防灾减灾科学与工程 课件 第9章-路基与路面病害防治

第9章路基与路面病害防治第9章路基与路面病害防治知识目标（1）理解路基和路面的概念，了解路基和路面病害的类型（2）理解路基和路面产生破坏的机理（3）了解路基和路面病害的防治措施能力目标（1）具备分析路基和路面病害产生原因的能力（2）可以针对路基和路面病害，选择合理的防治措施，并进行初步设计【本章学习目标】目录9.1

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路面第9章路基与路面病害防治路基：轨道或者路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物路基的主要作用是为轨道或者路面铺设及列车或行车运营提供必要条件，并承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。在纵断面上，路基必须保证线路需要的高程；在平面上，路基与桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路路面：用各种筑路材料铺筑在道路路基上直接承受车辆荷载的层状构造物质量良好的路面应有足够的强度和良好的稳定性，其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。路面结构由面层、基层与垫层组成路基与路面示意图第9章路基与路面病害防治路基和路面工程应满足下述要求：具有足够的强度和适宜的刚度具有足够的稳定性具有足够的耐久性具有足够的表面平整度具有足够的表面抗滑性具有良好的抗渗性能具有低噪声和低扬尘性路基和路面工程裸露在大气中，其稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定目录9.1

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路面第9章路基与路面病害防治路基下沉是道路工程中常见的问题，属于地面沉降灾害中的一种，主要指的是路基在垂直方向上产生明显的沉降或变形路基下沉对道路的使用性能和安全性有严重影响：路基下沉会导致路面不平整，影响行车舒适性和安全性严重的路基下沉还可能导致路面开裂、破损，进一步增加道路的损坏程度和维修成本在软弱土地基上修建高等级公路存在很多问题：软土路基的沉降和差异沉降过大在路基填筑过程中稳定性不定。从已建高速公路情况看，路堤稳定的条件相对容易满足9.1路基常见病害路基下沉病害第9章路基与路面病害防治一般路段的差异沉降：主要由于不同路段地质情况的突变，或不同路段采用了差异较大的地基处理方法。地基处理不到位或地质条件较差的路段沉降较大，而其他路段沉降较小，从而形成沉降差结构物过渡段的差异沉降：主要由于结构物、过渡段和一般路段地基处理方法不同引起。桥头跳车问题是目前国内公路较常见的道路病害9.1路基常见病害路基下沉病害——由差异沉降导致的变形病害问题沉降病害区域沉降病害区域江苏沿海高速公路某路段变形病害江苏沿海高速某路段箱涵过渡段变形病害第9章路基与路面病害防治崩塌根据其发生地层的物质成分可分为：黄土崩塌、黏性土崩塌、岩体崩塌等三种按形成机理分类可分为：倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩塌、拉裂式崩塌、错断式崩塌根据崩塌的特征、规模及其危害程度，可划分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类：Ⅰ类：山高坡陡，岩层软硬相间，风化严重，岩体结构面发育，松弛且组合关系复杂，形成大量破碎带和分离体，山体不稳定，破坏力强，难以处理Ⅱ类：介于Ⅰ类和Ⅲ类之间Ⅲ类：山体较平缓，岩层单一，风化程度轻微，岩结构面密闭且不发育或组合关系简单，无破碎带和危险切割面，山体稳定，斜坡仅有个别危石，破坏力小，易于处理9.1路基常见病害路基边坡病害——崩塌和落石第9章路基与路面病害防治沉降变形病害：路基沉降变形是路基表面在承受垂直荷载而形成的沉降、陷落及几何变形等不可恢复变形，是路基工程中较为常见的病害9.1路基常见病害路基本体病害沉降变形会缩减路基路面使用年限。随着差异性沉降的持续发展，车辆在该区域行驶时极容易出现跳车现象，对路面形成长期冲击荷载，导致不均匀沉降进一步加剧，从而加速路基路面结构破坏，缩短其使用寿命沉降变形会增大交通事故发生概率。高速公路车辆行驶速度较快，很小的沉降差也容易引发交通事故遵绥高速某路段沉降变形第9章路基与路面病害防治主要分为土质基面翻浆、风化石质基面翻浆和裂缝泉眼翻浆若受雨水影响，翻浆冒泥表现为季节性，即雨季发生，旱季不发生若受地下水影响，则翻浆冒泥表现为常年性，但雨季比较严重基床土遇水承载力下降的原因比较复杂，主要包括基床土未更换或改良（如膨胀土）、排水系统不完善、砂垫层缺失或厚度不足、填土密实度控制不当、轨道状态不良，以及列车速度、轴重增加与轨道不匹配等因素基床翻浆冒泥会导致道路不顺，增加行驶阻力，但由于变形发展缓慢，对行车安全影响不大9.1路基常见病害路基本体病害基床翻浆冒泥病害：翻浆冒泥是因基床排水不良导致承载力不足，或受水浸使承载力进一步下降的土质基床在列车荷载反复作用下逐渐形成的病害基床翻浆冒泥第9章路基与路面病害防治9.1路基常见病害路基本体病害下沉病害：基床下沉病害表现为沉落、道砟囊、道砟陷槽，多发生于基床土中存在中、高塑性的黏性土、基床填筑密实度不足、运营条件改变的情况下外挤病害：基床外挤病害表现为隆起和挤出，发生条件与软卧层厚度及下卧层性质密切相关：软卧层厚度约0.4~1.5m，且下有刚卧层或密实土层时，若软卧层与刚卧层接触面有水侵入或道砟囊积水使软卧层饱和，在列车动荷载作用下，刚卧层上易形成剪切滑动或塑性流动面，导致基床向一侧挤出并隆起软弱层很薄且刚卧层接近水平时，可能出现向两侧同时挤出的现象软弱层厚度大于1.5m时，不易发生挤出，道砟囊将根据土质条件继续向深处发展冻害病害：低温季节，基床土冻结引起线路纵向或左右股道的不均匀冻胀导致基床冻害。根据发生部位不同，可分为三类：道床冻害、表层冻害、深层冻害第9章路基与路面病害防治9.1路基机理分析路基下沉病害桥涵、通道与路基大都是平行施工。桥涵是刚性体，对地基强度要求较高，施工时通常进行加固处理，以实现较小沉降或无沉降。而台后填方段因投资等因素限制，一般难以采取同等加固措施，往往存在一定工后沉降，导致桥台与台后填方间产生差异沉降，形成台阶，从而引发桥头跳车针对软土地基上的高速公路差异沉降问题，措施主要分为三类：排水固结，加速软土地基的沉降，使路基的沉降提前完成采用地基加固的复合地基方法，如采用粉喷桩、碎石桩、混凝土桩等形式，使地基与这些桩形成复合地基，避免软土层直接承受压缩力，从而减少沉降减少路基本身的自重，通过采用EPS、泡沫混凝土等轻型材料减少路基对软土层的附加应力，从而达到减少沉降的目的第9章路基与路面病害防治9.1路基机理分析路基边坡病害——产生原因地形因素：陡峭高峻的边坡或山体斜坡是崩塌多发地段岩层结构：由风化的坚硬岩层组成的又高又陡的斜坡，稳定性很差，易形成崩塌地质构造：受地质构造影响，岩体被多组结构面切割成不连续体，特别是当两组结构面倾向线路，其中一组倾角较缓时，易向线路崩塌降雨：水渗入岩体后，对岩体产生软化和润滑作用，降低强度和内摩擦力，促进崩塌发生外界震动：：爆破、地震等震动可能诱发崩塌。人工开挖使路基底部受损，导致部分路基不实或悬空，也是诱发崩塌的重要因素先天设计和施工原因：施工过程中，若公路路基未严格按施工标准作业，易造成路基内部结构不均匀。在荷载作用下，极易出现开裂、碎裂等问题，进而引发路基横向不均匀沉降第9章路基与路面病害防治9.1路基机理分析路基本体病害——沉降变形病害机理分析路基填土压实度不足①施工实际条件的限制：局部路堤填料粘土土块粉碎不足；暗埋式构造物因构造物长度限制；某些加减速车道与行车道没有同步施工②施工安全与进度限制：考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足③由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求：附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。这些附加应力主要来自以下几个方面：车载，尤其超载情况含水量变化造成土体容重的改变地下水位升降而导致浮力作用改变土体饱和度改变，引起负孔隙水压力改变第9章路基与路面病害防治9.1路基机理分析路基本体病害——沉降变形病害机理分析路堤填料不均匀，控制不当：选用了稳定性较差的路堤填料，如采用高液限粘土、粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤，会使路堤产生整段或局部的变形采用不同土质填筑路堤时，因土的性质不同，碾压成型后易造成不均匀性沉降地下水的影响：路基或地基中的地下水的动态变化及潜蚀作用会影响土体中的有效应力分布、土体的结构特征和土体强度从而导致路基不均匀沉降由毛细管张力引起的负孔隙水压力增大，可能对土体产生较大的附加压力造成填土的附加沉降，再加上水的软化和润滑效应，会导致土体产生沉降变形路堤及其地基中地下水主要补给来源有3种：地下水侧向补给、降雨补给和地表水侧向补给第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基下沉病害

高压旋喷桩：旋喷桩法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后进行提升，喷嘴同时以一定的速度旋转，高压喷射流使固化浆液与土体混合并凝固硬化的加固方法高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基高压旋喷桩方法高压旋喷桩方法流程第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基下沉病害EPS置换方法：EPS泡沫颗粒混合轻质土路基填筑施工工法主要是将EPS泡沫颗粒与轻质土混合，形成一种轻质土材料，用于填筑路基该工法具有如下几个特点：轻质材料，EPS泡沫颗粒是一种具有轻质特性的材料良好的抗压性，EPS泡沫颗粒能够有效分散路基荷载，减小荷载对地基的集中作用，提高路基的抗压性能低渗透性，EPS泡沫颗粒具有良好的孔隙结构，能够降低水分渗透，提高路基的稳定性施工简便，EPS泡沫颗粒与轻质土的混合比例可以根据实际情况进行调整EPS置换方法第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基下沉病害非开挖技术：非开挖定向钻机成孔EPS置换原路堤，首先使用水平定向钻机，按照设计的路线，打导向孔，导向成功后，使用直径为350mm至400mm的扩孔器回扩；随后采用直径为500mm至600mm的切扩器进行扩孔安装水泥压浆设备、压浆管，用预制好的圆柱形EPS材料与切扩器固定住，使用同步压入添加早强剂的水泥浆，使空隙密实，从而达到用轻质材料置换部分原路堤荷载的目的水平成孔钻机第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——崩塌病害防治措施勾缝与灌浆：对于岩石较坚硬且抗风化能力较强的路堑岩石边坡，多采用勾缝与灌浆处理抹面与捶面：对于千枚岩、页岩、泥质砂岩、泥质板岩这样的易风化的软岩，若本身是稳定的且没有地下水则比较适合采用捶面与抹面的方式干砌片石防护：对于坡度小于1：1.25的土质边坡，可以采用干砌片石防护浆砌片石与护面墙：对于边坡缓于1：1的土质或岩质边坡，不宜采用干砌片石防护的一般采用浆砌片石防护护面墙能保护软质岩层和破碎岩石边坡免受外界因素的影响，护面墙只有防止风化，保护岩石与外界隔离的作用，没有支挡作用护面墙的形式多样，有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙、和肋式护面墙第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——崩塌病害防治措施锚杆、拦石墙与落石槽：对于滑移式崩塌和不稳定的较大危岩体宜采用锚杆工程治理具有适用面广、施工简单、对整体扰动较小、能施加不同方向不同抗力等优点缺点是防腐技术和服务年限受限拦石墙有块石砌筑和桩板式结构，适合修筑在25°-35°坡体上，最好有一定宽度的地表平台落石槽的位置应在对危岩体的大小、可能的运动速度和轨迹进行分析的基础上布置SNS防护网：这是目前使用较广泛的柔性拦石网系统，主要利用钢绳网来对坡面进行防护。具有性能稳定、安装方便快捷、施工简单防治效果好等优点柔性防护系统，主要由钢丝绳网、钢筋格栅等材料构成按防护的原理可分为主动防护网和被动防护网两种第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——落石病害防治措施主动防护系统：主动防护系统采用系统化排列布置的锚杆或其与支撑绳相配合的固定方式，将柔性网覆盖在具有潜在地质灾害的边坡上，对坡面危石及浅表层岩土体加固，避免落石或局部崩塌发生，抑制浅表层岩土体的变形移动或运动，阻止或缓解各种自然应力对坡面的侵蚀作用被动防护系统：被动防护系统也称为拦石网，由柔性网、钢柱、连接构件构成的用于拦挡边坡滚塌落石的栅栏式承载结构该结构能在设计能力范围内安全地吸收落石的动能，并将其转变为系统的变形能而加以消散边坡主动防护第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——滑坡病害防治措施截排水工程：①地面排水工程：主要是拦截坡体以外的地面水以及排除坡体范围内的地表水②地下排水工程：多采用盲沟，对防治边坡坍塌以及其他类型的路基病害有良好的效果边坡防护工程：①坡面植草：采用坡面植草以改善坡面土体固着力并防止表面冲刷②铺设浆砌片：采用满铺浆砌片石或骨架式浆砌片石构筑物时，要采取措施保护坡体如在骨架内种植草皮，也可以采用其他类型的骨架护坡，但骨架内填土应夯击密实，以防止坡体被冲刷，产生渗漏滑坡防治第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——冲刷病害防治措施地表水的控制：有关沟蚀的全部问题都可用拦截抵达边坡前的径流或将径流收集于削坡坡脚的排水沟内，或把径流妥善分散的方法解决为此而采取的构筑物主要有：边沟、坡顶截水沟、排水沟等排水设施控制冲刷的辅助措施：若不能完全控制地表水，水将成片地沿边坡流下，并伴有冲刷的危险。对此通常可采用：选择填坡路堤的材料：选择颗粒含量较多、级配较好、易于压实的材料用植被或铺衬砌护边坡：如何选择防止冲刷的方法主要受经济考虑，即把保护设施的造价、维修费用与由于交通的可能冲断、使用者的不便、风化导致的边坡不稳定等进行综合权衡第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——剥落病害防治措施喷浆及喷射混凝土：主要适用于易风化的软岩及裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的岩质挖方边坡，既可防止坡面进一步风化，又可使裂隙间破碎岩石得到砂浆充填而加固但此法不宜用于成岩作用差的黏土岩边坡，也不可直接用于涌水地段，若在泄水后可保证坡面无水回流方可使用喷浆及喷射混凝土第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——剥落病害防治措施浆砌片石：适用于坡度缓于1：1的各种岩质和土质边坡，坡面因风化剥落、地表水冲刷、易发生流泥冲沟及表层溜坍等病害时可采用浆砌片石护坡，尤其是石材丰富地区喷锚网联合防护：当坡面岩体严重风化或岩体受切割破碎严重，喷浆或喷射混凝土防护强度不足时，应采用喷锚网联合防护浆砌片石喷锚网联合防护第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基边坡病害——泥石流防治措施加强路基排水，保持路基表面干燥：山区道路在施工时应尽量在坡顶设置排水口，并确保排水系统的畅通。在雨季期间，应在路面加设排水沟，及时将积水排除，避免路基软化、失稳在路基上种植适宜的植被，提高路基的稳定性：根据不同地区的特点和条件，在路基上种植防风抗沙的植物，如山杨、沙柳、金丝楠等，有利于降低路基受风蚀和冲刷的影响设置挡土墙和护栏，阻止山体泥石流降至路面：在路面易受山体泥石流冲击的部位设置挡土墙或护栏，以防止泥石流直接冲击路面定期检查和维护道路设施，确保设施完好可靠：道路管理部门需要定期巡视道路，及时发现和处理路面泥石流等灾害，避免交通事故的发生第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基本体病害防治措施——路基沉降变形防治措施重视现场调查、勘探，加大基础工作深度：加大工程地质和水文地质勘察工作力度，满足设计与施工对基础资料的需求压实度的控制：严格按现行公路路基施工技术规范要求进行施工严格控制路基填料：路基填料应选用级配较好的粗粒土，如砂土、砾土等。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土、含草皮、生活垃圾、树根及含腐殖质的土严禁作为路基填料条件排水系统的完善：应考虑全面完善排水系统，避免水流冲刷，并尽可能降低地下水位施工和监理严格遵照有关规章制度执行：施工单位严格按照规范规定的碾压厚度、碾压机械、碾压功以及试验提供的最佳含水量组织施工第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基本体病害防治措施——基床翻浆冒泥下沉外挤防治措施开渠排水：及时在路肩上开挖横沟，排除表面积水，沟深至路面基层以下，高于边沟底挖换土壤：将路基翻浆的土和稀泥挖出，换填砂性土或碎石，分层压实后重铺路面排除路表积水：及时修补路面沟槽和路肩坑洼，使其平整、无堆积物、无积雪等换铺粒料：挖除翻浆路段的稀泥，换填碎石、砖块或炉渣等粒料，整平后通车碾压设置砂桩：当路基翻浆时，可在行车道部位开挖圆形或矩形的渗水井，将井内的水掏出，边掏水边加深，直至冰冻层以下，当渗水停止后，即可填入粗砂或碎（砾）石，以形成砂桩在交通量较小，重车通过不多的公路上，可用木料、树枝等维持通车，翻浆停止，路基渐趋稳定后，应及时拆除柴排，恢复路基原状翻浆严重路段，应控制重型车辆通过或令车辆绕道行驶第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基本体病害防治措施——下沉及外挤防治措施对于容易发生下沉、外挤的软弱基床，常采用线路抬道、基床表层补强、基床表层换填、基床桩体加固与注浆等处理方法路基本体病害防治措施——冻害防治措施清筛道床脏污：①清除道床的板结层②清筛厚度是整个道床厚度与换填砂垫层的和，这样可以做到全面整治路基冻害③铲除线路两侧土高出的部位，做到及时排水，将道床中的不透水层清除将土垄清除掉以增加道床的渗透能力将线路两侧农田内的积水清除，彻底切断水源补给平整铁路的路肩，使之达到铁轨下的标准高度，然后用材料将路肩封闭第9章路基与路面病害防治9.1路基防治措施路基本体病害防治措施——冻害防治措施基床换填：面对填土时土质不良，使得土地的透水性不佳造成冻害的情况时。应当换填一些颗粒较粗的土体，来提高基床的压实质量，进而消除路基冻害由于土质软化、压实质量较差，导致了道碴囊堆积，水分排除不畅造成冻害时。应当使用复合土工膜来封闭基床的表层，恢复路拱，进而防止大气降水侵入横向排水盲沟：在路基的本体内每隔一段距离布置横向的排水盲沟，起到加固排水沟得作用，防止排水沟水分渗漏，进而防止水分堆积，消除铁路路基冻害疏干排水孔：设计疏干排水孔群的技术要点主要有以下几点：在坡面的垂直方向布设排水孔，然后采用双层排水孔群在坡面的水平方向布设排水孔，需注意排水孔的水平间距会严重影响排水孔的排水在路基的两侧布设排水孔，其长度以能将水排出路基为宜目录9.1

路基9.2

路面第9章路基与路面病害防治9.2路面按路面力学特性分：柔性路面：主要包括用除水泥混凝土外的基层材料、各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层所组成的路面结构柔性路面刚度小，形变模量较小，在荷载作用下产生的垂直变形（即弯沉）较大，路面结构本身抗弯拉强度较低刚性路面：主要指用水泥混凝土作面层的路面结构刚性路面的主要特点包括：面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和地基的相应模量和强度。抗弯拉强度远小于抗压强度半刚性路面：指用石灰、水泥或其他工业废渣作结合料的稳定粒料作基层的路面结构这类基层完工初期具有柔软的工作特性，但是随着时间的延长，其强度逐步提高，板体性增加，刚度增大，所以称为半刚性基层第9章路基与路面病害防治9.2路面按路面材料分类：沥青路面：沥青路面是指在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料面层的路面结构沥青面层分为沥青混凝土、沥青混合料、乳化沥青碎石、沥青灌入式、沥青表面处置等类型水泥混凝土路面：水泥混凝土路面是指以水泥混凝土面板和基（垫）层组成的路面，又称之为刚性路面路面种类有：普通混凝土路面、钢筋混凝土路面、碾压式混凝土路面、钢（化学纤维）纤维混凝土路面、连续配筋混凝土路面等其他路面：其他路面主要是指在柔性基层上用有一定塑性的细粒土稳定各种骨料的中低级路面路面种类有：普通水泥混凝土预制块路面、联锁型路面砖路面、石料砌块路面、级配碎石路面及水（泥）结级配碎石路面等第9章路基与路面病害防治9.2路面坑槽病害：指的是公路路面使用较长时间之后，受外界环境因素的影响，公路路面发生一定程度的龟裂与松散现象如果没有进行有效的养护，继续受外界环境因素影响，导致公路路面和基层处于脱离状态，不能有效黏结，令沥青路面松散与龟裂范围逐渐扩大，就会演变为坑槽病害沥青路面常见病害泛油病害：泛油病害是指过量的沥青在高温作用下膨胀，充满沥青混凝土中的空隙后溢出到路表的现象水损害：水损害主要指的是公路工程在实际运行期间，路面积水逐渐渗入公路结构层的内部，无法有效排出，使得公路路面出现严重问题，引起此问题的原因分为内因与外因路面坑槽图第9章路基与路面病害防治9.2路面路面裂缝：结合沥青路面裂缝病害的形成特点可以得知，在路面病害形成初期，路面的实际受力比较小，对路面影响较小，若路面病害形成时间较长，没有进行有效修复，路面裂缝病害会影响周围结构，缩短公路的运行寿命拥包：主要指的是沥青路面出现凸起现象，降低道路的行车体验沥青路面常见病害主要原因是沥青材料黏结成块，使得沥青路面出现较多凸起施工期间，混合料的配合比不合理，沥青材料使用量过多公路路面面层和基层之间没有科学设置黏层油，使得沥青面层出现严重位移路面拥包现象第9章路基与路面病害防治9.2路面面板不均匀下陷：形成这种病害的主要原因一般为路基施工时压实不够，经反复行车和自然因素的作用，路基发生不均匀沉降路面板倾斜下沉：台背填土下沉导致面板倾斜下沉，主要原因是台背填料选择不当和施工时没有很好的压实水泥混凝土路面常见病害路面板断裂：在填方路堤地段，由于施工时压实严重不足，导致路堤大面积沉降而使混凝土路面板底部悬空，在行车作用下引起面板纵向弯折和连续断裂路面板大面积破损（剥落、龟裂等）：病害的主要原因是材料品质不符合要求，硅配合比不当，施工质量差或硷中夹带各种杂质相邻面板破损：其原因是接缝板和缝内填料损失，行车啃边；缝中进入硬物，热胀时将板边挤碎面板不均匀下陷现象第9章路基与路面病害防治9.2路面跳车颠簸：引起跳车的原因：一是盖板涵（明涵）桥面铺装破坏，使行车通过涵时发生跳车颠簸，其破损的主要原因包括：铺装层薄且与行车道板结合不好；桥面铺装施工质量差；桥涵与面板接缝处理不当；安放行车道板时，与两涵台衔接不稳，在行车作用下活动；铺装层中连接筋未按设计布设二是桥涵基底承载力不足，或持力层为湿陷性黄土，引起桥涵墩台整体下沉缝处病害：缝处病害主要有错台以及填缝料脱落两种：错台：浇筑硅时，模板震捣歪斜，或上下缝板未能对齐，在挤压过程中会上下错开而成错台填缝料脱落：在伸缩作用下或填缝料质量欠佳，填缝料常会被车轮挤出并带走的现象板脱皮露骨和板面坑洞：主要原因有：一是面板浇筑后在养生期内表面受冻；二是养生期内养护缺水；三是硅水灰比掌握得不好水泥混凝土路面常见病害第9章路基与路面病害防治9.2路面就其开裂的主要原因而论，可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝：①非荷载型裂缝即非行车荷载引起的裂缝。沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝，温度裂缝主要表现为横向裂缝。低温收缩或半刚性基层收缩是产生横向裂缝的主要原因②荷载型裂缝即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝。龟裂、网裂均属这种类型。龟裂是路面在车辆荷载的反复作用下，由于路面结构的强度不足而产生的沥青路面病害机理分析裂缝病害机理分析初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响，但随着表面雨水的侵入，导致路面强度下降，在大量行车荷载作用下，沥青路面产生结构性破坏第9章路基与路面病害防治9.2路面影响沥青路面非荷载型裂缝的因素：沥青品种和品质：包括油源、低温延度、粘度、针入度、劲度、含蜡量和抗老化等性能沥青混合料的组成：如矿料级配、沥青含量、集料品种面层的厚度：对于温度裂缝，厚度的影响不明显；对于反射裂缝，面层越厚，反射裂缝出现得越晚、越少基层材料的收缩性：基层材料的收缩性越小，面层裂缝越少土基：砂土路基路面的裂缝多于粘土路基路面气温：包括最低温度和温度变化率。此外，路龄、交通量、应力集中、施工原因都对裂缝的产生有影响沥青路面病害机理分析裂缝病害机理分析第9章路基与路面病害防治9.2路面车辙类型主要有：流动型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙、压实型车辙和水损坏型车辙等对于流动性车辙，在持续高温季节，常温下以弹性为主的沥青混合料变成以粘性为主的半固体，在行车荷载作用下，轮迹下的沥青混合料开始向两侧非均匀流动首先发生流动的是自由沥青和沥青胶浆，这时沥青混合料的流动速度较快，车辙发展速度也较快其次是中等粒径及粗集料沿矿料的接触面产生滑动，车辙的发展速度平稳对于压实型车辙，在行车荷载的作用下，轮迹处的沥青混合料进一步被压密，孔隙率减小，毛体积密度增大，沥青层厚度减薄，产生再压实型车辙沥青路面病害机理分析车辙病害机理分析第9章路基与路面病害防治9.2路面大空隙率、高速行车和水的综合作用是新泛油病害的主要肇因，这种相互作用造成了沥青、集料粘附性的相对不足路面积水在高速行驶的汽车轮胎下形成很高的动水压，这种动水压随车速的提高呈现几何级数增长，当车速较高时，所产生的动水压足以击穿表面层沥青混凝土，进入面层底部沥青路面病害机理分析泛油病害机理分析在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下，集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青，并在水的作用下被迫向上部迁移，从而导致面层上部泛油而底部松散沥青在表面层的迁徙第9章路基与路面病害防治9.2路面沥青与集料粘附性不足：沥青-集料粘附性与沥青、集料性质密切相关。当前道路建设中，使用的多为重交通沥青，甚至是改性沥青，因此沥青的性质相差不大。但集料的性质比较复杂，相差比较大。对于粘附性，集料性质的影响要远大于沥青的影响。集料的性质主要包括化学成分及表面性质水分渗入道路沥青混合料内部：使水分侵入到沥青-集料界面上。混合料的空隙率过大是沥青路面渗水的主要原因，雨水通过空隙渗入到沥青路面中，在行车荷载的作用下，产生动水压力，在动水压力的作用下，水不断冲刷沥青混合料，使得沥青从集料表面上剥落沥青路面病害机理分析水损害病害机理分析第9章路基与路面病害防治9.2路面松散、坑槽表现为路面破坏成大小深浅不一的坑洼，有时深度可达沥青铺装层底面路面积水只在相对固定的排水管位置排除或沿桥面流向两端。路面积水时间越长，沥青混合料受到的压应力越大，渗入材料内部的有压水越多、压力越大，造成路面材料水损害由于沥青混凝土铺装层与水泥混凝土铺装层粘结能力较弱，行车荷载产生的垂直方向上的引力导致铺装层与桥面板脱离，造成受力环境劣化沥青混凝土路面在行车荷载反复作用下，产生疲劳更为严重，导致寿命缩短沥青路面病害机理分析松散、坑槽病害机理分析第9章路基与路面病害防治9.2路面错台现象常与唧泥现象、填缝料缺失、路基的不均匀变形等密切相关。填缝料的丧失，会造成路面水的渗入，在车辆荷载的作用下会产生唧泥，随着唧泥的持续发生，路基游离土被不断带走，路基表面标高不断降低，产生错台若路基压实不均匀，随着通车时间的延长，不均匀沉降和变形也会加剧，导致错台以下原因也可造成错台：下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上、下错开而形成错台地表水通过接缝渗入基础使其软化，或接缝传荷能力不足，或传力效果降低，都会导致错台交通荷载或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉降不一致，纵缝也会产生错台水泥混凝土路面病害机理分析错台现象病害的机理分析错台示意图第9章路基与路面病害防治9.2路面在横向接缝、特别是胀缝两侧数十厘米范围内，由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当该应力超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎混凝土板在受热膨胀受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的压应力，从而出现纵向压曲失稳水泥混凝土路面病害机理分析挤碎和拱起病害的机理分析混凝土拱起示意图第9章路基与路面病害防治9.2路面水泥混凝土路面唧泥是由车辆荷载作用下，面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物的强制性位移造成的产生原因：水泥面板直接铺筑在细粒高缩性土和易冲刷的基层上唧泥往往是错台、断板、接缝附近断板等病害的诱因路面唧泥的产生，一般须具备以下条件：路基或基层的土壤处于松散状态，亦即存在松散之细粒土在面板与基层及路面之间有自由水存在，并与松散细粒土混合形成泥浆频繁的重载车辆轴载的作用，水泥混凝土路面板产生泵吸作用将泥浆喷出、吸入水泥混凝土路面病害机理分析唧泥损害机理分析混凝土路面唧泥、脱空示意图第9章路基与路面病害防治9.2路面由于切缝、清缝未及时或未达到规定的深度，造成接缝破坏材料的冻化、脆裂。根据规范要求，一般每隔2年~3年接缝料应更换一次材料质量低劣，易与板边脱离缝内无填充物或接缝料未填充到规定设计深度，在车辆荷载下也易造成缝料脱落造成脱空板的机理分析结构层的厚度、强度、密实度不均匀是产生空隙和空洞的前提条件板角受力的特殊性和板边环境的特殊性（路基冲刷）使板的边角易失去支撑半刚性基层的干缩现象导致空隙的存在水泥混凝土路面病害机理分析接缝料脱落的机理分析第9章路基与路面病害防治9.2路面混凝土的纵向断裂：纵向断裂是指水泥混凝土板在平行于路线行车方向产生的贯穿板厚的裂缝混凝土板的横向断裂：混凝土板的横向断裂是指垂直于行车方向产生的贯穿混凝土板厚的裂缝混凝土板的边角断裂：混凝土板的边角是水泥混凝土板的薄弱部位首先由于侧横的横壁效应，施工时较难保证边角密实，因而边角部位的强度偏低其次由于是独立板块，混凝土边的承载能力被削弱，相邻板边若无传力杆，传荷能力也就较差最后混凝土板在温差梯度作用下，产生伸、缩和翘曲，并在板边缘中点产生温度疲劳应力水泥混凝土路面病害机理分析断（碎）板的机理分析表层断裂：当混凝土的内应力超过混凝土的极限抗弯拉强度时，内部微裂缝就会发展、导致混凝土路面表层裂缝各类裂缝示意图第9章路基与路面病害防治9.2路面针对纵向裂缝形成原因，在路基施工过程中，特别在路基拓宽地段、路桥（涵）衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性，并保证达到规范要求的压实度沥青路面进行半幅摊铺时，采取合理措施处理纵向冷接缝由于温度变化会导致温度裂缝，且随着时间推移沥青老化，沥青面层的抗裂性能逐年降低，因此使用优质沥青能够显著减少温度裂缝另外，沥青面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关混凝土均匀、压实度高、空隙率小，混凝土强度也就较高，面层表面的薄弱处也就越少此外，沥青面层常因基层施工质量不高而产生反射裂缝沥青路面病害防治措施防治裂缝第9章路基与路面病害防治9.2路面选择合适的沥青混合料类型：沥青面层各层应尽量使用空隙率≤5％的密实型沥青混合料使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性：一般情况下，酸性石料与沥青的粘附性较差，所以在高等级公路中，宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂提高施工质量：施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理、配合比设计必须严密严格控制超载车辆：公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载，并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路优化设计：在沥青面层和层间使用防水材料，形成不透水的薄膜封层，减少沥青面层中因降雨而聚集的水沥青路面病害防治措施防治水破坏第9章路基与路面病害防治9.2路面选用合格的原材料，严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力严格控制施工温度及压实效果。