瀝青路面常見病害分析及其防治措施.ppt

瀝青路面常見 病害分析及其防治措施 內(nèi)容提要 路面損壞分析1 路面損壞分類2 常見病害機理簡介3 4 損壞工程實例 5 現(xiàn)象、原因、預(yù)防及治理措施 6 7 損壞機理 措施 我國公路概況 2009年，全國新修通了4719公里高速公路，使得全國通車 總里程達到6.5萬公里，通車總里程繼續(xù)居世界第二位。到2020 年，基本建成國家高速公路網(wǎng)，中國高速公路通車里程將達10 萬公里。 1路面損壞分析 v 瀝青路面在行車荷載的反復(fù)作用下和自然因素的不斷影響下 會逐漸出現(xiàn)損壞，其使用性能逐漸惡化。 v 由于荷載、環(huán)境、材料組成、結(jié)構(gòu)層組合、施工和養(yǎng)護等條 件的變異，損害形態(tài)是多種多樣的。 v 從表象上看，有各式各樣的裂縫，如橫向或縱向裂縫、塊狀 裂縫和網(wǎng)狀裂縫（龜裂）等；也有各種類型的變形，如沉陷 、車轍、搓板、推移和擁起等；表層有時可能還有各種露骨 、松散、剝落、坑槽和泛油等現(xiàn)象的出現(xiàn)。 v 上述各種損害現(xiàn)象或單獨發(fā)生，或同時出現(xiàn)，錯綜復(fù)雜。然 而，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，有著一定的規(guī)律性。 v 各種損害的產(chǎn)生都是行車因素和自然因素同路面相互作用的 結(jié)果，隨著路面工作特性和外界因素影響程度的不同而變化 。 1路面損壞分析 雞爪形不規(guī)則裂縫雞爪形不規(guī)則裂縫 雞爪形不規(guī)則裂縫雞爪形不規(guī)則裂縫 縱向平行裂縫縱向平行裂縫 彎拉疲勞彎拉疲勞 剪切疲勞剪切疲勞 1路面損壞分析 v第一階段：總體成功，主要問題是反射裂縫問題 （96年前） v第二階段：高速公路逐漸成網(wǎng)，運輸量增加，壓 實不足以及重交通，主要問題是“水損壞”（97 01年） v目前，面層混合料普遍采用密實型，使用改性瀝 青和SMA，“水損壞”減少，車轍嚴重 2路面損害的分類 根據(jù)路面損害現(xiàn)象的肇因、其危害性以及對使用性能的 影響，可以把瀝青路面的損害劃分為三類： 損害類別瀝青路面 裂縫類縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、塊裂、反射裂縫 變形類車轍、波浪、沉陷、隆起、推移 表面損壞類泛油、松散、坑槽、磨損、露骨、脫皮 3常見病害機理簡介 沉陷：路基由于水文條件很差或翻漿而過于濕軟，通過路面?zhèn)鹘o路基的 輪載應(yīng)力超過了土的抗剪強度，車輪輪帶處的路面便出現(xiàn)較大的沉陷變形 ，并在輪帶兩側(cè)伴隨出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。路面結(jié)構(gòu)的變形能力不能適應(yīng)這樣大 的彎曲變形，便會產(chǎn)生裂縫，逐漸發(fā)展成網(wǎng)裂。 3常見病害機理簡介 車轍：路面并未出現(xiàn)很大的凹陷和隆起變形，但輪跡處（特別是在渠 化交通下）出現(xiàn)相對其兩側(cè)來說較大的變形（10mm-20mm以內(nèi)），從而在縱 向形成車轍。車轍的出現(xiàn)，是行車荷載多次重復(fù)作用下路基和路面塑性變形 （包括壓密和剪切變形）逐步積累的結(jié)果，即便路基和路面具有足夠的剛度 ，每一次行車荷載作用下產(chǎn)生的塑性變形量極小，但多次重復(fù)作用后累積而 達到的量還是相當可觀。特別是在高溫和輪壓大時，瀝青層因蠕變而積累的 塑性變形量較大。 3常見病害機理簡介 疲勞開裂:裂縫是瀝青 路面最普通的一種損壞現(xiàn)象 。疲勞開裂是指路面無顯著 永久變形情況下沿輪跡帶出 現(xiàn)的裂縫。行駛在路上的輪 載使瀝青面層受到反復(fù)的彎 曲變形。當荷載作用下面層 底部產(chǎn)生的彎拉應(yīng)變（應(yīng)力 ）超過了材料的疲勞限度， 便在底面處發(fā)生開裂，并逐 漸擴展到表面。初期是一串 細微的縱向平行裂縫，隨著 行車的反復(fù)作用，裂縫連片 發(fā)展成網(wǎng)狀或龜背狀裂縫。 3常見病害機理簡介 反射裂縫、低溫 開裂:水泥穩(wěn)定類基層由 于濕度變化或水泥混凝土路 面板塊之間接縫錯臺而產(chǎn)生 橫向收縮裂縫反映到面層上 來，使面層相隔一定距離出 現(xiàn)橫向反射裂縫。寒冷地區(qū) 面層材料本身在低溫時收縮 受到阻礙產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力 ，當拉應(yīng)力超過材料的抗拉 強度時，面層便會出現(xiàn)橫向 斷裂，這些橫向裂縫在初期 不會影響行車，但在水分不 斷侵蝕下，其邊緣會出現(xiàn)碎 裂而使縫隙擴大，并在其周 圍逐步發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。 3常見病害機理簡介 松散和坑槽:由于面層材料組合不當或施工質(zhì)量差，結(jié)合料 含量太少或粘結(jié)力不足或外來油的侵蝕及重載情況下，面層混合料 的集料間失去粘結(jié)而成片散開，成為松散。松散的材料被車輪后的 真空吸力以及風(fēng)和雨等帶離路面，便形成大小不等的坑槽。網(wǎng)裂的 后期，碎塊被行車荷載繼續(xù)碾碎，并被帶離路面，也會形成坑槽。 3常見病害機理簡介 泛油推移（擁包): 面層瀝青混合料中瀝青含量偏多或空隙 率太?。ǖ陀?%）時，瀝青會在夏天受行車的作用而溢出路表面， 形成一層有光澤的瀝青膜，稱為泛油。這種瀝青混合料的抗剪強度 往往過低，在承受較大水平力作用車輛經(jīng)常啟動和制動的路段上， 面層材料會沿行車方向發(fā)生剪切或者拉裂破壞而出現(xiàn)推移和擁起。 4各種病害現(xiàn)象、原因、預(yù)防措施 及治理措施的詳細分析 p橫向裂縫 p縱向裂縫 p網(wǎng)狀裂縫 p反射裂縫 p翻 漿 p車 轍 p擁 包 p搓 板 p泛 油 p坑 槽 p松散 p脫皮 p啃邊 p光面 p與收水井、檢井銜銜接不順 p施工接縫明顯 p壓實度不足 p構(gòu)造深度不足 p摩擦系數(shù)不足 p粗細料分布不均 4.1橫向裂縫 現(xiàn)象：裂縫與路中心線基本垂直，縫寬不一，縫長有貫穿整個路幅的，也有部分 路幅的。 原因分析： 施工縫未處理好，接縫不緊密，結(jié)合不良； 瀝青未達到氣候條件和使用條件的質(zhì)量標準； 半剛性基層收縮裂縫的反射縫； 橋梁涵洞兩側(cè)的填土產(chǎn)生固結(jié)或地基沉降。 預(yù)防措施： 合理組織施工，攤鋪作業(yè)連續(xù)進行，盡量減少冷接縫； 充分壓實橫向接縫；選取優(yōu)質(zhì)的適用于本地區(qū)氣候條件的瀝青； 橋涵兩側(cè)填土充分壓實。 治理方法： 細裂縫（2-5mm)用乳化瀝青灌縫； 大于5mm的裂縫，可用改性瀝青罐縫。罐縫前，清縫；罐縫后，表面撒粗砂或3-5 mm石屑。 4.2縱向裂縫 現(xiàn)象：裂縫走向基本與行車方向平行，裂縫長度和寬度不一。 原因分析： 冷接縫未按照有關(guān)規(guī)范要求認真處理，結(jié)合不緊密而脫開； 縱向溝槽回填土壓實質(zhì)量差而發(fā)生沉陷； 拓寬路段的新老路面交界處沉降不一。 預(yù)防措施： 采用全路幅一次攤鋪；無條件全幅攤鋪時，上下層施工縫應(yīng)錯開15cm以上； 溝槽回填土應(yīng)分層填筑、壓實，壓實度必須達到要求； 拓寬路段的基層厚度和材料須與老路面一致，或稍厚。 治理方法： 細裂縫（2-5mm)用乳化瀝青灌縫； 大于5mm的裂縫，可用改性瀝青罐縫。罐縫前，清縫；罐縫后，表面撒粗砂或3-5 mm石屑。 4.3網(wǎng)狀裂縫 現(xiàn)象：裂縫縱橫交錯，縫寬1mm以上，縫距40mm以下，1以上。 原因分析： 路面結(jié)構(gòu)中夾有軟弱層或泥灰層，粒料層松動，水穩(wěn)性差； 瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差，延度低，抗裂性差； 瀝青層厚度不足，層間粘結(jié)差，水分滲入，加速裂縫的形成。 預(yù)防措施： 瀝青面層攤鋪前，對下臥層應(yīng)認真檢查，及時清除泥灰，處理好軟弱層，保證下 臥層穩(wěn)定，并宜噴灑0.3-0.6kg/粘層瀝青； 原材料質(zhì)量和混合料質(zhì)量嚴格按照規(guī)范要求進行選定、拌制和施工； 瀝青面層各層應(yīng)滿足最小施工厚度的要求，保證上下層的良好粘結(jié)；路面結(jié)構(gòu)設(shè) 計應(yīng)做好交通量調(diào)查和預(yù)測。 治理方法： 如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層，應(yīng)將其鏟除；結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂，鏟除面層 4.3網(wǎng)狀裂縫 后，加設(shè)排水設(shè)施，再鋪筑新的瀝青混合料； 若因瀝青層厚度不足引起網(wǎng)裂，則銑刨網(wǎng)裂的面層后加鋪新料來處理； 路基不穩(wěn)造成網(wǎng)裂，可采用石灰或水泥處理路基，或注漿加固處理； 由于基層軟弱或厚度不足引起路面網(wǎng)裂時，可分別采取加厚、調(diào)換或綜合穩(wěn) 定的措施進行加強。 4.3網(wǎng)狀裂縫 4.3網(wǎng)狀裂縫 4.4反射裂縫 現(xiàn)象：基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青層表 面，路表裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。半剛性基層以橫向裂縫居多。對 于在柔性路面上加罩瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，取決于下臥層。 原因分析： 半剛性基層收縮裂縫的反射裂縫； 在舊路上加罩瀝青面層后原路面上已有裂縫包括水泥混 凝土路面的接縫反射。 預(yù)防措施： 采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫材料； 在舊路面加罩瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，可先銑削原路面后再加罩，或采用鋪設(shè)土工 織物、玻纖網(wǎng)后再加罩，以延緩反射裂縫的形成。 治理方法：裂縫小于2mm時，可不作處理；大于2mm的裂縫，可用改性瀝青罐縫。 罐縫前，清縫；罐縫后，表面撒粗砂或3-5 mm石屑。 4.5翻漿 現(xiàn)象：基層的粉、細料漿水從面層裂縫或從多空隙面層的空隙處析出，雨后路表 面呈淡灰色或白色。 原因分析： 基層用料不當，或拌和不均，細料過多； 低溫季節(jié)施工的半剛性基層，強度增長緩慢，而路面開放交通過早，在行車與 雨水作用下使基層表面粉化，形成漿水； 冰凍地區(qū)基層，冬季水分積聚成冰，春天解凍時翻漿； 瀝青面層厚度較薄，空隙較大，雨水下滲，促使翻漿形成。 表面處治和貫入式面層竣工初期，由于行車次數(shù)不多，結(jié)構(gòu)層尚未達到應(yīng)有密 實度就遇到雨季，使?jié)B水增多，基層翻漿。 預(yù)防措施： 采用含粗粒料的水泥、石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料作為高等級道路的上基層； 低溫季節(jié)施工時，石灰穩(wěn)定類材料可摻入早強劑，以提高早期強度； 4.5翻漿 根據(jù)道路等級和交通量要求，選擇合適的面層類型和適當?shù)暮穸龋?設(shè)計時應(yīng)考慮排水結(jié)構(gòu)。 治理方法： 及時清除雨水進水孔垃圾，確保排水順暢， ； 對輕微翻漿路段，挖除面層，清除基層表面軟弱層，施設(shè)下封層后鋪筑瀝青 面層； 嚴重翻漿路段，將面層基層挖除，如涉及路基，需處理好路基后鋪筑良好的 半剛性基層，并做好排除內(nèi)部積水的技術(shù)措施。動水頭 4.6車轍 現(xiàn)象：路面在車輛荷載作用下輪跡處下陷，輪跡兩側(cè)往往伴有隆起，形成縱向帶狀 凹槽。實施渠化交通的路段或停剎車頻率較高的路段較易出現(xiàn)。 原因分析： 瀝青混合料熱穩(wěn)定性不足； 面層施工時未充分壓實； 基層或下臥層軟弱或不穩(wěn)定夾層或未充分壓實。 預(yù)防措施： 粗集料應(yīng)粗糙具有較多的破碎裂面； 根據(jù)氣候條件選擇優(yōu)質(zhì)瀝青，優(yōu)化配合比設(shè)計； 施工時按照規(guī)范碾壓，保證壓實度；對特殊路段，要采用改性瀝青或高性能瀝青 ； 道路結(jié)構(gòu)設(shè)計時，每層厚度不超過集料最大粒徑的4倍。 治理方法： 4.6車轍 僅輪跡處凹陷，兩側(cè)無隆起，鑿去面層，鑿毛凹槽，涂刷粘層瀝青，修補； 若輪跡兩側(cè)同時隆起，應(yīng)先將隆起部位鑿去，波谷處原面層鑿毛，涂粘層油 ，鋪筑與面層相同的混合料； 因基層強度不足、水穩(wěn)性不好引起，則對基層進行補強或挖除損害的基層重 新鋪筑。 4.7擁包 現(xiàn)象：沿行車方向或橫向出現(xiàn)局部隆起。較易發(fā)生在車輛經(jīng)常啟動、制動的地 方。 原因分析： 瀝青用量偏高或細料偏多； 面層攤鋪時，底層未清掃或未噴灑粘層油； 基層或下面層未經(jīng)充分壓實，強度不足； 日常養(yǎng)護時，局部路段瀝青用量過多，細集料偏細； 陡坡或平整度較差路段，面層混合料低處積聚。 預(yù)防措施： 配合比設(shè)計時，控制瀝青含量和細集料用量； 面層攤鋪前下層清掃干凈并噴灑粘層油； 人工攤鋪時，做到粗細均勻分布。 4.7擁包 治理方法： 路面擁包、可在氣溫較高時，用加熱器烘烤發(fā)軟后鏟除，夯實后用烙鐵烙平 ，而后找補平順 對已趨于穩(wěn)定(其底部瀝青混合料油分揮發(fā)或老化)不再發(fā)展的擁包，可用銑 刨機，銑刨平整后，加鋪穩(wěn)定性較好的瀝青混合料。 4.8搓板 現(xiàn)象：路表面出現(xiàn)輕微、連續(xù)的接近等距離的起伏狀，形似洗衣搓板。雖峰谷高 差不大，但行車時有明顯的頻率較高顛簸感。 原因分析： 瀝青混合料的礦料級配偏細，瀝青用量偏高，高溫季節(jié)，面層材料在車輛水平力 作用下，發(fā)生位移變形； 鋪設(shè)瀝青面層前，未將下層表面清掃干凈或未噴灑粘層瀝青； 舊路面上原有的搓板病害未認真處理即在其上鋪設(shè)面層； 施工機械設(shè)備操作不當。 預(yù)防措施： 合理設(shè)計與嚴格控制混合料的級配； 在攤鋪瀝青混合料前，須將下層頂面的浮沉雜物清掃干凈，并均勻噴灑粘層瀝青 基層、面層應(yīng)碾壓密實； 舊路上進行瀝青罩面前，須先處理原路面上已發(fā)生的搓板病害，否則壓路機無法 將搓板上新罩的面層均勻碾壓密實，新的搓板現(xiàn)象隨即就會出現(xiàn)； 合理配置施工機械設(shè)備，并按操作規(guī)程進行操作，形成設(shè)備與材料特性匹配技術(shù) 。 治理方法： 因上下層相對滑動引起的搓板，應(yīng)將面層全部鏟除，并低于原路面，其深度應(yīng) 4.8搓板 大于修補瀝青混合料最大粒徑的2倍，槽壁與槽底垂直，清除下層表面的碎屑 、雜物及粉塵后，噴灑粘層瀝青，重新鋪裝瀝青面層； 屬于基礎(chǔ)原因形成的搓板，應(yīng)對損壞的基層進行修補。 4.9泛油 現(xiàn)象：表面處治和貫入式路面的表面基本上被一薄層瀝青覆蓋，未見或很少看到 集料，路表光滑，容易引起行車滑溜交通事故。 原因分析： 表面處治，貫入式使用瀝青標號不當，針入度過大； 瀝青用量過多或集料灑布量過少； 動態(tài)施工，面層成型慢，集料散失過多。 預(yù)防措施： 施工前須根據(jù)本地區(qū)氣候條件選定合適的瀝青標號； 優(yōu)化瀝青混合料配合比設(shè)計。 治理方法： 在熱天氣溫較高時進行處理最為有效。如輕微泛油，可撒布3-5(8)mm石屑或粗 黃砂，撒布量以車輪不粘瀝青為度；如泛油較嚴重，可先撒布5-10（15）mm集料 ，經(jīng)行車碾壓穩(wěn)定后再撒布3-5(8)mm石屑或粗黃砂嵌縫。使用過程中，散失的集 料須及時回掃，或補撒集料； 情節(jié)嚴重進行銑刨加罩。 4.10坑槽 現(xiàn)象：表層局部松散，形成深度2cm以上的凹槽。在水的侵蝕和行車的作用下，凹槽 進一步擴大，或相互連接，形成較大較深坑槽，嚴重影響行車的安全性和舒適性。 原因分析： 面層厚度不夠，瀝青混合料粘結(jié)力不佳，瀝青加熱溫度過高，碾壓不密實，在雨水 和行車等作用下，面層材料性能日益惡化松散、開裂，逐步形成坑槽； 攤鋪時，下層表面泥灰、垃圾未徹底清除，使上下層不能有效粘結(jié)； 路面罩面前，原有的坑槽、松散等病害未完全修復(fù)； 養(yǎng)護不及時，當路面出現(xiàn)松散、脫皮、網(wǎng)裂等病害時，或被機械行駛刮鏟損壞后， 為及時養(yǎng)護修復(fù)。 預(yù)防措施： 瀝青面層應(yīng)具有足夠的設(shè)計厚度； 瀝青混合料配合比設(shè)計宜選用具有較高粘結(jié)力的較密實的級配； 混合料拌制過程中，嚴格掌握拌制時間、瀝青用量及拌和溫度，保證混合料的均勻 性； 攤鋪面層前，下層應(yīng)清掃干凈，并均勻噴灑粘層瀝青； 當路面出現(xiàn)松散、脫皮、輕微網(wǎng)裂等可能使雨水下滲的病害，或路面被機械刮鏟受 損，應(yīng)及時修補以免病害擴展。 4.10坑槽 治理方法： 路基完好，坑槽深度僅涉及下面層的確定所需修補的坑槽范圍，一般可根據(jù) 路面的情況略大于坑槽的面積，修補范圍應(yīng)方正并與行車方向平行或垂直； 若小面積的坑槽較多或較密時，應(yīng)將多個小坑槽合并確定修補范圍； 采用人工或機械的方法將修補范圍內(nèi)的面層削去，槽壁與槽底應(yīng)垂直。槽底 面應(yīng)堅實無松動現(xiàn)象，并使周圍好的路面不受影響或松動損害； 將槽壁槽底的松動部分、損壞的碎塊及雜物清掃干凈，然后再槽壁和槽底表 面均已涂刷一層粘層瀝青，用量為0.3-0.6kg/； 將與原面層材料級配基本相同的瀝青混合料填入槽內(nèi)，攤鋪平整，并按槽深 1.2倍掌握好松鋪系數(shù)。攤鋪時要特別注意將槽壁四周的原瀝青面層邊緣壓實 鋪平，用壓實機具在攤鋪好的瀝青混合料上反復(fù)來回碾壓至與原路面平齊； 如基層已損壞，須先將基層補強或重新鋪筑。 4.11松散 現(xiàn)象：面層集料之間的粘結(jié)力喪失或基本喪失，路表面可觀察到成片懸浮的集料 或小塊混合料，面層部分區(qū)域明顯不成整體。干燥季節(jié)，在行車作用下可見輪后 粉塵飛揚。 原因分析： 瀝青針入度偏小，粘結(jié)力不良； 混合料瀝青用量偏少； 礦料潮濕或不潔凈或含風(fēng)化石； 拌和時溫度偏高，瀝青焦枯； 瀝青老化或與酸性石料粘附性不良； 攤鋪時未充分壓實，或瀝青混凝土溫度偏低；或雨天攤鋪； 基層強度不足導(dǎo)致不均勻沉降而引起結(jié)構(gòu)破壞，或濕軟時攤鋪瀝青； 溶解性油類泄露，雨雪水滲入，降低了瀝青的粘結(jié)力。 預(yù)防措施： 酸性石料，摻入抗剝落劑或生石灰粉、干凈消石灰、水泥； 混合料生產(chǎn)中，選用符合要求的瀝青和集料；控制各個環(huán)節(jié)中的溫度； 瀝青混合料到工地后應(yīng)及時攤鋪、及時碾壓，達到規(guī)定的壓實度； 4.11松散 路面出現(xiàn)脫皮等輕微病害時應(yīng)及時修補。 治理方法： 將松散的面層清除，重鋪瀝青混凝土面層； 如涉及基層，則應(yīng)先對基層進行處理。 4.12脫皮 現(xiàn)象：瀝青路面上層與下層或舊路上的罩面層與原路面粘結(jié)不良，表面層呈塊狀 或呈片裝的脫落，其形狀、大小不等，嚴重時可成片。 原因分析： 攤鋪時，下層表面潮濕或有泥土或灰塵等，降低了上下層之間的粘結(jié)力； 舊路面上加罩瀝青面層時，原路表面未鑿毛，未噴灑粘層瀝青，造成新面層與原 路面粘結(jié)不良而脫皮； 面層偏薄，厚度小于混合料集料最大粒徑二倍，難以碾壓成型； 預(yù)防措施： 在鋪設(shè)瀝青面層前，應(yīng)徹底清除下層表面的泥土、雜物、浮塵等，并保持干燥， 噴灑粘層瀝青后，立即攤鋪瀝青混合料，使上下層粘結(jié)良好； 在舊路面上加罩瀝青面層時，原路面應(yīng)用風(fēng)鎬鑿毛，有條件時，采用銑削機銑削 ，經(jīng)清掃、噴灑粘層瀝青后，再加罩面層； 單層或雙層式面層的上層壓實厚度必須大于集料粒徑的二倍，利于壓實成型。 治理方法： 脫皮較嚴重的路段，瀝青面層全部削去，重新鋪筑面層。 脫皮部位發(fā)現(xiàn)下層松軟等病害時，需對基層補強后修復(fù)。 4.12脫皮 4.12脫皮 4.13啃邊 現(xiàn)象：路面邊緣破損松散、脫落 原因分析： 路邊積水，使集料與瀝青剝離、松散； 路面邊緣碾壓不足，面層密實度較差； 路面邊緣基層松軟，強度不足，承載力差。 預(yù)防措施： 合理設(shè)計路面排水系統(tǒng)，注意日常養(yǎng)護； 施工時，路面邊緣應(yīng)充分碾壓； 基層寬度須超出瀝青層20-30cm，以改善路面受力條件。 治理方法： 在修補范圍內(nèi)，選擇適用機具沿損害邊緣所劃出的標線將面層材料挖除，清 掃后底面、側(cè)面涂刷粘層瀝青，鋪瀝青混合料修復(fù)。 4.14光面 現(xiàn)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。陰雨天氣 易出現(xiàn)行車滑溜交通事故。 原因分析： 上面層細集料或瀝青用量偏多； 集料質(zhì)地較軟，磨耗大，易被汽車輪胎磨損； 預(yù)防措施： 路面所用材料應(yīng)符合規(guī)范要求。集料具有較好的顆粒形狀和較多的棱角； 瀝青路面上面層混合料級配關(guān)鍵篩孔（2.36mm和4.75mm）要嚴格控制； 采用具有足夠強度、耐磨性好的集料修筑上面層。 治理方法： 對表面處治和貫入式路面，可直接在光面上加罩封層，或用銑刨機將表面 層刨除，清掃后進行封層； 瀝青混凝土路面，上面層經(jīng)銑刨清掃后噴灑0.3-0.6kg/的粘層瀝青，然 后鋪筑細粒式或中粒式瀝青混凝土上面層。 4.15與收水井、檢查井銜接不順 現(xiàn)象：收水井、檢查井蓋框標高比路面高或低，汽車通過時有跳車或抖動現(xiàn)象， 行車不舒適，路面容易損壞。 原因分析： 施工放樣不仔細，收水井、檢查井蓋框標高偏高或偏低，與路面銜接不齊平； 收水井、檢查井周邊回填土及路面壓實不足，交通開放后，逐漸沉陷； 井壁及管道接口滲水，使路基軟化或淘空，加速下沉。 預(yù)防措施： 施工前，必須按設(shè)計圖紙做好放樣工作，標高要準確，收水井、檢查井中所在位 置的標高與道路縱向標高、橫坡相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)高差； 收水井、檢查井的基礎(chǔ)及強身結(jié)構(gòu)應(yīng)合理設(shè)計，按規(guī)范施工，減少或防止下沉； 井周邊的回填土、路面結(jié)構(gòu)必須充分壓實； 在鋪筑瀝青混合料前，須先在井壁涂刷粘層瀝青再鋪筑面層，壓實后，宜用熱烙 鐵燙密封邊，以防井壁滲水。 治理方法： 當收水井、檢查井高出路面時，可吊移蓋框，降低井壁至合適標高后，再放上蓋 框，并處理好周邊縫隙； 當收水井、檢查井低于路面時，可先將蓋框吊開，以合適材料調(diào)平底座，調(diào)平材 料達到強度后放上蓋框。蓋框安置妥當后，認真做好接縫處理工作，使接縫密封 不滲水。 4.15與收水井、檢查井銜接不順 4.16施工接縫明顯 現(xiàn)象：接縫歪斜不順直；前后攤鋪幅色差大、外觀差；接縫不平整有高差，行車不 舒適。 原因分析： 在后鋪筑瀝青層時，未將前施工壓實好的路幅邊緣切除，或切線不順直； 前后施工的路幅材料有差別，如石料色澤深淺不一或級配不一致； 后施工的路幅松鋪系數(shù)未掌握好，偏大或偏??； 接縫處碾壓不密實。 防治措施： 在同一個路段中，應(yīng)采用同一個料場的集料，避免色澤不一； 上面層應(yīng)采用同一種類型級配，混合料配合比應(yīng)一致； 縱橫冷接縫必須按有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范處理好； 縱橫向接縫須采用合理的碾壓工藝。 4.17壓實度不足 現(xiàn)象：壓實度未達到規(guī)范要求。在壓實度不足的面層上，用手指甲或細木條對路 表面的粒料進行撥挑時，粒料有松動或被挑起的現(xiàn)象發(fā)生。 原因分析： 碾壓速度未掌握好，碾壓方法有誤，壓實功不足； 瀝青混合料拌和溫度過高，有焦枯現(xiàn)象，瀝青喪失粘結(jié)力； 碾壓時面層混合料溫度偏低； 雨天施工，瀝青混合料被雨琳； 壓實厚度過大或過小。 預(yù)防措施： 在碾壓時應(yīng)按初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進行，行進速度須慢而均勻； 碾壓時驅(qū)動輪面向攤鋪機方向前進，驅(qū)動輪在前，從動輪在后； 瀝青混合料拌制時，集料烘干溫度要控制在160-180之間，溫度過高會是瀝 青出現(xiàn)焦枯，喪失粘結(jié)能力，影響瀝青混合料壓實性和整體性； 瀝青混合料運到工地后應(yīng)及時攤鋪，及時碾壓，碾壓溫度過低會使瀝青的粘結(jié) 提高，不易壓實。應(yīng)盡量避免氣溫低于10或雨季施工； 壓實層最大厚度不得超過10CM,最小厚度應(yīng)大于集料最小厚度應(yīng)大于集料最大粒 徑1.5倍（中、下面層）或2倍上面層。壓實度應(yīng)符合規(guī)定。 治理方法： 壓實度不足的面層在使用過程中極易出現(xiàn)各種病害，一般應(yīng)予銑削后重新鋪 筑熱拌混合料。 4.18構(gòu)造深度不足 現(xiàn)象：路表構(gòu)造深度低于設(shè)計規(guī)范要求。構(gòu)造深度是路面粗糙度指標的重要內(nèi)容。 構(gòu)造深度小，雨天時路表水膜較厚，高速行車時會引起水漂，容易造成滑溜交通事 故，并影響后跟車的能見度及行車安全。 原因分析： 表面層混合料類型選擇不當，空隙率較?。?瀝青偏軟或瀝青用量偏多，集料表面瀝青膜較厚。 預(yù)防措施： 根據(jù)道路等級和使用條件按設(shè)計規(guī)范選定合適的表面層混合料類型； 表面層混合料的最佳瀝青用必須通過馬歇爾實驗確定。實際瀝青用量控制在最佳瀝 青用量0.3%以內(nèi)。并參照瀝青路面施工及驗收規(guī)定選用適合的瀝青標號。 治理方法： 抗滑層竣工后第一個夏季測定的構(gòu)造深度（鋪砂法測定）如達不到設(shè)計要求必 須分析原因，采用必要措施加以糾正。在路面交付使用后，表面層被磨損，或進一 步壓密構(gòu)造深度會減小，當小于標準時表面層應(yīng)重新鋪筑。 4.19摩擦系數(shù)不足 現(xiàn)象：摩察系數(shù)低于設(shè)計規(guī)范要求。摩察系數(shù)小時汽車剎車時滑行距離大，或 車輪側(cè)向偏移，容易造成交通事故，甚至翻車。 原因分析： 抗滑層級配不合理； 石料磨光值較小，磨耗值越大，容易被車輪磨損。 預(yù)防措施： 根據(jù)道路等級、環(huán)境條件選用合適的抗滑類型； 采用磨光值高且堅韌、耐磨耗的集料用于抗滑層。不用磨光值低于42、且磨耗 率大的集料，上海市10年前開始已在高速公路、快速道路修筑抗滑層用的石料 磨光值大于46，洛杉磯磨耗率小于8%，使用效果良好，抗滑性能衰也很慢。 治理方法： 面摩察系數(shù)以“擺值”或“橫向力系數(shù)”表示。當擺值小于37或橫向力系 數(shù)小于0.35時，雨天快速行車容易出現(xiàn)滑溜交通事故。需重新鋪筑或銑削后鋪 筑合適的磨耗層。 4.20粗細料分布不勻 現(xiàn)象：路表局部粗集料或細集料較集中，外觀色澤深淺不一。 原因分析： 機鋪時，攤鋪機螺旋送料器橫向輸出量分布不勻，細料偏于中間，粗料趨于兩 端，造成粗細料離析； 人工攤鋪時，揚鍬遠甩，或刮平時用力輕重不一；反復(fù)撒料反復(fù)刮平使粗細料 離析。 防治措施： 攤鋪機作業(yè)時，應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)，螺旋送料器須不停地運轉(zhuǎn)，并確保其兩 端的混合料數(shù)量大于送料器高度的2/3，攤鋪后不宜用人工反復(fù)修整，盡量做到 一次攤鋪成型； 人工攤鋪時，應(yīng)扣鍬放料，刮平時用力輕重一致，刮2-3次達到平整即可； 當出現(xiàn)粗細料離析時，將其鏟除補上新料。 5損壞實例1某高速公路 該高速公路原為雙向4車道，2004年拓建成雙向6車道，由于病害較多， 2006年開始進行大修。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)新老路面接縫未采取有效措施滲 水嚴重；三渣與土基之間存在夾層水；三渣基層壓實度欠佳，粒徑過大，個 別路段三渣基層厚度未達到設(shè)計要求；三渣底部出現(xiàn)損壞，嚴重部位已出現(xiàn) 松散、有積水現(xiàn)象；二灰土拌和不均勻；部分土路基壓實度不能滿足設(shè)計要 求；路表彎沉檢測約50%以上未達標。 龜裂 橫向裂縫 5損壞工程實例1某高速公路 縱向裂縫 龜裂、坑洞 該高速公路2004年建成通車，病害較多。據(jù)調(diào)查，因拆遷困難 ，導(dǎo)致有效工期縮短，堆載預(yù)壓期嚴重不足，造成路基不均勻沉降。 除路以外，橋面伸縮縫也有一定損壞；工后沉降較大，橋頭跳車比較 嚴重，個別路段幾乎是每橋必跳，甚至出現(xiàn)重車通過時橋頭搭板反彈 的現(xiàn)象；實行彈性收費政策以來，集裝箱卡車交通量猛增，加速了各 種病害的產(chǎn)生和擴展。同時發(fā)現(xiàn)橋梁梁底出現(xiàn)裂縫，最近已經(jīng)維修加 固。 裂縫 橋頭不均勻沉降 伸縮縫破損 5損壞工程實例2某高速公路 修補處周圍病害擴展 5損壞工程實例2某高速公路 該高速公路于2002年建成通車后平整度衰減較快，超載 預(yù)壓時間太短，路基不均勻沉降較大，同時粉煤灰三渣基層 厚度不足，彎沉檢測50%以上未達標。高速公路建成后路面 坑槽、龜裂較嚴重，尤其是隨著集卡車交通量的快速增長， 病害范圍和程度越來越嚴重。而在原老路上改建，路基相對 穩(wěn)定，路面病害相對較少，整個路段橋頭跳車現(xiàn)象不很明顯 ，原因在于橋頭施工時堆載預(yù)壓時間較長，橋頭不均勻沉降 較小。 5損壞工程實例3某高速公路 該高速公路于2005年建成通車，由于路基的壓 實度及穩(wěn)定性較差，二灰碎石基層厚度達不到設(shè)計 要求，且壓實度不夠而出現(xiàn)松散現(xiàn)象，路面設(shè)計采 用AK防滑面層，空隙率較大，建成通車后路面滲水 較嚴重。該高速公路建成通車僅一年多，就出現(xiàn)坑 槽較多的病害，而且局部路段出現(xiàn)了較大面積的坑 槽。2007年開始對病害路段進行翻挖和修補。 5損壞工程實例4某高速公路 6損壞機理 v瀝青及混合料：均勻性，空隙率，粘附性，強度 ，級配； v結(jié)構(gòu)：過剛的基層導(dǎo)致面層剪應(yīng)力過大，厚度不 夠，路基材料； v施工：分層過多,變異性大，壓實不足； v排水、防水：設(shè)計比較弱； v荷載：輪載與胎壓超載； v新的損壞機理。 p設(shè)計 p施工 p管理 7措施 7.1設(shè)計 合理預(yù)測未來交通組成，進行合理的厚度設(shè)計和路面結(jié)構(gòu)組合。 面層厚度變化時彎拉應(yīng)變變化趨勢圖 面層厚度變化時壓應(yīng)變變化趨勢圖 7.1設(shè)計 考慮技術(shù)經(jīng)濟因素，優(yōu)化得出合理的厚度組合 性 能 使用年數(shù) 路面的全壽命分析：分析期內(nèi)的技術(shù)、經(jīng)濟綜合優(yōu)化 7.2施工 u嚴格控制原材料質(zhì)量，瀝青、集料表面紋理、 新鮮度等； u根據(jù)經(jīng)驗和理論知識優(yōu)化混合料的級配組成， 確定合理的最佳用油量； u選擇先進施工工藝和機械設(shè)備，制定完善的施 工方案，控制好混合料的均勻性、攤鋪和碾壓的 施工質(zhì)量 ； 7.2施工 設(shè)計考慮 運輸 攤鋪:適當?shù)乃俣群蛯挾?溫度不均勻 變異性與集料最大粒徑的關(guān)系 7.2施工 轉(zhuǎn)運車 7.2施工 7.2施工 v攤鋪厚度 v攤鋪機的狀態(tài) v攤鋪中的分層 v雙層攤鋪 7.2施工 v影響壓實的因素 混合料的特性 混合料溫度 氣溫 基面溫度 厚度 風(fēng)速 7.2施工 v努力提高施工人員的綜合素能。 瀝青路面中的病害給道路交通帶來各種隱患 ，這是一個不容忽視的問題，但這些病害不是不 可克服的，只要我們認真選材，精心設(shè)計，把握 住各個施工環(huán)節(jié)，嚴格按照施工規(guī)范和操作規(guī)程 進行施工，做好道路養(yǎng)護工作，加強交通管理， 很多病害是可以避免或降低其破壞力的。 邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的 工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩(wěn)定和安 全，尤其是道路邊坡，直接危及道路運營的車輛和 人員安全性。 邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質(zhì)體 ，是廣泛分布于地表的一種地貌景觀。峰巒起伏的 山川大地，有千變?nèi)f化的邊坡所顯現(xiàn)；蜿蜒曲折的 河流湖泊，有水上和水下的邊坡所約束。 邊坡工程廣泛地存在于道路工程中，常常作為 附屬結(jié)構(gòu)，起到維護道路正常運營的目的。 邊坡工程研究的理論基礎(chǔ)需要多種學(xué)科的相互 結(jié)合、相互滲透，不僅包括工程數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、 工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)，還應(yīng)結(jié)合計算機仿真技術(shù) 、巖土工程測試技術(shù)等手段。經(jīng)過100多年的研究 和發(fā)展，從邊坡的規(guī)律性分析，到邊坡的變形破壞 機制的研究，以及邊坡穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報，均 取得了令人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨立 的學(xué)科體系。這一體系應(yīng)包括四大部分： 邊坡（或滑坡）的區(qū)域分布規(guī)律性研究； 邊坡的變形破壞機制研究； 邊坡的穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報； 邊坡工程治理。 課程 學(xué)習(xí)目標 B B C C D D A A 了解公路邊坡工 程的分類、基本 結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史 提高道橋?qū)I(yè) 基本技能 邊坡工程專業(yè)性 的知識儲備 邊坡工程穩(wěn)定性 分析和初步設(shè)計 課程的學(xué)習(xí)目標課程的學(xué)習(xí)目標 課程的結(jié)構(gòu)： 第一章 邊坡工程概述 第二章 邊坡工程的變形破壞 第三章 影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素 第四章 邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的通用條分法 第五章 邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的簡化方法 第六章 滑帶土的抗剪強度 第七章 邊坡工程設(shè)計 課程的結(jié)構(gòu)： 第八章 滑坡的防治工程設(shè)計 第九章 邊坡加固穩(wěn)定性分析 第十章 有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用 第十一章 邊坡工程的坡面防護 第十二章 邊坡工程的監(jiān)測 第十三章 邊坡破壞的預(yù)報 課程成績的考核： 課程成績課程成績課堂考勤 30% 作業(yè)題 30% 表現(xiàn) 10% 思考題 30% 第一章 邊坡工程概述 一、邊坡工程研究內(nèi)容概述 邊坡工程概述 1 邊坡與滑坡的區(qū)別 2 滑坡的危害 3 研究內(nèi)容概述 同樣，這種定義也沒有涉及邊坡與滑面是如何 形成的，而這些與邊坡工程防治休戚相關(guān)，因而這 一定義也不適用于工程防治。 由于邊坡與滑坡成因、滑面形成、失穩(wěn)機理、 穩(wěn)定分析方法及其防治措施等不同而形成了兩種不 同的防治工程，可稱為邊坡工程與滑坡工程。邊坡 是指由于工程行為而人工開挖或填筑的斜坡，坡體 中滑面是新形成的，開挖與填筑前沒有變形與滑動 跡象。而滑坡多數(shù)指山于自然因素而引起坡體變形 或滑動的自然斜坡，坡體中的滑面是自然存在的， 坡體正處于蠕動變形或滑動階段，坡體有變形或滑 動跡象，少數(shù)滑坡指工程開挖形成的斜坡。 2.邊坡與滑坡？ 通常，邊坡與滑坡沒有非常嚴格的區(qū)別標準，通 ?？砂聪率鎏卣鱽磉M行綜合區(qū)別: (1)邊坡指由工程原因開挖或填筑的人工斜坡;而 滑坡指由于自然原因正在蠕動滑動的自然斜坡； (2)邊坡在工程開挖與填筑前坡體內(nèi)不存在滑面 ，但可以存在未曾滑動的構(gòu)造面。開挖前坡體無蠕動 或滑動跡象；滑坡在坡體內(nèi)存在天然的滑面，坡體已 有蠕動或滑動跡象。 (3)當人工斜坡內(nèi)存在天然的滑面或引發(fā)古老滑 坡滑面復(fù)活時，稱為工程滑坡。反之，當天然斜坡危 及工程安全而需治理時則稱為自然邊坡。 因此，邊坡與滑坡的區(qū)別在于： （1）邊坡是涉及工程建設(shè)中的人工斜坡，即使 是自然邊坡也必須與工程建設(shè)有關(guān)； 而滑坡通常是由自然原因引發(fā)的自然斜坡，只有 工程滑坡才與工程建設(shè)有關(guān)； （2）邊坡坡體的滑動面是由于人工開挖與填筑 后才形成的，原先并不存在，且坡體無蠕動與滑動的 跡象； 而滑坡具有自然的滑面，且坡體有蠕動與滑動等 現(xiàn)象。 3. 滑坡的危害 滑坡是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害，對人類的生命則 產(chǎn)帶來重大威脅。例如滑坡可導(dǎo)致交通中斷，河道 堵塞，廠礦城鎮(zhèn)被掩埋，工程建設(shè)受阻。 我國日前正處于經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展的時期?；?坡給水利、鐵路、公路、礦山建設(shè)帶來巨大損失。 滑坡可以發(fā)生在土質(zhì)邊坡，也可能發(fā)生在巖質(zhì)邊坡 。發(fā)生于土質(zhì)邊坡的形態(tài)通常比較單一，基本上以 剪切破壞為主，滑裂面為圓弧型或圓弧與夾泥層的 組合型。 人類與滑坡災(zāi)害作斗爭的努力始終沒有中斷過 。這一努力表現(xiàn)在認識滑坡機理、完善邊坡穩(wěn)定分 析理論和方法、開發(fā)滑坡治理技術(shù)和滑坡預(yù)報等方 面。對滑坡災(zāi)害認識的不斷深化是建立在地理、地 質(zhì)和巖石力學(xué)、土力學(xué)等一系列科學(xué)分支的形成、 發(fā)展和完善的基礎(chǔ)上的?；骂A(yù)報和治理又是圍繞 著確保人身安全和經(jīng)濟建設(shè)順利開展而進行。 只有在諸多領(lǐng)域內(nèi)共同開展深入的研究，人類 才有可能在防治滑坡方面取得重大進展。 二、 邊坡工程的分類 1. 邊坡的組成 關(guān)于邊坡的分類，在國內(nèi)至今還沒有一個公認 的統(tǒng)一分類方法，一般情況下有以下幾種分類方式 : 邊坡分類 BB E E C C DD AA 按巖性不同 地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度 按邊坡高度 按變形情況 按邊坡坡度 1. 按巖性不同分類 根據(jù)巖性不同，邊坡可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡。 2. 按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分類 可以分為自然邊坡和人工邊坡。 3. 按邊坡高度不同分類 按邊坡高低可分為超高邊坡、高邊坡、中邊坡 和低邊坡4類。 4. 按邊坡坡度不同分類 按邊坡坡度可分為微斜邊坡、平緩邊坡、陡坡 、急坡、懸坡、倒坡6種類型。 5. 按變形情況不同分類 未變形邊坡：邊坡巖體未發(fā)生位移變形。 變形邊坡：邊坡巖體曾發(fā)生位移變形。 三、邊坡破壞的特征 （1）破壞形式 崩塌落石 坍塌 滑塌 錯落 傾倒 破壞形式 崩塌，是陡坡上的巨大巖體或土體，在重力 和其他外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象。崩塌過 程中巖體(或土體)猛烈地翻滾、跳躍、互相撞擊， 最后堆于坡腳，原巖體(或土體)結(jié)構(gòu)遭到嚴承破壞 。 崩塌形成條件: 1. 地形450 2. 脆性巖石或上硬下軟 3. 高陡裂隙 崩塌形成機理示意圖 坍塌，是上層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜坡 ，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人工 開挖坡陡于巖體自身強度所能保持的坡度而產(chǎn)生逐 層塌落的變形現(xiàn)象。這是一種非常普遍的現(xiàn)象，一 直塌到巖土體自身的穩(wěn)定角時方可自行穩(wěn)定。 滑塌，是斜坡上的巖體或土體，在重力和其 他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面整體向下以 水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡十分類似，滑 坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或帶)整體向下滑動 。 GZ40陜西省勉縣寧強高速公路K31+300高邊坡在施工中發(fā)生滑塌 傾倒，是陡傾的巖體山于卸荷回彈和其他外 力作用，繞其底部某點向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，它 可以轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可停止在傾倒變形階段 。 錯落，是被陡傾的構(gòu)造面與后部完整巖體分 開的較破碎土體，因坡腳受沖刷或人工開挖和震動 影響，下伏軟弱層不足以承受上部巖體壓力而被壓 縮，引起坡體以垂直下錯為主的變形現(xiàn)象。 落石，是指破碎且節(jié)理裂隙發(fā)育硬質(zhì)巖斜坡 ，軟、硬巖土層和斷層破碎影響帶巖塊逐漸松動、 墜落現(xiàn)象，及大型危巖倒塌、墜落，統(tǒng)稱危崖落石 。 四、邊坡工程的研究意義 （1）明確發(fā)生自然滑坡的條件，了解人工修筑的 工程邊坡所處的安全性環(huán)境； （2）防治工程滑坡的發(fā)生和發(fā)展； （3）明確工程邊坡的計算方法和穩(wěn)定分析方法； （4）了解工程邊坡的加固方法和監(jiān)測手段，為實 際工程提供理論支持。