qo沥青路面车辙病害分析.doc

沥青路面车辙病害分析 ：p 车辙类型：n 失稳型车辙：高温稳定性不足时产生；n 结构型车辙：重载作用下的整体永久变形；n 磨耗型车辙：车轮磨耗而产生的变形p 车辙产生机理：n 车辙的形成主要是因为：n 沥青混合料的后续压实；n 沥青混合料的流动变形；n 沥青混合料的结构性失稳变形p 车辙的危害n ①影响平整度；n ②强度降低，诱发各种病害；n ③车辙积水导致车辆漂滑；n ④车辆失控，影响行车的稳定性p 车辙的影响因素及分析n ①轮载及交通量增大和渠化交通n ②高温及水文条件可大降低路面结构的抗变形能力；n ③路面的结构类型；n ④路面材料性能与组成；n ⑤施工因素p 车辙的控制指标n 有三种：n 路基顶面允许竖向压应变；n 沥青层容许永久变形；n 及路面容许车辙深度n 以后者为主要控制指标p 国外容许车辙深度的确定n 1)日本：n ①当轴载超过300万辆时，有50%的路段车辙深度超过10mm，交叉口可达2～5倍n ②当裂缝超过20%时，车辙深度超过20mm时，要补强n 2)美国n ①一般路段不超过30mm；n ②交叉口容许2～5倍于一般路段。

n 我国容许以深度RD(mm)推荐值高速公路其他高等级道路一般路段交叉路段10～1515～2025～30p 半刚性路面中车辙的90%产生于沥青层中，所以车辙主要是沥青层的永久变形p 经验法：n 是通过三轴试验，建立沥青层的永久变形同荷载及材料的物理和力学特性之间的经验关系p 理论-经验法：p 理论-经验法：p 理论法：n 是利用弹性或粘弹性层状体理论计算路面内的应力分布，并根据路面材料永久变形与应力之间的关系，求得沥青层的永久变形，考虑到荷载动态与 静态对路面作用的差异，提出了车辙计算的动态修正参数p 理论法：n 永久变形估算模型如下：p 理论法：n 永久变形估算模型如下：p 国内外对沥青层永久变形的预估方法，可归纳如下：p 理论法：n 在车辙预估方面，粘弹性理论比弹性理论更为合理为了弥补现有车辙计算方法的不足，提出了一种以粘弹性层状体系理论为基础的沥青路面车辙的预估方法求解的方法通常有两种：一种是粘弹对应原理法，另一种是数值计算方法n 车辙深度RD的计算方法：p 车辙深度RD的计算流程：p 以车辙为控制指标的路面设计方法 ：n 目前的设计方法是以弯沉和弯拉应力为控制指标，没有车辙指标。

但现行规范要求在材料设计阶段对沥青混合料进行车辙试验，并对试验所得的动稳定度提出了要求但动稳定度在路面设计中未作为控制指标，导致了材料设计与路面结构设计的分离，即满足动稳定度要求的沥青混合料在路面中能产生多大的车辙或者是否超过容许值都不得而知n 根据前述车辙预估方法和容许车辙深度值，可以反算沥青混合料的容许粘性劲度模量，并由此来控制沥青混合料的材料选择及配比设计，实现材料设计与路面结构设计的统一所以容许车辙深度可以作为路面设计的一个有效指标 p 沥青材料及矿料的选择n 1)矿料(骨架)矿料的形状、抗压强度、耐磨性能及合理的级配，是沥青混合料抗车辙能力的根本所在n 2)沥青结合料(肌肉)选择高温稳定性好的沥青与细集料所形成的胶砂是关键n 3)沥青混合料(整体)混合料中的空隙率、沥青的用量及矿料的级配是影响沥青混合料抗车辙能力的主要因素p 施工工艺 n 如碾压时的温度、厚度、压实度、平整度等p 交通管理n 如车辆的超载、启动和制动等作用p 非失稳型车辙(RD<20mm)n ①稀浆封层：以乳化沥青为结合料n ②微表处：以改性的乳化沥青为结合料n ③超薄磨耗层等方法p 失稳型车辙(RD>20mm)n 查明成因及车辙产生的部位，在清除失稳的结构层后采有罩面补强等方法治理。

软土路基病害概述n 1.1.1 软土地基路堤的主要病害n 1．路基沉陷2．边坡滑塌n 3．不良地质和水文条件造成的路基破坏1.1.2 在软基上修筑高速公路的技术问题n 1．选择合适的勘探手段和勘探技术途径n 2．软粘土基本特性和结构特性的研究n 3．软土地基加固方案的确定n 4．提高沉降量计算的可靠性n （1）固结沉降的计算方法n （2）瞬时沉降量n （3）次固结的影响程度n （4）压缩层厚度的考虑n （5）地基预压时间的确定n 5．路堤填筑速率的确定1.1.3 路基病害防治方法n 在工程的前、中和后期应分别采取“避、防、治”的原则，就能达到预期效果n 1）“避”即在公路选线时，根据不同等级公路标准，经多方案比较，确定对不良地质地段的穿越和避线方案，以此减少发生灾害的可能性n 2）“防”即在工程实施阶段，对已掌握的不良地质隐患进行分析研究，确定针对性预防方案，把灾害隐患消除在萌芽状态n 3）“治”即在公路营运阶段，对受到大自然或人为因素影响而发生的灾害进行调查分析，采取针对性的事后整治措施，使之恢复稳定状态1.2 路面基层病害概述n 1.2.1 半刚性基层材料的强度形成原理n 1、石灰稳定类材料强度形成原理n 石灰土的强度形成需要一定的温度和湿度。

初期表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增大和最大密实度减小等；后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高土的强度与稳定性 n 2、水泥稳定类材料强度形成原理n 影响水泥稳定土强度与稳定性的主要因素有土质、水泥成份与剂量、水等水泥稳定土的抗温缩与抗干缩以及经济性，应有一个合理的水泥用量范围 n 3、综合稳定类材料强度形成原理n 综合稳定类是指以水泥或石灰为主要结合剂，外掺少量活性物质或其他材料，以提高和改善土的技术性质n （1）石灰粉煤灰（简称二灰）稳定类n 粉煤灰是一种火山灰物质，它含有活性的氧化硅和氧化铝，在石灰的碱性激发及相互作用下生成含水的硅铝酸钙这些新生的胶凝物质晶体具有较强的胶结能力，其强度、刚度、稳定性和抗冻性均有显著改善 n （2）水泥石灰综合稳定类n 石灰是水泥稳定土中最常用的添加剂加速水泥的硬化过程，减少水泥用量同时还可扩大水泥稳定土的适用范围，改变土的塑性性质，能够获得良好的稳定效果1.2.2 半刚性基层材料的缩裂特性n 半刚性材料的缺点是抗变形能力低，在温度或湿度变化时易产生开裂，易形成反射裂缝n 对于含土较多的材料以干缩为主，对于含集料较多的材料以温缩为主n 半刚性基层的干缩主要发生在竣工后初期阶段，当基层上铺筑沥青面层以后，基层的含水量一般变化不大，此时半刚性基层的收缩转化为以温缩为主。

1.2.2 半刚性基层材料的缩裂特性n 半刚性基层的类型与配合比的选择，应根据当地的自然条件与基层所处的环境来确定 n 水泥砂砾类的水泥含量约为5%时，具有较强的抗干缩能力，适用于温差不大的地区n 石灰砂砾类基层的抗干缩和温缩的能力均较差，宜采用水泥石灰综合稳定，以部分水泥代替部分石灰，提高其抗干缩能力，以减轻缩裂n 二灰砂砾类集料含量约为75%时，抗干缩与温缩能力均较强，可适用于不同地区，主要是解决早强不足的问题1.2.3 半刚性基层施工应注意的问题n （1）施工季节n 最低温度应在50C以上；在雨季应特别注意气候变化，勿使运到路上的集料过分潮湿n （2）水泥稳定类材料施工作业长度的确定n 应综合考虑水泥的终凝时间，并尽可能减少接缝一般情况下每一流水作业段长度以200m为宜n （3）接茬处理n （4）养生期的探讨 1. 软土病害F 软土及其特征 ：定义：软土具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利工程性质，需要进行人工处理后才能满足工程设计要求 软土定义不同专业有不同解释： 部门方法备注交通部①天然含水量≥35或液限以特征和力学指标确定 ②天然孔隙比≥1③剪切强度＜35kpa铁道部①天然含水量接近或大于液限以力学指标确定 ②孔隙比＞1③压缩模量＜4000kpa④标准贯入击数⑤静力触探贯入阻力⑥不排水强度建设部①外观以灰色为主的细粘土 以特征为主来确定 ②天然含水量不小于液限③天然孔隙比不小于1.0F 软土及其特征 ：p 软土的类型n 按成因可分为三大类：n ①滨海沉积(沿海地区)、n ②内陆平原(淮河及松辽平原)n ③山地沉积(西南及南方山区及丘陵地区)。

p 软土的工程性质n ①深色、细粒、有机质含量高；n ②天然含水量高；n ③天然孔隙比大；n ④渗透系数小；n ⑤压缩性高；n ⑥抗剪强度低；n ⑦灵敏度高并具有显著的流变特性n 软土及其特征 ：p 软土地基的技术要求n ①地基处理超载预压10个月后沉降速率不大于0.168mm/天，才能进行二次填筑，随后才能进行桥涵构造物和路基及路面的施工；n ②位移边桩沉降不大于3mm/d；n ③斜移管控制在不大于5mm/d；n ④处理后剩余沉降量不大于8cm，地基承载力不小于100kpa软土地基常用处理方法 ：p 常用的方法：n 换填由埋层的深度和厚度决定；n 抛石由埋层的深度和厚度及基底的强度决定；抛石宜由中间向两边，由高处向低处，碾压之后，铺反滤层p 排水固结法：p 通过设置横向和纵向排水系统及超载预压使地基达到排水固结，先期产生固结沉降，减少工后沉降n 排水砂垫层n 砂井及袋装砂井n 塑料排水板n 反压护道n 超载预压p 复合地基法：p 通过吸水、膨胀、放热及离子交换作用改善桩周土的物理力学性质，形成复合地基n 粒料桩、n 旋喷桩n 石灰桩p 其它方法：n 强夯法(10～40t的重锤)：n 加筋土法：土工织物铺垫n 超轻质料填土法：聚苯乙烯板块(ESE)容重只有土的1/50～1/100，并具有较好的强度和压缩性能，可有效减小荷载，必要时还可置换部分地基土。

n 软土病害处治工程实例 ：p 垫层与浅层处治n 1)适用范围n 填土高度小、软土层薄、排水性好、砂源丰富、工期不紧的软土路基n 2)设计要点n ①厚度：0.5～1.0m，宽度：超宽：0.5～1.0mn ②当软土很软时，可铺设荆笆、土工网等，或先用人工或轻便机械施工n ③根据不同情况可采用平铺法、插振法、水撼法、夯实法及碾压法施工p 竖向排水法n 对软土地基采用砂井、袋装砂井、塑料排水板及与土工合成材料形成的排水柱体n 工程实例分析：塑料排水板与土工格栅法处理软基n 设计原理：n 利用插设在软土地基中的塑料排水板建立起竖向排水系统，再在塑料排水板的上部铺设一层砂垫层，建立起横向排水系统，在土层中设置土工格栅，可以利用其良好的延性和整体抗剪性均匀的纵横向抗拉性，增加路基的稳定力矩，提高软基整体稳定性，从而建立起加压系统，加快路基的填筑速度，缩短工期n 竖向排水法施工要点n ①施工准备n ②敷设下层水平排水体系n ③插设排水板n 排水板参数的选择，插板机选择(普通式，履带式、门式轨道插板机)，定位，穿靴，插设，套管拔起注意排水板施工允许偏差的控制n ④真空预压(个别工程。