳定 路面病害相对较少 整个路段桥头跳车现象不很明显 原因在于桥头施工时堆载预压时间较长 桥头不均匀沉降较小 5损坏工程实例 3某高速公路 该高速公路于2005年建成通车 由于路基的压实度及稳定性较差 二灰碎石基层厚度达不到设计要求 且压实度不够而出现松散现象 路面设计采用AK防滑面层 空隙率较大 建成通车后路面渗水较严重 该高速公路建成通车仅一年多 就出现坑槽较多的病害 而且局部路段出现了较大面积的坑槽 2007年开始对病害路段进行翻挖和修补 5损坏工程实例 4某高速公路 6损坏机理 沥青及混合料 均匀性 空隙率 粘附性 强度 级配 结构 过刚的基层导致面层剪应力过大 厚度不够 路基材料 施工 分层过多 变异性大 压实不足 排水 防水 设计比较弱 荷载 轮载与胎压超载 新的损坏机理 设计施工管理 7措施 7 1设计 合理预测未来交通组成 进行合理的厚度设计和路面结构组合 面层厚度变化时弯拉应变变化趋势图面层厚度变化时压应变变化趋势图 7 1设计 考虑技术经济因素 优化得出合理的厚度组合 路面的全寿命分析 分析期内的技术 经济综合优化 7 2施工 严格控制原材料质量 沥青 集料表面纹理 新鲜度等 根据经验和理论知识优化混合料的级配组成 确定合理的最佳用油量 选择先进施工工艺和机械设备 制定完善的施工方案 控制好混合料的均匀性 摊铺和碾压的施工质量 7 2施工 设计考虑运输摊铺 适当的速度和宽度温度不均匀 变异性与集料最大粒径的关系 7 2施工 转运车 7 2施工 7 2施工 摊铺厚度摊铺机的状态摊铺中的分层双层摊铺 7 2施工 影响压实的因素混合料的特性混合料温度气温基面温度厚度风速 7 2施工 努力提高施工人员的综合素能 沥青路面中的病害给道路交通带来各种隐患 这是一个不容忽视的问题 但这些病害不是不可克服的 只要我们认真选材 精心设计 把握住各个施工环节 严格按照施工规范和操作规程进行施工 做好道路养护工作 加强交通管理 很多病害是可以避免或降低其破坏力的 边坡工程是岩土工程的重要组成部分 边坡的工作状况直接或间接地影响工程建筑物的稳定和安全 尤其是道路边坡 直接危及道路运营的车辆和人员安全性 边坡是指地表面一切具有倾向临空面的地质体 是广泛分布于地表的一种地貌景观 峰峦起伏的山川大地 有千变万化的边坡所显现 蜿蜒曲折的河流湖泊 有水上和水下的边坡所约束 边坡工程广泛地存在于道路工程中 常常作为附属结构 起到维护道路正常运营的目的 边坡工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合 相互渗透 不仅包括工程数学 工程力学 工程地质学 岩土力学 还应结合计算机仿真技术 岩土工程测试技术等手段 经过100多年的研究和发展 从边坡的规律性分析 到边坡的变形破坏机制的研究 以及边坡稳定性评价和预测预报 均取得了令人瞩目的成果 已初步形成边坡工程独立的学科体系 这一体系应包括四大部分 边坡 或滑坡 的区域分布规律性研究 边坡的变形破坏机制研究 边坡的稳定性评价和预测预报 边坡工程治理 了解公路边坡工程的分类 基本结构和发展历史 提高道桥专业基本技能 边坡工程专业性的知识储备 边坡工程稳定性分析和初步设计 课程的学习目标 课程的结构 第一章边坡工程概述第二章边坡工程的变形破坏第三章影响边坡稳定性的主要因素第四章边坡结构稳定分析的通用条分法第五章边坡结构稳定分析的简化方法第六章滑带土的抗剪强度第七章边坡工程设计 课程的结构 第八章滑坡的防治工程设计第九章边坡加固稳定性分析第十章有限元法在边坡稳定分析中的应用第十一章边坡工程的坡面防护第十二章边坡工程的监测第十三章边坡破坏的预报 课程成绩的考核 课程成绩 课堂考勤30 表现10 思考题30 第一章边坡工程概述一 边坡工程研究内容概述 研究内容概述 同样 这种定义也没有涉及边坡与滑面是如何形成的 而这些与边坡工程防治休戚相关 因而这一定义也不适用于工程防治 由于边坡与滑坡成因 滑面形成 失稳机理 稳定分析方法及其防治措施等不同而形成了两种不同的防治工程 可称为边坡工程与滑坡工程 边坡是指由于工程行为而人工开挖或填筑的斜坡 坡体中滑面是新形成的 开挖与填筑前没有变形与滑动迹象 而滑坡多数指山于自然因素而引起坡体变形或滑动的自然斜坡 坡体中的滑面是自然存在的 坡体正处于蠕动变形或滑动阶段 坡体有变形或滑动迹象 少数滑坡指工程开挖形成的斜坡 2 边坡与滑坡 通常 边坡与滑坡没有非常严格的区别标准 通常可按下述特征来进行综合区别 1 边坡指由工程原因开挖或填筑的人工斜坡 而滑坡指由于自然原因正在蠕动滑动的自然斜坡 2 边坡在工程开挖与填筑前坡体内不存在滑面 但可以存在未曾滑动的构造面 开挖前坡体无蠕动或滑动迹象 滑坡在坡体内存在天然的滑面 坡体已有蠕动或滑动迹象 3 当人工斜坡内存在天然的滑面或引发古老滑坡滑面复活时 称为工程滑坡 反之 当天然斜坡危及工程安全而需治理时则称为自然边坡 因此 边坡与滑坡的区别在于 1 边坡是涉及工程建设中的人工斜坡 即使是自然边坡也必须与工程建设有关 而滑坡通常是由自然原因引发的自然斜坡 只有工程滑坡才与工程建设有关 2 边坡坡体的滑动面是由于人工开挖与填筑后才形成的 原先并不存在 且坡体无蠕动与滑动的迹象 而滑坡具有自然的滑面 且坡体有蠕动与滑动等现象 3 滑坡的危害滑坡是一种重要的地质灾害 对人类的生命则产带来重大威胁 例如滑坡可导致交通中断 河道堵塞 厂矿城镇被掩埋 工程建设受阻 我国日前正处于经济建设高速发展的时期 滑坡给水利 铁路 公路 矿山建设带来巨大损失 滑坡可以发生在土质边坡 也可能发生在岩质边坡 发生于土质边坡的形态通常比较单一 基本上以剪切破坏为主 滑裂面为圆弧型或圆弧与夹泥层的组合型 人类与滑坡灾害作斗争的努力始终没有中断过 这一努力表现在认识滑坡机理 完善边坡稳定分析理论和方法 开发滑坡治理技术和滑坡预报等方面 对滑坡灾害认识的不断深化是建立在地理 地质和岩石力学 土力学等一系列科学分支的形成 发展和完善的基础上的 滑坡预报和治理又是围绕着确保人身安全和经济建设顺利开展而进行 只有在诸多领域内共同开展深入的研究 人类才有可能在防治滑坡方面取得重大进展 二 边坡工程的分类1 边坡的组成 关于边坡的分类 在国内至今还没有一个公认的统一分类方法 一般情况下有以下几种分类方式 边坡分类 按岩性不同 地质环境与人工改造的程度 按边坡高度 按变形情况 按边坡坡度 1 按岩性不同分类根据岩性不同 边坡可分为岩质边坡和土质边坡 2 按地质环境与人工改造的程度分类可以分为自然边坡和人工边坡 3 按边坡高度不同分类按边坡高低可分为超高边坡 高边坡 中边坡和低边坡4类 4 按边坡坡度不同分类按边坡坡度可分为微斜边坡 平缓边坡 陡坡 急坡 悬坡 倒坡6种类型 5 按变形情况不同分类未变形边坡 边坡岩体未发生位移变形 变形边坡 边坡岩体曾发生位移变形 三 边坡破坏的特征 1 破坏形式 崩塌 落石 坍塌 滑塌 错落 倾倒 破坏形式 崩塌 是陡坡上的巨大岩体或土体 在重力和其他外力作用下 突然向下崩落的现象 崩塌过程中岩体 或土体 猛烈地翻滚 跳跃 互相撞击 最后堆于坡脚 原岩体 或土体 结构遭到严承破坏 崩塌形成条件 地形 450脆性岩石或上硬下软高陡裂隙 崩塌形成机理示意图 坍塌 是上层 堆积层或风化破碎岩层斜坡 由于土壤中水和裂隙水的作用 河流冲刷或人工开挖坡陡于岩体自身强度所能保持的坡度而产生逐层塌落的变形现象 这是一种非常普遍的现象 一直塌到岩土体自身的稳定角时方可自行稳定 滑塌 是斜坡上的岩体或土体 在重力和其他外力作用下 沿坡体内新形成的滑面整体向下以水平滑移为主的现象 它与坡体滑坡十分类似 滑坡是沿坡体内一定的软弱面 或带 整体向下滑动 GZ40陕西省勉县 宁强高速公路K31 300高边坡在施工中发生滑塌 倾倒 是陡倾的岩体山于卸荷回弹和其他外力作用 绕其底部某点向临空方向倾倒的现象 它可以转化为崩塌或滑塌 也可停止在倾倒变形阶段 错落 是被陡倾的构造面与后部完整岩体分开的较破碎土体 因坡脚受冲刷或人工开挖和震动影响 下伏软弱层不足以承受上部岩体压力而被压缩 引起坡体以垂直下错为主的变形现象 落石 是指破碎且节理裂隙发育硬质岩斜坡 软 硬岩土层和断层破碎影响带岩块逐渐松动 坠落现象 及大型危岩倒塌 坠落 统称危崖落石 四 边坡工程的研究意义 1 明确发生自然滑坡的条件 了解人工修筑的工程边坡所处的安全性环境 2 防治工程滑坡的发生和发展 3 明确工程边坡的计算方法和稳定分析方法 4 了解工程边坡的加固方法和监测手段 为实际工程提供理论支持