工程事故分析12章道路工程事故与处理.ppt

12.3 路面工程病害 车辙的类型分为结构性车辙、流动性车辙、磨损性车辙和压实不足引起的车辙。结构性车辙是由于荷载作用超过路面各层的强度，从而发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成凹字形(图12-10a)；流动性车辙是在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限，使流动变形不断累积而形成的车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起，在弯道处还明显往外推挤，车道线或者停车线因此可能成为变形的曲线(图12-10b)； 12.3 路面工程病害 (a) 结构性车辙示意图 (b) 流动性车辙示意图 图12-10 路面车辙 12.3 路面工程病害 磨损性车辙是由于车辆不断磨损地面，特别是大量重型超载车辆渠道化地行驶在主车道上而形成的车辙；压实不足引起的车辙属于非正常情况车辙，是由于施工控制不严造成的。由于沥青面层本身压实不足，致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密，在交通车辆反复碾压作用下，空隙率不断减小，达到极限参与空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形，而且平整度迅速下降，形成明显的车辙。这种由于施工不良造成的非正常性车辙在我国是非常普遍的。 12.3 路面工程病害 (3) 坑槽 路面坑槽是在行车作用下，路面骨料局部脱落而产生的坑洼。坑槽深度一般大于2cm，面积在0.04m2以上。如小面积坑槽较多，又相距很近（20cm以内），应合在一起计算。沥青路面坑槽都有一个形成过程，起初局部龟裂松散，在行车荷载和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽(图12-11)。 12.3 路面工程病害 图1-16 路面坑槽 12.3 路面工程病害 坑槽的类型分为：压实不足性坑槽、厚度不足性坑槽和水损害性坑槽。压实不足性坑槽是由于施工时混合料温度太高，使沥青老化，粘结性降低、脆性增加，导致压实不够，粘结不牢，在行车荷载的作用下，形成坑槽；或由于混合料温度太低，摊铺不均匀，压实不充分，导致压实度不够形成坑槽；厚度不足性坑槽是由于路面下面层局部标高控制不严，导致沥青上面层个别地方厚度不够，在行车作用下，部分混合料易被带走，形成坑槽；水损害性坑槽是沥青路面早期破坏中最常见的坑槽，其形成过程如下： 12.3 路面工程病害 在开始阶段，水份侵入沥青和集料的界面，以水膜或水汽的形式存在，影响沥青与集料的粘附性；在反复荷载的作用下，沥青膜与集料开始剥离；渐渐的，路面开始麻面、松散、掉粒；最后形成坑槽。 12.3 路面工程病害 (4) 路面表面功能下降 路面表面功能下降是指表面功能衰减、抗滑、噪声、溅水和水雾等功能下降，主要原因是由于：① 沥青标号过大（针入度偏大），沥青用量多，路面渐渐泛油，构造深度下降，甚至变成光滑油面；② 粗集料不耐磨，迅速磨光。石料磨光是表面功能衰减的主要原因，它取决于粗集料的品种。石灰岩集料路面的摩擦系数在通车半年到一年便可能下降到最底值，而坚硬耐磨的石料的磨光期则可以维持很长时间。 12.3 路面工程病害 (5) 路面沉陷、错台、桥头涵顶跳车 路面沉陷是由于路基产生竖向变形导致路面下沉所致，包括均匀沉陷、不均匀沉陷和局部较大面积沉陷(图12-12)；错台是指路面接缝处或裂缝相邻面板出现垂直高差的现象；桥头涵顶跳车是由桥台台背填土压实不够而引起路基不均匀沉降，使路面产生沉陷，形成跳车(图12-13)。沉陷与桥头跳车的产生除了上述的原因之外，很多时候都是施工质量没有严格控制造成的。 12.3 路面工程病害 图1-17 路面沉陷 图1-18 桥头跳车 12.3 路面工程病害 例：天津市公路沥青路面裂缝病害 病害概况 天津市津汉公路、津同公路、津霸公路等均在1998年夏季施工。路面结构在原沥青路面上铺5%，18cm厚水泥稳定碎石和6~7cm厚沥青混凝土面层。沥青采用AH—90重交通石油沥青，施工质量优良。当年入冬以来先后出现横向裂缝，一般开始发现横向裂缝的间距为13~15m，接着又在原裂缝间约1/2处出现较大的裂缝宽度。经钻孔检验，路面裂缝部位有的仅是沥青面层开裂，有的面层与基层在同一位置开裂。裂缝宽一般是路面上方较大，越往下越小。用沥青灌缝养护，来年气温回升后裂缝逐步缩小至不明显。 12.3 路面工程病害 病害分析 经分析，该裂缝主要由于温度变化产生温度应力，当路面混合料抗拉极限强度小于温度应力时，路面被拉裂，直至混合料抗拉强度等于或小于温度应力时即停止发生裂缝。该公路水稳基层和沥青面层均在炎热的夏季施工成形时温度较高，秋夏完工交通放行后，路面温度仍很高，初冬寒流突临，气温骤降至0℃以