土木工程质量缺陷事故分析及处理第6章道路工程的质课件.ppt

1、6 道路工程中的质量控制、缺陷和事故土木工程质量缺陷事故分析及处理道路图片本 章 提 要1、引言3、路基、路面常见缺陷分析及处理4、沥青、水泥路面常见缺陷分析及处理2、路基路面工程质量控制要点6.1引言v6.1.1路基工程 1、概念：、概念：路基是按照路线位置修筑的带状构筑物，承受由路面传递来的荷载，且长期处于大自然环境中，受自然环境影响很大的部分 2、要求：、要求：足够的强度、稳定性和耐久性 3、与路面的关系：、与路面的关系：路基是路面的基础，提高路基的强度和稳定性；路面的存在保护路基，避免直接经受车辆和自然因素的破坏作用 4、影响因素：、影响因素：沿线土壤、水文、气候等环境条件 进行路基设

2、计、施工、养护时，考虑自然条件变化规律及人为因素的影响6.1引言v6.1.2路面工程 1、概念：、概念：路面是在路基顶面用各种混合料铺筑而成的层状结构物，包括面层、基层（底基层）和垫层 2、功能要求：、功能要求： 基层：基层：足够的强度和刚度，良好的扩散应力的能力；抗变形能力；较好的水稳定性和温度稳定性；其表面应有良好的抗滑性和平整度 垫层：垫层：位置介于土基与基层之间，改善土基的湿度和温度状况。 3、控制的关键：、控制的关键：严格按照科学要求施工6.2 路面路基的质量控制要点v6.2.1 路基工程的质量控制要点一、填方路基一、填方路基1、填料选择、填料选择 严格执行，符合公路路基施工技术规范

3、2、路堤处理、路堤处理（土质、填石、土石、填筑方法） 路堤填筑应水平分层、分段填筑，分层压实（压实度）（压实度）3、高填方路堤填料要求：、高填方路堤填料要求：强度高、水稳定性好、轻质材料 施工过程中进行沉降观测，按照设计要求控制填筑速率2、桥、涵及结构物的回填中，、桥、涵及结构物的回填中，采用透水性材料、轻质材料、 无机结合料等 台背及路堤间的回填施工：台背及路堤间的回填施工：过渡段、纵横防排水系统6.2 路面路基的质量控制要点二、挖方路基二、挖方路基1、开挖原则：、开挖原则： 土方开挖应自上而下进行，不得乱挖超挖，严禁掏底开挖2、零填及挖方路基压实度应满足要求：、零填及挖方路基压实度应满足要

4、求： 路床顶面以下：路床顶面以下：0-0.3m0-0.3m（高速公路、一级公路、二级公路、三四级公路）；路床顶面以上：路床顶面以上：0.3-0.8m（高速公路、一级公路、二级公路）3、开挖方案的确定根据：、开挖方案的确定根据：岩石的类别、风化程度、岩层产状、岩体断裂构造、施工环境 深挖路基施工：逐级开挖，逐级按设计要求防护2、深挖路基的边坡防护方案，、深挖路基的边坡防护方案，并编制详细的施工方案，获得批准后实施（地质核查，边坡稳定监测）6.2 路面路基的质量控制要点三、特殊路基三、特殊路基 湿黏土、软土、红黏土、膨胀土、黄土、盐渍土、冻土等特殊路基路段，应按公路路基施工技术规范（JTGF102

5、006）的要求进行处理和加固（一）水泥混凝土面层：（一）水泥混凝土面层： 1、原材料的控制：、原材料的控制：水泥水泥（抗压、抗折强度、化学成分、物理性能符合规范要求）集料集料（粗集料：质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石；细集料：天然砂、机制砂或混合砂）水水（饮用水）、外加剂外加剂（配合比试验确定，各指标符合技术规范要求）、钢筋、接缝材料钢筋、接缝材料（填缝料、接缝板、接缝钢筋）v6.2.2 路基工程的质量控制要点 一、面层一、面层6.2 路面路基的质量控制要点2、混凝土配合比的控制、混凝土配合比的控制 a a、配合比设计要求、配合比设计要求 经济性、弯拉强度、工作性和耐久性 b b、时间

6、控制：、时间控制：高温施工，初凝时间不得小于3h（否则采用缓凝或保塑措施）；低温施工，终凝时间不得大于10h（否则采取促凝或早强措施） c c、水灰比、砂率、用水量符合规定、水灰比、砂率、用水量符合规定 d d、配合确定后，应在实验室进行试配检验和调整、配合确定后，应在实验室进行试配检验和调整6.2 路面路基的质量控制要点3、施工质量控制、施工质量控制 a a、水泥面板施工前施工前应进行路基、基层、封层的检查与整修施工前的准备工作 b b、应根据拌合物的黏聚性、均质性及强度稳定性试拌确定最佳拌和时间拌和时间 c c、运输到现场的拌合物必须具有适宜摊铺的工作性适宜摊铺的工作性 d d、面层铺筑、

7、面层铺筑符合公路水泥路面施工技术规范规范要求，三大三大关键质量指标指标：平整度、弯拉强度和板厚 e e、接缝、抗滑构造、养生应符合施工规范要求6.2 路面路基的质量控制要点（二）热拌沥青混合料路面（二）热拌沥青混合料路面1、原材料的质量控制、原材料的质量控制 a a、沥青：、沥青：针入度、软化点、延度、动力粘度等应符合道路石油沥青的技术要求。 b b、集料：、集料：粗细集料应洁净、干燥、表面粗糙（压碎值、磨耗值、吸水率、用料规格、沥青粘附性） c c、填料：、填料：采用憎水性石料磨细后的矿粉，干燥洁净。 d d、纤维：、纤维：在沥青混合料中掺加的纤维稳定剂宜选用木质素纤维、矿物纤维等，其性能指

8、标应符合规定要求。6.2 路面路基的质量控制要点2、热拌沥青混合料配合比的控制、热拌沥青混合料配合比的控制 马歇尔试验配合比设计方法马歇尔试验配合比设计方法 车辙试验、马歇尔试验、冻融劈裂试验、弯曲试验3、热拌沥青混合料的拌合、热拌沥青混合料的拌合 a、沥青混合料必须在沥青拌合厂（场、站）采用拌合机械拌制（间歇式拌和或连续式拌和机拌制） b、沥青混合料拌制时间根据具体情况经试拌确定，以沥青均匀裹腹集料为度（间歇式：每盘至少45s） c、沥青混合料的施工温度应符合公路沥青路面施工技术规范要求6.2 路面路基的质量控制要点4、热拌沥青混合料的运输、热拌沥青混合料的运输 热拌沥青混合料宜采用较大吨位

9、的运料车运输，运料车应在摊铺机前100-300mm处停住，空挡等候5、热拌沥青混合料的摊铺、热拌沥青混合料的摊铺 a、摊铺前检查基层或下卧沥青层的质量 b、热拌沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺 c、摊铺机开工前应提前0.5-1.0h预热烫平板，使其温度不低于100 d、摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，提高平整度，减少混合料的离析 e、摊铺时应严格控制摊铺厚度和平整度，避免离析，注意控制摊铺和碾压温度，碾压至要求的密实度6.2 路面路基的质量控制要点6、热拌沥青混合料的压实及成型、热拌沥青混合料的压实及成型 a、沥青混凝土的压实层最大厚度控制（100mm） b、压路机应以慢而均匀的速度碾压

10、，压路机的碾压速度应符合规定要求 c、压路机的碾压温度满足要求，并根据混合料种类、压路机、气温、层厚等情况经试压确定。 d、初压、复压、终压必须按施工技术规范要求严格进行7、热拌沥青、热拌沥青混合料的质量应满足公路沥青路面施工混合料的质量应满足公路沥青路面施工技术规范技术规范6.2 路面路基的质量控制要点 1、水泥稳定土、水泥稳定土 a a、适用于各级公路的基层和底基层、适用于各级公路的基层和底基层 b b、水泥稳定土颗粒大小的控制、水泥稳定土颗粒大小的控制 c c、水泥稳定土、水泥稳定土7d7d浸水抗压强度控制浸水抗压强度控制 d d、路拌法施工（松铺系数）、路拌法施工（松铺系数） e e、

11、混合料拌合均匀后应色泽一致，无明显粗细集料离、混合料拌合均匀后应色泽一致，无明显粗细集料离析现象，且水分合适和均匀析现象，且水分合适和均匀 二、半刚性基层（底基层）二、半刚性基层（底基层）6.2 路面路基的质量控制要点2、石灰稳定土、石灰稳定土 a a、适用于各级公路的底基层以及二级以下公路基层、适用于各级公路的底基层以及二级以下公路基层 b b、石灰的技术指标、石灰的技术指标 c c、石灰稳定土路拌法和厂拌法拌和以及碾压的关键技术、石灰稳定土路拌法和厂拌法拌和以及碾压的关键技术3、石灰稳定性、石灰稳定性 a a、适用于各级公路的基层和底基层、适用于各级公路的基层和底基层 b b、石灰、粉煤灰

12、质量应符合规定（集料颗粒大小）、石灰、粉煤灰质量应符合规定（集料颗粒大小） c c、二灰稳定土路拌法和厂拌法和以及碾压的关键技术控、二灰稳定土路拌法和厂拌法和以及碾压的关键技术控制同石灰稳定土制同石灰稳定土6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理v6.3.1 路基沉陷 1、概念：、概念：路基沉陷指路基在垂直方向产生较大的沉落，从而引起局部路段的破坏 2、路基沉陷形式：、路基沉陷形式： 一是一是路堤本身的压缩沉降 二是二是由于路基下部天然地面承载力不足，在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的下沉 3、原因：、原因：路基材料选用不当，填筑方法不合理，压实度不足，在路基堤身内部形成过湿的夹层，在

13、荷载和水温综合作用下，引起路基沉缩 4、结果：、结果：路面的沉陷、裂缝、桥头跳车等6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理5、不同路基形式的沉陷、不同路基形式的沉陷 （1 1）软土地基沉陷）软土地基沉陷 加固措施：浅层处置，铺砂（砾）垫层、土工合成材料，袋装砂井，塑料排水板，做砂桩、碎石桩、加固土桩，预压法 关键问题：采取处理措施后到铺筑路面前容许软土地基固结沉降的时间太短袋装砂井、塑料排水板或桩体没有打穿软土层 （2 2）软高填方路基沉陷）软高填方路基沉陷 高填土下沉的原因：工程地质地形、水文气候、路堤填料不当、设计施工、固结沉降时间不足 预防及处理措施：（从原因出发，对症下药） 案例分析：实例

14、案例分析：实例6.16.1四川盆地某高速公路四川盆地某高速公路6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理v6.3.2 路基翻浆 1、概念：、概念：潮湿地带的路基在冰冻过程中，土中的水分不断地向上移动聚集，引起路基冻胀。春融时，路基湿软，强度急剧降低，加上行车荷载的作用，使路面发生裂缝、鼓包、冒浆、车辙等现象。 2、翻浆分类：、翻浆分类： （1 1）根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度不同：轻型、）根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度不同：轻型、中型、重型中型、重型 （2 2）导致翻浆的水分来源不同分类见下表：）导致翻浆的水分来源不同分类见下表：6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理 3、翻浆产生原因及影响因素

15、：、翻浆产生原因及影响因素： 行车荷载、气候变化、温度升降 4、翻浆的治理措施：、翻浆的治理措施： 六字方针六字方针：截、降、引、切、换、补 具体措施具体措施 抬高路基、换填土、完善路基排水、铺设透水性隔离层、改善路面结构层 案例分析：实例案例分析：实例6.26.2平南某高速公路平南某高速公路6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理v6.3.3 路基边坡滑塌 1、分类：、分类：溜方、滑坡 2、概念：、概念： （1 1）溜方：）溜方：由少量土体沿土质边坡向上移动而形成，通常指边坡上表面薄层土体下溜，主要由流动水冲刷边坡或施工不当而引起的 （2 2）滑坡：）滑坡：部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动，

16、主要是由于土体的稳定性不足所引起 3、防治措施：、防治措施： 防治滑坡以排水疏导为主，还应有必要的支档结构物，具体措施为：排水疏导；支档（抗滑垛、抗滑挡土墙、锚杆挡土墙、抗滑桩）；减重；改线；种植 案例分析：实例案例分析：实例6.36.3某国道公路某国道公路6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理v6.3.4 桥头跳车1、原因分析：、原因分析： （1）桥台及台后填方路基的沉降差异 （2）台后填料受渗水侵蚀引起变形 （3）台后压实不足 （4）桥台伸缩分破损导致桥头跳车2、预防及处理措施：、预防及处理措施： 桥头跳车产生的根本原因是构筑物与两端接线路堤间存在沉降差，因此应从设计、施工、管养等方面采取综

17、合治理措施以减少其沉降差，具体措施如下： （1）地基加固处理 6.3 路基工程常见缺陷、分析及处理（2）桥头设置过渡段 设置枕梁和搭板、变厚式埋板、铺设预制路面过渡（3）设置柔性桥台（4）正确选择台背填料（5）严格按照台背填方碾压方法进行压实（6）设置完善的排水设施（7）注重桥头路面的接缝和伸缩缝的处理6.4 路面基层常见缺陷、分析及处理v6.4.1 基层强度不足和不均匀性问题 基层分为半刚性基层、刚性基层和柔性基层三种，其中半刚性基层因强度高、稳定性好、抗冻性强而成为我国各级公路普遍采用的基层形式，本节重点分析半刚性基层的质量缺陷问题。1、原因：由于施工不规范引起、原因：由于施工不规范引起

18、（1）原材料质量不符合要求 （2）混合料的含水量和干密度未严格控制，不符合要求 （3）混合料集料级配不合理 （4）路拌法施工控制不严格，导致混合料拌合不均匀，水泥撒铺、加水拌和到压实的延迟时间过长6.4 路面基层常见缺陷、分析及处理v6.4.2 基层裂缝 （5）碾压机械配制不合理，未达到规定的压实度 （6）添加剂种类（综合稳定土）不合适 （7）养生条件差，养生不及时1、分类：干缩裂缝、温缩裂缝、分类：干缩裂缝、温缩裂缝2、概念、概念 （1）干缩裂缝： （2）温缩裂缝：3、原因、原因 （1）干缩裂缝：土的塑性指数较高；无机结合料含量太高；为严格控制含水量，石灰土拌和和碾压时含水量可能大于最佳含水

19、量等6.4 路面基层常见缺陷、分析及处理 （2）温缩裂缝：含水量、集料或土含量不符合要求，温度变化下产生的裂缝v6.4.3 基层抗冲刷能力不足1、概念、概念 半刚性基层的抗冲刷性能是指成型的无机结合料结构层抗高速水流或挟砂水流冲刷、磨损的性能2、结果、结果 导致沥青路面唧浆、坑洞等病害，导致水泥路面产生板底脱空和唧泥现象6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理 由于材料性能的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现车辙、泛油、开裂、波浪、拥包、松散、坑槽等常见病害，严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面的使用寿命v6.5.1 车辙1、形成、形成 车辙一般是在温度较高

20、的季节，沥青面层在车辆的反复碾压下产生剪切破坏，发生了永久变形和塑性流动而形成。2、表现、表现 轮迹带均匀下降，对纵向平整度无明显影响，但当车轮偏移时会引起行车晃动，当车辙达一定程度，横向排水不畅6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理3、原因、原因 （1）磨耗型车辙：由于大颗粒集料缺乏韧性、带突钉轮胎作用、集料级配空隙太大以及集料周围沥青膜厚度不足 （2）结构型车辙：由于基层等路面结构层或路基强度不足，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面 （3）失稳型车辙：由于交通荷载产生的剪切应力的作用下，路面层材料失稳，凹陷和横向位移形成的4、案例分析：实例、案例分析：实例6.4某高速公

21、路某高速公路6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理v6.5.2 泛油1、概念、概念 沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青，这种现象陈为泛油2、原因、原因 （1）配合比设计方法的局限性 （2）施工工艺的影响（如，拌活设备） （3）路表水的影响3、案例分析：实例、案例分析：实例6.5石家庄石家庄安阳高速公路安阳高速公路6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理v6.5.3 坑槽1、类型、类型 （1）破损形式及成因分类：表面层产生坑槽、表面层及中面层同时产生坑槽、底面层和基层间产生坑槽、刚性组合式路面“含桥面”产生坑槽 （2）坑槽破损大小及严重程度分类：轻微破损、中等破损、较严重破损、严

22、重破损2、原因、原因 （1）水损害引起的坑槽破损（最根本原因） （2）交通荷载造成坑槽破损扩展3、案例分析：实例、案例分析：实例6.6某全长为某全长为133.37km的高速公路的高速公路6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理v6.5.4 裂缝（最常见病害）1、危害：、危害：在于从裂缝中不断渗入的水分使基层甚至路基强度降低，加速路面破坏2、按表现形式不同分类：、按表现形式不同分类： （1）横向裂缝：垂直于行车方向的裂缝 横向裂缝分为荷载型（设计或施工不当、车辆严重超载）和非荷载型（主要形式，沥青面层温缩裂缝） （2）纵向裂缝：平行于行车方向的裂缝 原因：沥青路面接槎处未处理好、路基压实度不均匀或由

23、于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起 （3）网状裂缝：由于路面的整体性强度不足而引起6.5 沥青路面常见缺陷、分析及处理v6.5.5 唧浆1、概念：、概念：唧浆是路表水通过沥青面层空隙（或裂缝）渗入基层，使基层表面软化、膨胀，在车辆荷载的连续作用下，基层产生泥浆并通过面层空隙（或裂缝）喷射而出的现象2、后果、后果 一方面，带走了相当一部分路段细料，另一方面，污染了沥青面层，降低了面层的自愈能力，还会进一步形成坑槽，加速路面的破坏3、原因分析、原因分析 气候因素；路面结构类型的影响；路面排水的影响；施工质量的影响；超载运输的影响6.6 水泥路面常见缺陷、分析及处理v6.6.1 裂缝与断板水泥混

24、凝土路面的病害大体分为：结构性损坏和非结构性损坏 （1）结构性损坏：严重裂缝、沉陷、错台、碎裂、拱起等 （2）非结构性损坏：微裂缝、露石、麻面、剥落、磨光、接缝损坏、孔洞和坑槽等。 本节主要介绍水泥路面的结构性损坏1、概念、概念 由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的水泥混凝土路面板，称为断板2、原因、原因 （1）内因：水泥混凝土本身的质量问题（安定性、强度、集料含泥量等）6.6 水泥路面常见缺陷、分析及处理v6.6.2 板底脱空和唧泥 （2）外因：如基层标高失控和不平整、由于搅拌不足或过分、振捣不密实而导致的混凝土强度不足或不均匀、混凝土浇筑间断、养生不及时或养护方法不当、

25、切缝不及时、新旧路接触部位处理不好、过早开放交通、地下隐蔽构造物修建不好等1、概念、概念 车辆荷载作用下，基层中的细粒材料从接缝和裂缝处与水一同喷出，致使板体与基层逐步脱空。脱空是路面板与基层部分分离而产生空隙6.6 水泥路面常见缺陷、分析及处理2、预防和处理措施、预防和处理措施 （1）填缝材料质量符合要求以减少渗水和冲刷 （2）基层应采用耐冲刷材料，基层表面应平整、坚实，不得用松散细集料整平 （3）设计路面结构时，应增设结构层内部排水系统，减少水的腐蚀 （4）采用硬路肩，防止细料从路肩渗入缝内，减少细料的移动、堆积 （5）易产生不均匀沉降的地段，应进行加固，并宜采用较厚的半刚性基层案例分析v

26、 案例一：工程概况 某公路，全长40.38km，路面结构为：三灰砂底基层、二灰稳定碎石层、水泥碎石稳定层、15cm多碎石沥青混凝土。经过6年的运营后，发现在雨季连续降雨或间断降雨时，不同程度地出现沥青路面严重唧浆现象。原因分析： 通过对唧浆现象进行了长期深入的细致观察和研究后发现：结构本身的缺陷。该路段为半刚性基层沥青路面，本身也易渗水，降雨过后，若没有强烈的日照且气温很高时，路面坑槽、拥包等就会有润湿现象。案例分析 其他病害诱发。在路面挖补施工中，发现凡是唧浆部位下部的水泥稳定层无一例外地出现了横向裂缝，并且裂缝表面结构材料呈粉碎性沉陷坑。 排水不畅。随着公路使用年限的增加，道路外侧排渗水沙

27、砾、碎石功能层功能下降，也增加了渗水在路基中的滞留时间。透水病害是石黄高速公路路面唧浆现象的根本原因。 案例分析病害整治： 对于路面严重网裂、唧浆、沉陷的部位，挖除沥青混凝土面层和松散的水泥稳定级配碎石土基层，铺筑贫水泥混凝土基层，喷洒透层油后铺筑沥青混凝土面层。 对于路面多处已做过连续修补的和“补中补”较集中的路段，刨沥青混凝土面层后，根据现场水泥稳定级配碎石土基层的实际状况分别进行治理。 待现有路面病害全面治理完工后，采用4cm的AC-13F型SBS改性沥青混凝土整体罩面措施对该路段进行预防性养护，从防水角度消除路面水损坏的发生，同时路面厚度由原来的15cm增加到19cm，有效防止基层反射

28、裂缝的产生。案例分析v 案例二：工程概况： 大庆市某道路工程第二标段中央两米分隔带两侧各为10m水泥混凝土面板。路面结构自上而下分别为22cm水泥素混凝土面板、20cm水泥稳定沙砾、30cm水泥石灰稳定土。K0+030K0+800段路面施工正值北方夏季高温时期。完成基层施工后即展开分段浇注水泥混凝土路面板，混凝土浇注完后隔一天按5m一块对混凝土路面板锯缝分块。几天后，大量混凝土板发生开裂现象，并出现数块混凝土路面板断裂，其断裂部位不是发生在理论上的锯缝处，而是发生在离锯缝约1m远处，板下的水泥石灰稳定层也被拉断，断板数量大大超出路面板的正常值。案例分析原因分析： 由于混凝土的坍落度很小，仅为1

29、cm，流动性不足，混凝土材料本身也未掺加减水剂及其他外加剂来促进混凝土的工作性和流动性，致使硬化前没有沉实、沉实不足或不均而发生塑性收缩裂缝。 混凝土浇注振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土的干缩性能大，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。案例分析原因分析： 在高温季节里，炎热气温和日晒加速混凝土失水，而施工时，又未采取任何混凝措施。 养护不当也是造成路面板裂缝及断裂的另一原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力；过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化而产生急剧的体积收缩，此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种应力而开裂。 混凝土路面板锯缝时间太迟，也可能造成裂缝及断板。