（交通运输规划与管理专业论文）沿海地区道路结构物病害研究.pdf

摘要 我国水泥混凝土道路的通车里程约为十几万公里，目前仍有一些水泥混凝 土道路新建，但从我国沿海地区的道路的使用情况来看，其病害情况较为严重。 本文全面调查了秦皇岛地区的道路结构物的使用状况，从中总结出秦皇岛地 区道路结构物病害存在的普遍问题，并进行了重点的研究。研究发现道路病害破 坏比较严重，断板率一般较高，裂缝、沉陷和碎裂严重。一般情况下，错台、唧 泥、桥头跳车、路面拱起轻微。病害主要集中在行车道，超车道病害较少，超重 车是病害发生的主要因素之一；结构物方面，本章对秦皇岛地区沿海公路上投入 使用1 0 年左右的钢筋混凝土桥梁和秦皇岛地区部分道路路段进行了的氯离子现 场调查和检测，调查结果显示这些混凝土桥梁中普遍存在损伤开裂、钢筋锈蚀、 保护层剥落等现象，路面出现了大量的麻面现象等，究其原因主要是沿海地区气 候和氯离子浓度超标所致。 本文根据道路病害产生的原因和部位的不同将病害分为两类：接缝处的破 坏和板内破坏，深入研究了不同病害形成的机理。并用路面状况指数p c i 、断 板率d b l 、整体损坏系数c 三个指标对路面破损状况进行评定，得出各个评定 等级，并且通过数学分析，回归出数学模型，并通过显著性检验，结果符合要 求。同时检测出桥梁某些部位的氯离子侵蚀程度严重，氯离子浓度大于引起钢 筋锈蚀的临界值，可能已经或将要引起钢筋的锈蚀，必然影响桥梁的耐久性和 正常使用，有必要采取相应的维修和保护措施。 随后，对于桥梁损坏的状况，进行了室内模拟实验，实 a b s t r a c t t h em i l e a g eo f m ec o n c r e t er o a do f c e i i l e n to f o l l rc o l l i l 订yi sa b o u tm o r e 也a n t e n 吐1 0 u s a n dl c i i o m e t e r s ，s o m ec e m e n tc o n c r c t ep a v e m e n t sa r cs t i l lb u i l ta tp r e s e n t ， b u t 、，i e w e d 丘d mm er o a dt 0t h ec o a s t a la r e ao f o u rc 0 1 1 1 1 缸mi t s 筋l u r es i 觚出o ni s c o m p a r a t i v e l ys e r i o u s t h i st e x th a sc 枷e do nd c e 口r e s e a r c ho nm er o a ds t r i l c m r eo fn l ea r e ao f q i l l 一h u a n g d a o ，i th a si n v e s t i g a t e d a l lc h a n g e sm eb e h a “o ri ns e r v i c eo fm a d s 咖c n 玳so f t l l ea r e a ，s 硼n a r i z e st h eg e i l e m 】q u e s t i o ne x i s t i n gi nf a i l u r eo f m er o a d s 帆m no fa r e ao f q i n h u a i l 酣a o 筋mi t ，a i l dh 嬲c 枷e do n 血er e s e a r c ho f t l l e f o c a lp o i n t d i s c o v 盯也a t “i sr e l a t i v d ym o r cs e r i o u s 也a t 也er o a dd e f e c t si s d 咖y e d ，m ed i s c o 衄e d c db o a r dr a t ei sg e n e r a j l yr e l a t i v d yh i g i l ，c r a c k ，s i n k sa i l d c r a c k e da r es e r i o u s g e n e r a l l ys p 凼& m ef 乱1 t e dj o i n ts l a b s ，m u d - p 1 】r n p 如吕b u m p a tb i i d g e - h e a d ，b l o w i n gu ps l i 曲y n l e 筋l u r ec o n c e n 缸a t e so n 也e 胍w a ym a i l l l y 也e r ei sl e s s 协l u r eo fo v e r t a b n gl a n e ，l ec a ro v e r w e i g h ti so n eo ft h ed o m i n a n t s f a c t o rt a ：i ( i n gp l a c e b r i d g er e s p e c t ，m e 姗o r c dc o n c r e t eb r i d g ci na b o u t1 0y e a r s a n ds o m ed 1 l o r i d e si o ns c e n ec a r r i e do ni nm a dh i g h w a ys e c t i o no fa r e ao f q i l l h l l a n 舛a os u i tw d l t h a tt l l i sc h 印t e rc o m e si n t oo p 眦t i o nt o 1 ec o a s t a lh i 曲w a y o fa r e ao fq i n - h u a l l g d a 0c h e c ka n dm e a s u r e ，廿l ei i e s t i g a t i o nr c s m ts h o w st 1 1 a tt h e c o n c r e t eb r i d g ei s g e i l e r a l l yd 锄a g e d 奇a 咖血g ，s u c hp h e n o m e n a 觚r e i n f b r c e d c o r r o s i o 玛a 1 1 t i 曲r 嬲i o n1 a y e rp e e lo 噩s u r f a c em a ta p p e a ral a r g en 1 1 i n b c ro fb a l l a s t s u r f h c e dp h e i l o m e n aa n dw a i tf o r ，矗i sm a i m yt h a tt 王l ec l i m a t e 证也ec o a s t a la r e a 卸d i o nc o n c e n 仃a t i o no f 6 h l o 血ee x c e c ds t 姐d 盯dt oc a u s et ot r a c ei tt oi t sc a l l s e t h er e a s o nw 1 1 yt l l ef o u n d a t i o nr o a dd e f e c t so fm i st e x tp r o d u c e sd i v i d e s d i s e a s ei n t ot 、v ok 砌sd i f f 打e n t 厅o ms t a t i o n ：d e s 打d vi n 也ed e s 价l c 廿o na n db o a r do f n l es e a m ，血r m e r i n v e s t i g a t e 吐l em e c h a i l i s mn o tf o m e dw i mm ed i s e a s e a n d e v a l u a t em ed a m a g c ds t a t eo fs u r f a c em a tw i t l li n d c xp c io fp a v e m e n tb c h a v i o r ， d i s c o 衄e c t e db o a r dr a t ed b l ，w h o l ed 锄a g ec o e 伍c i e n tc 妇e ei n d c x e s ，d r a we a c h i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 躲避隰殛址j 彦 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 、 签名：雄导师签名：墼 第1 章绪论 自建国以来，我国的公路建设历经五十多年，取得了巨大成就。“九五”期 间，公路建设实现了跨越式发展，公路建设完成了投资8 9 7 4 亿元，比“八五” 增加了3 倍。五年新增公路2 4 万多公里。到2 2 年底，全国公路总里程超过 1 7 6 5 万公里，高速公路里程突破2 5 万公里，跃居世界第三位l l j 。“五纵七横” 国道主干线建成1 8 万公里，占规划里程的一半以上。同时公路网整体技术水 平也有较大提高，二级以上公路里程达到1 8 9 万公里，占总里程的1 3 5 ，高 级、次高级公路里程占公路总里程的4 2 5 。随着高等级公路比例的提高，水 泥混凝土路面的修筑里程也迅速增长，与此同时，水泥混凝土路面的病害问题 逐渐显露出来。 本论文针对我国秦皇岛地区道路作为主要研究对象，论文回顾了水泥混凝 土路面在国内外的发展现状，概括了水泥混凝土路面病害的主要类型与成因， 并结合在秦皇岛市实际调查病害的情况，进行了定性划分，根据外业调查和内 业实验的结果，综合分析了产生路面病害的主要原因，并针对秦皇岛市公路病 害提出了切实可行的整治和修补方案，以服务于工程实践。其中，本文还重点 研究了氯离子渗透导致道路结构物发生病害的问题，同时也为其他具有相似地 质条件的道路殴计和施工提供了一定的借鉴。 1 1 问题的提出 近几年来，随着我国经济建设的迅速发展，以高速公路为代表的高等级公 路建设和公路运输事业突飞猛进，取得了很大的进步。与此同时，道路上的交 通量和轴载迅速增长，车速不断增大，对公路路面结构使用性能的要求也随之 相应提高，然而，由于水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、养 护费用少、经济效益高和有利于夜间行车等优点【2 】。 基于此种情况，我国各地相继修建了大量的水泥混凝土路面。这对于提高 我国公路路面的质量，增强公路的抗灾能力，改善公路的行车条件，提高客货 运输效益，起到了积极的作用。 长期以来，我国的公路路面一直以柔性( 黑色沥青混凝土) 路面为主。然 而由于我国的沥青资源有限，沥青含蜡量高，质量较差优质路用沥青的严重 不足，用于重型交通的道路建设的石油沥青大量依靠进口。自从g o 年开始，针 对我国煤炭、石灰岩矿藏丰富，而石油资源相对短缺，优质沥青不足的实际资 源条件和公路事业的发展需要，我国在水泥混凝土路面上的研究和运用越来越 源条件和公路事业的发展需要，我国在水泥混凝土路面上的研究和运用越来越 北京工业大学硕士学位论文 多，刚性( 白色水泥混凝土) 路面在公路中所占的比例也逐年增长。尤其在我 国的南方地区由于气候湿热，降雨量大，修建公路时往往更倾向于选择水泥混 凝士路面。这不仅有利于合理利用丰富的水泥资源，而且促进了公路干线路面 质量的改善和提高。 然而，随着水泥混凝土路面的发展，水泥混凝土路面的养护管理和病害治 理等工作也日益繁重。早期修建的水泥混凝土路面大多数已接近使用年限，需 要大规模的翻修；近期修建的许多水泥混凝土路面，由于设计、材料、旌工技 术、施工管理和质量控制等方面的原因，以及自然环境对路面的影响，使路面 在投入使用三五年后就出现了大量不同程度的破坏。 1 2 国内外研究现状 1 1 2 1 水泥混凝土道路在国内外的发展现状 水泥混凝土路面由于其刚度大、荷载扩散能力强、稳定性好、使用年限长 等特点，正在越来越受到各国道路工程界的重视。纵观世界各国，无论是工业 发达国家，还是发展中国家对于水泥混凝土路面的修筑技术都一直在进行着探 索和研究，使得水泥混凝土路面在技术上日趋完善，并且具有更突出的经济性， 以得到更广泛的应用。尤其在交通量较大的高等级道路中，水泥混凝土路面更 是受到青睐。 世界各国的水泥混凝土路面都占有较大的比例。早在二战前，德国修筑的 第一条高速公路就是水泥路面：英国在新建的道路中，水泥路面占5 5 ，美国 则占到4 8 5 ，德国和法国也都在3 9 以上的比例【3 】；更有甚者，在比利时，交 通部门规定新建道路必须全部采用水泥混凝土路面，而沥青路面仅用于已有道 路的维修和改建。 在我国，修筑水泥混凝土路面已经有几十年的发展历史了。早在五六十年 代，由于国家基础建设资金有限，水泥资源短缺，修筑的水泥混凝土路面数量 很少，全国水泥混凝土路面不到3 0 0 k m ，仅占高级、次高级路面里程的0 9 。 7 0 年代，浙江、广东、江苏等省在沥青供应不足的情况下，开始较多地修筑水 泥混凝土路面，而且随着修筑里程的增长和对水泥混凝土路面技术研究工作的 较多开展，使得国内的水泥混凝土修筑技术逐步改进，并积累了一定的实践经 验，质量也不断提高。8 0 年代后期，交通部根据我国的资源环境条件和公路事 业发展的需要，开始积极推广和发展水泥混凝土路面，并进行了我国水泥混 凝土路面发展对策及修筑技术的研究，为我国的水泥混凝土路面的快速发展 第1 覃绪论 提供了可靠的科学基础和依据。从8 8 年底到9 8 年底，水泥混凝土路面由8 2 6 4 l ( i i l 上升到8 3 6 5 2 k m ，十年内净增7 5 3 8 8 k m ，是前3 8 年修筑总里程的9 倍多。尤其 是9 4 年以后，每年修筑的里程均超过了1 0 0 0 0 k m ，仅9 8 年一年，水泥混凝土 修筑里程就达1 4 9 1 2 k m 。 截止到1 9 9 8 年底，水泥混凝土路面占高级、次高级路面的比重由1 9 7 0 年 的o 9 上升到1 6 9 。而且随着道路等级不断提高的必然趋势和交通的日益重 型化，水泥混凝土路面将越来越广泛地在道路建设中得到应用。 当然，水泥混凝土路面在经历了几十年发展后的今天，由于早期修建的路 面已接近使用年限，而且相当部分的水泥混凝土路面由于最初的认识不够和设 计施工中的问题，路面的平整度、行车情况较差，并产生了较大程度的破坏， 出现了一些开裂、断裂、沉陷、错台等病害，使得维修养护任务越来越重。因 此，加强对水泥混凝土路面的养护和修复，加深对路面病害的认识和研究，已 经成为道路工程界一个亟待开展的任务。 1 2 2 水泥混凝土道路的特点 水泥混凝土路面的蓬勃发展和兴起，正是源于工程界对水泥混凝土路面特 点认识的不断深入和发掘。水泥混凝土路面能够适应日益发展的交通运输所必 须的载重量大、速度高、密度大等要求，同时具有汽车运行所必须的足够的平 整度，很好地耐磨性和必要的粗糙度，可以确保汽车高速安全行驶【4 】。 水泥混凝土路面具有较高的抗折、抗压强度和抗磨耗的力学强度，能够经 受较重的车轮荷载和车轮的重复作用引起的路面磨耗。 水泥混凝土路面具有较好的稳定性。路面的物理力学性能受自然因素影响 较小，它不象沥青路面到了夏季软化，强度降低，有时甚至引起车辙；而且它 的强度能随着时间的增长而提高，对于各种油类侵蚀的抵抗能力也比较强。因 此，水泥混凝土路面由于它稳定性和较高强度，服务年限较长，一般设计年限 均在3 0 4 0 年。 水泥混凝土路面造价适中，养护维修费用少。虽然在建设修筑中的投入要 比沥青路面高( 当然近十几年来，由于国际石油价格的迅速上升，交通量和车 辆轴重的增加，这种差距正在缩小) ，但水泥混凝土路面的一个突出优点就是 用于路面养护的投资、材料和人工都比沥青路面低7 0 左右，这意味着水泥混 凝土路面同时也具有较好的经济性。 水泥混凝土路面由于表面一定的粗糙度，抗滑性能好，可以保持车辆有较 高的安全驾驶车速，而且不会因为路面在雨后潮湿而引起摩擦系数降低，影响 车辆行驶。当然，水泥混凝土路面在修筑和养护中，仍然存在其自身不可避免 北京工业大学硕士学位论文 的缺陷。 水泥混凝土路面需要的水泥和水的用量较大。修筑2 0 c m 厚，7 m 宽的水泥混 凝土路面，每千米水泥消耗在4 5 0 5 0 0 吨之间，水则需耗费约2 2 0 吨，再加上 较长时期湿养护所需要的用水，使得水泥混凝土路面并不适用于在水泥供应不 足和缺水严重地区修建。另一方面，水泥混凝土接缝较多，这不仅增加了趋工 和养护的复杂性，而且容易引起行车的跳动，影响行车舒适性；另外，水泥混 凝土路面在铺筑后，一般需要经过至少1 5 天的湿养护，达到要求强度后才能开 放交通，这一点上不如沥青混凝土路面优越。 1 3 主要研究内容及实施路线 本论文以对秦皇岛地区沿海混凝土道路路面和混凝土桥梁的病害情况进行 调查。针对秦皇岛的道路结构物病害的实际情况，在进行广泛调查的基础上选取 2 0 左右处存在较严重病害的地段，针对不同瘸害进行分类调查，通过现场拍照、 钻孔取样的方式来获得实际的资料，在此基础上进行一些方面的专项研究。通过 研究，针对不同的道路路面以及桥梁结构物的损坏形式，提出相应的整治和预防 措施。 1 3 1秦皇岛地区沿海混凝土道路病害研究 ( 1 ) 秦皇岛地区沿海混凝土道路路面病害的类型划分与评定。水泥混凝土路 面病害的主要类型和划分。主要包括结构性破坏和非结构性破坏两大类。如裂 缝断板、沉陷、错台、碎裂、拱起现象以及接缝碎裂、板面起皮剥落、坑槽孔 洞、麻面露骨、松散、磨光、填缝料损坏等。根据现场调查和外业采集的试样 及数据，分析道路路面病害的基本类型，并针对破坏情况对病害进行归纳划分。 对沿海混凝土道路路面破损状况运用多指标进行评定，确定路面破损等级。 ( 2 ) 沿海混凝土道路路面病害的成因分析。在实地取样的基础上，通过现场 定性、调查整理、实验室试验和数据分析，详细分析水泥混凝土路面的病害机 理，针对不同的路面病害类型提出产生相应病害的原因，为提出科学合理的水 泥混凝土路面病害防治方案措施奠定基础。 1 3 2 秦皇岛地区沿海混凝土结构物的病害研究 ( 1 ) 对秦皇岛地区沿海混凝土桥梁的病害情况进行普查，重点检查桥梁主 体结构存在问题和附属构造物的使用情况。 ( 2 ) 根据秦皇岛地区桥梁使用环境，以及国内外混凝土结构耐久性研究的 4 第1 苹绪论 资料，对破损较严重的桥梁进行专项研究，内容包括：钢筋锈蚀、氯化物渗入、 混凝土抗冻性能等，分析得出影响城市桥梁耐久性的主要因素。 ( 3 ) 针对影响沿海城市桥梁耐久性的主要因素，结合我国桥梁建设的具体情 况，提出了现阶段可行的、提高沿海城市桥梁耐久性的主要措施。 1 4 本论文的组织结构 全文共分六章，除第一章绪论之外，其余各章内容安排如下： 第二章对秦皇岛地区道路结构物病害调查。主要介绍根据秦皇岛市的实 际地形以及路网状况，调查了从秦皇岛市区至昌黎县途中的滨海大道、沿海公 路，青乐线，秦皇岛至天津的省道公路以及黄金海岸沿线公路：桥梁方面主要 调查了秦皇岛地区的主要桥梁。 第三章对道路结构物病害类型进行了评定和成因分析。 第四章详细研究了氯离子对道路结构物病害的影响。 第五章对道路结构物盐冻损坏进行了室内实验研究，得出实验结论。 第六章总结全文的研究内容和主要结论，提出存在的问题并对未来的研 究趋势进行展望。 1 5 本论文研究意义 道路结构物病害的发生与许多因素都是相关的。目前，特别是在秦皇岛地 区水泥、砂石材料充足，有利于修筑水泥混凝土路面，随着秦皇岛市经济的快 速发展，近几年的交通流量稳步增长，再加上车辆重型化的发展趋势，更加加 速了水泥混凝土路面的破坏。秦皇岛市多条道路部分路段的路面破坏已经严重 地影响了公路的正常使用。尤其是横纵向开裂、断板、不均匀沉降或大位移沉 陷以及板块破碎的损坏不仅影响了驾驶的舒适性，更重要的是已经直接影响到 了行车的速度和交通安全。因此，为了提高道路结构物的使用寿命，针对全市 道路结构物的破坏形式和道路设计施工的实际状况，进行道路结构物病害成因 分析和研究具有重要的实际工程意义和巨大的经济价值。 1 6 本章小结 通过对对秦皇岛地区沿海混凝土道路路面和混凝土桥梁的病害研究和实验 分析，本课题综合提出沿海地区混凝土道路路面和混凝土桥梁的病害类型和主 北京工业大学硕士学位论文 要病害类型的生成机理，并针对这些病害和破坏，借鉴以往的工程实践经验和 研究成果，结合工程的实际情况，提出适合于本项工程的病害整治方案和防治 措施，并从分析和研究中总结强调了道路结构物中的注意问题和病害防治建议， 为以后该领域的研究奠定一定的实践基础。 6 第2 章道路结构物病害普查 第2 章道路结构物病害普查 秦皇岛市地处河北省，是一座海滨城市，也是全国著名的旅游城市，它的 旅游业收入是其财政的重要组成部分。城市的道路通畅情况就势必影响到它的 旅游业发展，因此，它市内的道路结构物状况就直接影响着秦皇岛市经济的发 展。 秦皇岛市主要的道路是按沿海分布。本次调查全面的了解了秦皇岛市的道 路结构物建造年代以及桥梁的上、下部的主要结构形式等设计要素，然后逐一的 进行了全面的检查，重点检查道路的面板、路缘石以及结构物主体结构以及附属 构造物的使用状况，从中总结出秦皇岛市道路以及桥梁存在的普遍问题，为进 行进一步的重点检测提供研究对象，同时可以为道路和结构物的耐久性设计提 供第一手资料。 根据秦皇岛市的实际地形以及路网状况，我们主要从以下方面入手：道路方 面主要地段调查了从秦皇岛市区至昌黎县途中的滨海大道、沿海公路，青乐线， 秦皇岛至天津的省道公路以及黄金海岸沿线公路；结构物方面主要调查了秦皇 岛地区的主要桥梁。 2 1 秦皇岛道路状况普查方法与内容 本次普查全面的了解了秦皇岛市的道路结构物的状况，道路方面主要地段 调查了从秦皇岛市区至昌黎县途中的滨海大道、沿海公路，青乐线，秦皇岛至 天滓的省道公路以及黄金海岸沿线公路。 普查方法采取人工实地徒步检测的方法连续调查各路段每百米内各类破损 的数量，每百米统计一次破损数量，每公里汇集一次各类破损的数量，得出各路 段破损状况汇总数量，最后根据每路段破损状况汇总数量评价本路段路面使用状 况。 普查内容主要从设计和使用方面进行检查，主要包括： 1 、设计内容 包括建成时间、车道数( 双向) 、车道特征描述等。 2 、目前使用存在问题 包括道路路面板的使用状况，如有无裂缝、剥落、麻面、沉陷、唧泥、错 台、拱起现象、网裂以及接缝碎裂等。 在普查结果的基础上，总结出道路结构特点以及使用时存在的主要问题。 2 2 秦皇岛道路状况普查结果 道路状况普查结果以表格形式给出，分为公路路段概况表、道路病害情况 记录表，并附有一些道路路段目前使用状况的图片。 道路路段概况详见表2 1 ，道路病害情况详见表2 2 。 取样位置 公路路段名称建成时间( 年)车道数( 双向)车道特征描述 桩号 k 3 5 + 3 0 0滨海公路1 9 9 84 车道秦皇岛至昌黎 k 3 7 十7 0 0 滨海公路 1 9 9 8 4 车道秦皇岛至昌黎 k 3 9 + 9 6 0 滨海公路 1 9 9 8 4 车道秦皇岛至昌黎 k 1 2 2 + 6 2 0 青乐线 1 9 9 42 车道秦皇岛至昌黎 k l l 9 + 6 5 0 青乐线 1 9 9 42 车道 昌黎至秦皇岛 k 9 7 + 3 0 0 沿海公路 1 9 9 4 2 车道秦皇岛至昌黎 k 9 6 + 6 0 0 沿海公路 1 9 9 42 车道 昌黎至秦皇岛 k 9 4 + 2 0 0 沿海公路 1 9 9 4 2 车道昌黎至秦皇岛 k 8 8 + 2 0 0 沿海公路1 9 9 42 车道秦皇岛至昌黎 k 7 9 + 6 5 0 3 6 4 省道( 秦天线) 1 9 9 4 2 车道昌黎至秦皇岛 k 7 9 + 0 0 0 3 6 4 省道 1 9 9 4 2 车道 k 6 8 + 9 0 0 3 6 4 省道 1 9 9 4 2 车道 k 6 4 + 7 0 0 3 “省道 1 9 9 4 2 车道 k 6 7 + 1 5 0 3 6 4 省道 1 9 9 42 车道 黄金海岸沿线公 2 车道 路 黄金海岸沿线公 2 车道 路 黄金海岸沿线公 2 车道 路 k 6 1 + 8 5 0 2 车道 k 5 8 + 3 0 02 车道 k 5 6 + 3 0 02 车道 2 8 l 桥南侧 2 车道 1 k m 2 8 1 桥南侧 2 车道 2 k m 2 8 1 桥南侧 2 车道 3 k i n 表2 2 普查道路病害情况记录表 t a b l e2 - 2t h eg e n 啪l 亿i l u r ei i l v e s t i g a d o no f r o a d 取样距海位取样位 桩号 种类面积和严重程度 位置置 k 3 5 + 3 0 0路缘 路面板麻面，路路面破坏情况一般，路缘 1 0 0 m在路缘 第2 章道路结构物病害普查 石缘石麻面破坏 石破坏较重 石取样 路缘 k 3 7 + 7 0 0 路缘石表面脱落破坏严重 1 0 0 m 无 自 路缘路面板边缘破坏璐缘石在路缘 k 3 9 + 9 6 0表面出现麻面1 0 0 m 石破坏一般石取样 路面路面上出现错台 沉陷面积5 0 1 0 0m 2 路面板 k 1 2 2 + 6 2 05 ，6 h n 板、沉陷以及断裂 路面横向裂缝现象严重 取样 路面路面出现沉陷、碎 面板中央出现碎裂现象， k 1 1 9 + 6 5 0 伴随有坑槽，同时出现横 5 6 k m 取样 板裂、坑槽 向裂缝，破坏情况较重 路面裂缝延伸l o o m 左右，断 k 9 7 + 3 0 0 出现横向裂缝 5 6 l 口n无 板裂严重。部分已修 路面 单侧面板断裂，1 0 0 m 以 k 9 6 + 6 0 0出现纵向裂缝3 4 k m取样 板上 情况较重 路面 k 9 4 + 2 0 0 路面出现麻面骨料有露出情况较重 2 3 h n 无 板 桥端 k 8 8 + 2 0 0路面 麻面，裂缝 麻面现象普遍。骨料有大 0 5 1k m 取样 板 面积露出严重 桥端 k 7 9 + 6 5 0路面 横向裂缝、剥落 混凝土面板横行裂缝存5 0 0 m 左 板 在多处。剥落严重右 取样 路面邻近路面板已更换，破坏2 h n 左 k 7 9 十0 0 0 有断裂、麻面取样 板 情况一般 右 路面面板边角碎裂、裂麻面破坏较重，骨料露2 l d n 左 k - 6 8 + 9 0 0 取样 板缝，麻面抗槽出。路肩存在沉陷 路面麻面严重，有骨料露 路面麻面、脱落、沉陷、出，面板在相接处存在沉 k 融+ 7 0 0lh n 取样 板坑槽 陷现象，伴随有坑槽出现， 整个破坏严重 路面在直路存在严重的麻面 k 6 7 + 1 5 0 麻面2 3 h n 取样 板现象 黄金海岸路缘 麻面轻微骨料露出，破坏一般 o 5 1k m 取样 沿线怕 表面出现严重剥落屑料 黄金海岸路缘 剥落、碎裂 大量露出，侵蚀严重，结构 o 5 1 h n取样 沿线石 已经松散 黄金海岸路面 麻面 路面板存在严重麻面现 0 5 1 h n无 沿线 板象滑料已经大量露出 路面存在大量横向裂缝，裂缝 k 6 1 + 8 5 0 横向裂缝、麻面l - 2 】a 1 】 取样 板 宽度在2 5 。轻度麻面 路面 存在大量麻面现象，部分 k 5 8 + 3 0 0 剥落、麻面l - 2 l n 取样 板地段有骨料露出 路面断裂、剥落、错台、 在板块之间存在变形，有 k 5 6 + 3 0 01 2 1 a 取样 板麻面 错台现象同时存在大量 9 北京工业大学硕士学位论文 裂缝、麻面等现象 2 8 l 桥南路面 剥落、麻面 存在大量麻面现象，部分 5 0 1 0 0 m 懊01 k m板地方存在租料露出 左右 取样 2 8 l 桥南路面 麻面 存在轻度麻面破坏较轻 5 0 1 0 0 m 侧2 k m板 左右 取样 2 8 1 桥南 路面 麻面存在轻度麻面，破坏较轻 5 0 1 0 0 m 侧3 l 板 左右 无 2 2 1 滨海公路普查结果 滨海公路为沿海公路秦皇岛市海港区至海滨的结合部，起点山东堡互通立交 匝道终点，终点为刘庄道口转盘下，路线全长7 4 4 3 公里。滨海公路路面宽为 2 4 米，左右各1 2 米，中问分隔带为6 米。滨海公路在1 9 9 8 年建成，双向4 车道。 滨海公路距海很近，离海有大约1 0 0 m 左右，因此长期受海风影响，导致路面板 麻面、骨料露出：路缘石碎裂、表面变色、剥落。部分路段损坏情况见图2 一l 。 k 3 5 + 3 0 0 路面板出现麻面k 3 5 + 3 0 0 路缘石麻面、表面变色 k 3 7 + 7 0 0 路缘石剥落、碎裂k 3 9 + 9 6 0 路缘石麻面、裂缝 图2 1 滨海公路部分路段损坏情况 f i g2 - ld a i n a g eo f b i n - h a ir o a d 第2 章道路结构物病害普查 2 2 2 青乐线普查结果 青乐线公路在1 9 9 4 年建成，是连接秦皇岛市区与昌黎县的重要通道。根据 现场调查资料看，此路段路面破损严重。如在k 1 2 2 + 6 2 0 段，路面均有贯穿整个 路面板的横向裂缝，并在局部板块上形成了板角裂缝与断裂，造成了面板的严 重碎裂：在k 1 1 9 + 6 5 0 段，面板中央出现碎裂现象，伴随有坑槽，同时出现横向 裂缝，破坏情况较重，极大地影响了行车的安全性和舒适性。部分路段损坏情 况见图2 2 。 k 1 2 2 + 6 2 0 面板碎裂 k 1 1 9 + 6 5 0 面板沉陷、裂缝 k 1 2 2 + 6 2 0 面板横向裂缝 k 1 1 9 + 6 5 0 面板碎裂 图2 2 青乐线公路部分路段损坏情况 f i g2 - 2d a m a g eo f q i n l er o a d 2 2 3 沿海公路普查结果 沿海公路1 9 9 4 年建成，是双向2 车道，是秦皇岛市的主要干路之一，是连 接山海关一秦皇岛市区一昌黎县的重要通道。至今，该公路的部分路段路面混 凝土板已经由最初的一道裂缝发展成现在的碎裂( 板块多道裂缝) 和沉陷，同时， 路面板麻面现象普遍，路面骨料有大面积露出，损坏较重。例如在k 9 7 + 3 0 0 路段， 纵向裂缝的长度甚至达几十米或1 0 0 米以上，裂缝宽度有大约4 0 6 0 毫米，已 北京工业大学硕士学位论文 经形成了深沟。部分路段损坏情况见图2 3 。 图2 - 3 沿海公路部分路段损坏情况 f i g2 3d a m a g eo f y 锄- h a ir o a d 2 2 43 6 4 省道( 秦天线) 公路普查结果 3 6 4 省道( 秦天线) 公路在1 9 9 4 年建成，双向2 车道，路边绿化程度高，环境条 件好。根据现场调查资料看，路面仍然存在破损情况。例如在k 7 9 + 0 0 0 路段，路 面板存在麻面现象，并且部分路面板已经更换；在k 6 8 + 9 0 0 路段，路面板有斜4 5 度方向裂缝，在板块相接处存在严重断裂，并逐渐发展成纵向裂缝；在k 6 7 十1 5 0 路段，面板存在麻面现象，有骨料露出等。部分路段损坏情况见图2 4 。 k 7 9 + o o o 麻面、部分已经更换k 6 8 + 9 0 0 裂缝、面板断裂 第2 章道路结构物病害普查 k 6 7 + 1 5 0 麻面、骨料露出k 6 4 + 7 0 0 麻面、骨料露出 图2 43 6 4 省道( 秦天线) 公路部分路段损坏情况 f 逗2 4d l m a g e o f q 抽硒n r 。a d 2 2 5 黄金海岸沿线公路普查结果 黄金海岸沿线公路距海很近，建成时间不详，双向2 车道。根据现场调查资料 看，道路破损状况严重。在一些路段路面麻面现象十分明显，骨料已经大量裸露， 极大的地影响了行车的舒适性，并且此道路附属物路缘石，破损严重，几乎整个 碎裂，严重影响了道路的美观性。部分路段损坏情况见图2 5 。 麻面、骨料裸露碎裂、骨料剥落 图2 5 黄金海岸沿线公路部分路段损坏情况 f i g2 5d m a g eo f h u a n g j i i lm a d 2 2 6 抚宁沿线公路普查结果 抚宁沿线公路是抚宁县内主要的公路之一，建成时间不详，双向2 车道。根据 现场调查资料看，路面损害情况依然存在。例如在k 6 l + 8 5 0 路段，道路路面板相 接处断裂，贯穿整个路面的横向裂缝依然存在，裂缝宽度大约在2 0 4 0 衄左右； 在k 5 8 + 3 0 0 路段，麻面、骨料裸露现象普遍存在；在k 5 6 + 3 0 0 路段，路面出现坑 槽以及交叉裂缝等损害；在2 8 1 桥南侧的沿海路，路面麻面现象是普遍存在的。 部分路段损坏情况见图2 6 。 北京工业大学硕士学位论文 图2 6 抚宁沿线公路部分路段损坏情况 f i g2 6d 锄a g eo f h u _ n i n gr o a d 2 2 7 国道2 0 5 普查结果 国道2 0 5 属于省重点工程，国家重要旅游路线。全长3 5 1 9 公里。这条高 等级公路为水泥混凝土路面，双向4 车道，路基宽2 4 5 m ，路面宽2 3 9 m 。根据 现场调查资料看，国道2 0 5 的路面损害情况大量存在。例如在k 1 0 + 4 0 0 、 k 3 4 + 6 0 0 、k 4 9 + 8 0 0 等路段，道路的整个路面板断裂成多块，裂缝宽度大约在 3 0 一5 0 衄左右；在k 2 l + 7 0 0 、k 3 2 + 6 0 0 、k 6 5 “0 0 等路段，纵向裂缝贯穿整个 路面板，裂缝宽度大约在1 0 一3 0 衄左右；在某些地段，面板裂缝的宽度达到 8 0 一9 0 m m ，深度达到3 0 5 0 m ，破坏十分严重。国道2 0 5 部分路段损坏情况见图 2 7 。 1 4 第2 章道路结构物病害普查 1 5 北京工业大学硕士学位论文 k 3 5 + 8 0 0 面板纵向、横向裂缝k 4 4 + 7 5 0 面板网裂 k 4 9 + 8 0 0 很深的交叉裂缝k 6 5 + 4 0 0 面板纵向裂缝 图2 - 7 国道2 0 5 公路部分路段损坏情况 f 培2 - 7d 锄a g eo f g u 砌2 0 5r o a d 2 2 8 国道1 0 2 普查结果 国道1 0 2 地处平原微丘区，一级、二级公路路线全长1 4 6 2 3 7 公里。一级 路段7 4 8 8 7 公里。路基宽2 5 5 米，路面宽2 2 米。两侧各o 7 5 米的土路肩， 中间2 米中央分隔带，二级路7 1 3 5 公里，路基宽1 6 米，路面宽1 5 5 米，两 侧各o 2 5 米路肩石和1 5 米宽绿化平台，路面横坡为1 5 ，路肩横坡2 5 。 根据现场调查资料看，国道1 0 2 的路面损害情况仍然存在。例如在k 2 8 4 + 0 0 0 、 k 2 8 5 + 5 0 0 等路段，道路的整个路面板断裂成多块，裂缝宽度大约在4 0 一5 0 衄左 右：在k 2 6 1 + 5 0 0 、k 2 7 7 + 9 0 0 、k 2 8 5 + 6 0 0 等路段，纵向裂缝贯穿整个路面板， 裂缝宽度大约在1 0 3 0 衄左右。国道1 0 2 部分路段损坏情况见图2 8 。 1 6 第2 章道路结构物病害普查 1 7 k 2 8 5 + 5 0 0 严重的交叉裂缝 k 2 8 5 + 6 0 0 面板纵向裂缝 图2 - 8 国道1 0 2 公路部分路段损坏情况 f i g2 8d a m a g eo f g u 0 d a 0r o a d 2 2 9 省道2 5 1 出海路普查结果 省道2 5 1 ( 出海线) 双向2 车道，是秦皇岛市区连接青龙县的重要通道。 根据现场调查资料看，省道2 5 l 的路面损害情况仍然存在。例如在k 2 6 9 + 0 0 0 路段道路的整个路面板断裂成多块，裂缝宽度大约在2 0 3 0m 左右：在 k 2 7 1 + 1 0 0 路段，路面板板角碎裂、沉陷，部分损坏路段经过修补。省道2 5 1 部分路段损坏情况见图2 9 。 k 2 6 9 + 0 0 0 面板网裂 k 2 7 1 + 1 0 0 板角碎裂、沉陷 图2 9 省道2 5 l 出海路部分路段损坏情况 f i 9 2 9d 啪a g eo f s h e n d 2 5 1r o a d 23 秦皇岛道路病害分析 普查的主要破损类型有：纵向、横向、斜向裂缝，破碎板或交叉裂缝，板角 断裂，错台，拱起，卿泥，边角剥落，接缝材料破损，坑洞，表面裂纹与层状剥 落( 露骨) 共1 l 类。破损类型及其特征见表2 3 。秦皇岛道路路面破损检测结果见 落( 露骨) 共1 l 类。破损类型及其特征见表2 3 。豢皇岛道路路面破损检测结果见 表2 4 。 表2 - 3 秦皇岛道路破损类型及特征汇总表 损坏数量 损坏类型 轻 由 重 纵、横、斜向裂缝( 块) 5 8 94 3 8 6 7 交叉裂缝、破碎板 4 5 92 9 9 1 8 9 ( 块) 角隅断裂( 块) 8 5 61 7 6 9 7 错台( 处)3 9 7 2 1 71 6 7 唧泥( 条) 5 3 7 边角剥落( 处) 6 7 9 2 8 91 6 2 填缝料损坏( 条) 2 3 4 69 8 66 3 7 坑洞( 块) 5 3 2 7 9 1 6 2 修补损坏( 块) 1 9 72 6 拱起( 处) 2 6 72 4 3 6 7 表面裂纹与层状剥落 ( 块) 5 4 63 0 8 3 3 7 表2 4 秦皇岛道路路面破损检测结果 t 曲1 e2 - 4t h ed e t e 商v e t 。o m eo f 血er o 耐d 锄诌g e 道路名 纵、横、 交叉裂表面裂 斜向裂 缝、破 角隅错 唧 边角填缝料坑修补 拱 纹与层 称 碎板 断裂台泥剥落损坏洞损坏起 状剥落 缝( “) ( )( )( )( )( ) ( )( ) ( ) ( )( ) 滨海公 路 0 0 900 7 o 0 3 0 0 l 0o l 00 2o0 103 【o 0 400 136 7 省道2 5 】 】1 712 009 8o 5 00 6 70 - 3 703 70 3 41 3 71 3 736 7 国道2 0 528 723 423 746 723 41 2 70 - 3 7 1 6 7 2 1 40 9 7 52 4 沿海公 0 1 100 900 500 200 200 3 00 30 0 7 0 1 5 0 0 735 2 路 秦天线 1 6 72 1 31 4 7o 2 】0 1 30 2 70 0 90 3 4o 0 9o 1 73 4 7 黄金海 0 0 80 0 70 0 3o 0 70 1 70 1 60 2 9o 2 lo 0 7o 0 24 9 5 抚宁公 2 1 434 53 7 82 1 70 2 lo 6 70 2 8 o 1 4 0 2 5o 0 l2 1 4 路 国道1 0 2 1 6 9l6 71 3 72 l 41 3 l2 3 40 “0 3 40 7 91 2 42 - 3 4 青乐线l 5 6 0 1 80 1 1 0 0 90 0 5o 1 2 0 0 401 900 300 32 6 7 9 北京工业大学硕士学位论文 图2 1 0 普查不同道路不同病害类型的破损率 f i g2 1 01 1 1 ed 锄a g er a t i oo f d i 倍瑚td 锄a g ei nd i 行e r e n ti n v e 3 廿g 撕o nm a d 图2 1 0 列出普查道路的不同的病害所占的比例，从图中可以看出秦皇岛地 区道路路面破损存在以下特点： 1 各个道路各种破损均有发生，但没有哪种病害破损占有绝对比例。国道 2 0 5 各种病害破损比其他道路破损严重一些。 2 。在秦皇岛地区道路的各神病害破损中，表面裂缝与层状剥落病害在各个 道路均有比较高的比例，说明是主要存在的病害破损类型。 2 4 秦皇岛结构物状况普查内容 本次普查全面的了解了秦皇岛市的道路结构物的状况，同时全面了解秦皇 岛地区桥的建设年代，桥梁上下部的主要结构形式，附属构造物的选择等设计 要素，然后逐一对每个桥梁进行外观检测，重点检查桥梁主体结构以及附属构 造物的使用状况，从中总结出秦皇岛地区桥梁存在的普遍问题，为进行进一步 的重点检测提供研究对象，同时可以为桥梁的耐久性设计提供第一手资料。 桥梁方面调查以秦皇岛市各条国道、省道分类给出。本次对各桥进行全面 调查，对秦皇岛市的桥梁耐久性研究具有很大的必要性。调查主要从设计和使用 方面进行检查，主要包括： 1 、设计内容 包括建成年代、桥梁数目、上下部主要结构形式、荷载等级、伸缩缝形式、 防水层选择、排水方式等。 第2 章道路结构物病害普查 2 、目前使用存在问题 包括上下部主体结构的使用状况，如有无裂缝、剥落、漏水、表面变色、 麻面现象等。 在普查结果的基础上，总结出桥梁结构特点以及使用时存在的主要问题。 2 5 秦皇岛结构物状况普查结果 本次桥梁普查以秦皇岛地区的干线公路分类，普查其桥梁状况，普查结果 以表格形式给出，分为桥梁基本资料概况表以及其主要存在问题，并附有一些 桥梁目前使用状况的图片。 2 5 1沿海线 2 5 1 _ 1 石河大桥调查结果 石河大桥的基本资料如表2 3 所示 表2 3 石河大桥