道路病害分析Word下载.docx
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1.1国外道路存在的病害
道路在使用过程中，由于行车荷载和自然因素的反复作用，其使用性能不断恶化出现破坏，并最终导致不能再负担交通状态。
国外道路基本为沥青马路，沥青路面因具有地质条件适应性强、行车舒适、维护方便等优点而被广泛使用于公路。
与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有造价相对较低、表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点在沥青公路通车后，因行车荷载作用，外界环境影响以及设计、施工中存在的不足，沥青路面会逐步出现多种路面病害，沥青公路一旦出现路面病害，就应及时分析病害成因，及时采取有效措施进行处治，否则不仅会降低道路的使用性能，影响行车的安全、舒适、快捷、畅通，而且会因处理不及对或措旒不当导致道路结构性破坏。
本文就几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施。
沥青路面破坏的现象有：
裂缝、车辙、沉陷、坑槽、泛油、波浪、松散剥落等。
这些病害极具普遍性和严重性，为公路工程质量通病之一。
1.2国内道路存在的病害
截至目前，我国公路总里程已达370万公里，其中高速公路总里程达6.5万公里，居世界第二，仅次于美国。
但我国在公路质量、管理水平和网络化建设等方面与美国相比，还存在很大的差距。
值得一提的是，由于我国高速公路网采取的是“统一规划，以省为主”的建设办法，虽然在建设过程中调动了各方面的积极性，但各省在建设高速公路时，总以本省会为中心来考虑，对一些纳入国家的高速公路网，对建设难度大、投资比较多、困难比较大的路段搁置不理，这就导致了“断头路”的现象比较突出。
在交通部2009年进行的一项调查表明，全国高速公路网中，“断头路”达6130公里。
首先，近几年我国汽车拥有量激增，但是道路建设却没能跟上步伐，道路网建设不合理，密度低，与其他运输方式的配合不好，加之管理水平低下，时常造成堵车，京藏堵车就是综合了以上几点的一个鲜明的例子。
在前段之间做的关于道路状况问卷调查中，有过半的一线城市市民认为堵车严重，表现出的就是道路从规划建设到施工建成再到管理上的严重不足，同时也表现了道路所承受的巨大压力。
1.3选出具体的病害进行分析
（1）裂缝
路面板出现小于3mm的轻微裂缝，可采用直接灌浆方法处治。
对大于或等于3mm
且小于15mm贯穿板厚的中等裂栏．可采取扩缝补块的方法处治。
对大于或等于15mm的严重裂缝采用挖补方法全深度补块。
裂缝的维修应符合下列规定：
扩缝补块的最小宽度不得小于100mm。
（2）脱空
水泥混凝土路面板块脱空，可采用弯沉仪、探地雷达等设备测定。
其弯沉值超过O.2mm时应确定为面板脱空。
面板脱空可采用灌浆方法处置，且灌桨孔的布设应符合下列规定：
灌浆孔与面板边的距离不应小于O.5m，灌注孔的数量在一块板上宜为3～5个；
孔的直径应和灌注嘴直径一致；
灌注压力宜为1.5～2.0MPa；
灌注作业应从沉陷量大的地方开始。
当相邻孔或接缝处冒浆即可停止泵送。
每灌完一孔应采用木楔堵孔。
（3）错台
高差小于10mm的错台，可以采用磨平机磨平，或人工凿平进行处理。
高差大于10mm的错台，可以采用沥青砂或水泥混凝土处治。
（4）面板沉陷
采用面板顶升，顶升值应经测量计算确定。
原板复位后，按板下脱空进行处治；
面板整板沉陷并发生碎裂，应采取整板翻修；
当沉陷处经常积水，可在适当位置增设雨水口。
（5）拱起
相邻路面板板端拱起的维修，应根据拱起的高度，将拱起板两侧横缝切宽，释放应力，使板逐渐恢复原位，修复后应再检查此段路面的伸缝，如有损坏应按要求修复。
（6）坑洞
坑洞的补修应符合下列规定：
深度小于30mm且数量较多的浅坑，或成片的坑洞可采用适宜材料修补；
深度大于或等于3Omm的坑槽，应先做局部凿除，再补修面层。
（7）唧泥
水泥混凝土路面唧泥病害，应采取压浆处理。
处理后应对接缝及时灌筑。
（8）接缝
接缝处因传力杆设置不当所引起的损坏，应将原传力杆纠正到正确位置；
伸缩缝修理时，应先将热沥青涂刷缝壁，再将接缝板压人缝内。
对接缝板接头及接缝板与传力杆之间的间隙，必须采用沥青或其他接缝料填实抹平，上部采用嵌缝条的接缝板应及时嵌人嵌缝条；
在低温季节或缝内潮湿时应将接缝烘干。
当纵向接缝张开宽度在10mm及以下时，宜采用加热式填缝料；
当纵向接缝张开宽度在10mm以上时，宜采用聚氨酯类填缝料常温施工。
当纵向接缝张开宽度超过15mm时，可采用沥青砂填缝；
当接缝出现碎裂时，应先扩缝补块，再做接缝处。
（9）板边、板角
当水泥混凝土路面板边轻度剥落时，不得采用沥青混合料修补；
板角断裂应按破裂面确定切割范围。
在后补的混凝土上，对应原板块纵横处切开；
凿除破损部分时，应保留原有钢筋，新旧板面间应涂刷界面剂；
与原有路面板的接缝面，应涂刷沥青，如为胀缝，应设置接缝板；
当混凝土养生达到设计强度后，方可通行车辆。
（10）整块翻修
对于破损严重的路面板应采取整块路面板翻修。
旧板凿除时，不得造成相邻板块破损、错位，应保留原有拉杆；
基层损坏或强度不足时，宜采用不低于C15混凝土补强，基层补强层顶面标高应与基层顶面标高相同；
在混凝土路面板接缝处的基层上，宜涂刷一道宽200mm沥青带；
应根据通车时间要求选用路面的修补材料，进行配合比设计。
（11）表面修复
水泥混凝土路面出现较大面积的磨光、起皮、剥落、露骨等病害，应及时安排大、中修工程予以维修；
应根据不同道路等级、破损情况，采取不同的材料和施工方法。
低等级道路出现的表面起皮、剥落、露骨等病害，宜采取表面处理、稀浆封层或加铺沥青磨耗层的方法维修；
高等级道理宜采用改性沥青稀浆封层、沥青混凝土加铺等方法处治；
路面磨光时宜采用刻糟机对路面板重新刻槽，槽深宜为3～5mm，槽宽宜为3～5mm，缝距宜为10～20mm。
（12）路面改善
水泥混凝土路面改善应因地制宜，可加铺水泥混凝土面层，或加铺沥青混凝土面层。
水泥混凝土加铺层的标高控制应与周边环境、临路建筑标高协调，不得影响正常雨水排除；
对原混凝土路面的各类病害必须进行维修；
新旧混凝土路面间应设置隔离层，隔离层可选用沥青混凝土、土工布或沥青油毡等种类；
加铺层的厚度应通过设计计算确定，并不得小于180mm；
加铺沥青混凝土层应符合下列规定：
加铺前应对原混凝土路面进行检测，当强度处于不足状态时，应做补强层厚度计算，且应对路面板损坏部位进行维修；
反射裂缝的防治可采用土工格栅、改性沥青油毡、土工布等材料；
喷洒乳化沥青粘层油时，应在破乳后进行摊铺作业；
在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的厚度不得小于80mm。
2病害分析
2.1病害产生的原因
路面，唧泥：
下雨或滑雪后路面存有积水，由于沥青路面存在孔隙，会有水分渗入，而且由于绿化带吸水，进入路面以下甚至地基中，重载驶经路面时，使混泥土面层板产生弯沉，板下材料受有压水冲蚀，随之从接缝或裂缝中唧出，明显的标志是接缝路面的表面，有污渍或基层材料沉积物出现。
它的出现是在重复重载作用下接缝填封材料的失效而引起的水的下渗，基层材料不耐冲蚀造成的。
脱皮：
道路混凝土为了满足抗折、耐磨等性能要求，其配合比设计中水泥用量相对较多，坍落度相对较小，导致混凝土收缩加大、表层凝结较快，容易造成表层脱皮、起粉等现象。
裂缝：
在载荷应力与温度应力共同作用下，在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层地面开裂，而后逐渐向上扩张而使裂缝贯穿整个面层。
半刚性基层的开裂通常由温缩或干缩引起，多数情况是基层铺筑之后由于未按规定即使养护或未及时铺筑沥青面层，使基层长期暴露在大气中，在降温与水分联合作用下开裂。
也有可能是在铺筑沥青面层后，路面在使用过程中，由于温度骤变使基层的日温差超过某一范围致使其温度应力超过其抗拉强度而断裂。
而且会因此发生连锁反应，路面以下或路基受水浸泡强度与密度降低致使路面结构承载力不足，出现啃边现象（啃边出现的原因有很多，如机动车超重，碾压路边，路面边缘未设置路缘石，路基宽度不够，上大下小，路肩衔接不好，造成积水，边缘长期受水浸泡，强度降低受车碾压塌陷，等等），并可能发展成裂缝网裂或坑塘、沉陷等。
车辙：
车道横断面上由于车辆重复行驶碾压，久而久之产生的一种路面损坏现象。
但是，在一般等级的公路上很少见到，原因是一般等级道路上，汽车并不按严格的标准分道行驶，而是混合行驶，轮迹分布在很宽的范围内使应力分散开。
所以这种情况一般发生在在温度较高的季节，高等级公路上。
沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形，和塑性流动而逐渐形成的。
通常是在伴随沥青面层压缩沉陷的同时，出现侧向隆起，二者结合起来形成的。
应当指出的是，对于半刚性基层有较高的刚度，所以永久变形发生在沥青路面层中。
此外，车辙的严重程度与沥青面层的结构组成和配合比有很大的关系。
而路面中出现的碗状坑洞、坑槽通常是松散、龟裂等其他损坏进一步发展的结果。
啃边：
是指由于施工质量问题，在通车后，由于雨水或车辆行驶，对路面的边缘有啃蚀的破坏。
产生啃边的原因很多，总的有几个原因：
1，机动车超重，碾压路面边缘。
2，路面边缘未设置路缘石。
3，路基宽度不够，未达到设计要求。
4，施工时路肩路面衔接不好，导致积水，使边缘长期经水，强度下降，在机动车的碾压下造成啃边。
路基方面：
土壤类型特殊，如：
冻土、沙质土，导致压实度不足，造成路基沉降；
多种土壤类型混杂；
由于土壤类型混杂，在确定路基材料配合比时需要针对不同的地质环境做大量实验来确定，如果中间环节有差池就会造成难以达到预期效果。
地下水对路基也有很大的影响；
比如：
在水流经过的涵洞，冬天容易结冰体积增大，容易出现冻裂，叫做冰害。
因基土冻结、体积膨胀，会引起路面隆起，原因之一是路基在冻结过程中，路基中水分会发生比原体积大9%的膨胀，另外，由于冰晶的吸附作用和土的毛细上升作用，未冻结的水分不断向冰冻去积聚，形成聚冰和进一步膨胀（分均匀冻胀与不均匀冻胀后者危害更为严重）。
聚冰和冻胀还会造成其他其他后果，在春融季节，路基上部（包括路面基层）强度显著降低，在行车作用下，会出现发软、裂缝、冒泥浆，最后导致路面破坏。
值得一提的是。
翻浆是冰冻地区（包括多年冻土区和季节性冻土区）严重的公路病害之一。
道路材料：
不合理材料，如采用了未经打碎的大块煤渣、冻土块或腐殖土；
不合格材料，如豆腐渣工程中常出现的劣质水泥或配合中水泥用量（比例）不符合要求，当然，不同质量的材料使用寿命与使用要求也有不同；
对材料处理不符合要求，如未对材料进行压实；
加工工艺受限；
（如，沥青热拌与温拌）
周边环境与自然灾害：
高等级公路在一般情况下很少发生因自然灾害而产生的道路病害，而标准低、质量差、设备不完善的公路因自然灾害产生的病害往往十分频繁。
道路地质灾害种类具体又可按构造物质或性质分为道路路基地质灾害、道路隧道地质灾害和道路地下水灾害，其中最主要的灾种为地震、崩塌、滑坡、泥石流、沙埋、岩溶、冻土、水毁、地裂缝、地面塌陷、坍方、雪害等。
2.2病害的处治（解决方案）
2.2.1常见病害的处治
（1）对轻微的裂缝，在高温季节可采用喷洒沥青粒料压入法修理，在低温、潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青封层或采用相应级配有乳化沥青稀浆封层。
（2）因土基、路面基层的病害或强度不足引起的裂缝类破损，首先应处理土基或基层，然后再修复路面。
（3）因路面用沥青性能不好或路龄较长，产生较大面积的裂缝，可采用如下修理方法：
①乳化沥青稀浆封层；
②加铺沥青混合料上封层；
③橡胶沥青薄层罩面。
2.2.2沥青路面丰辙的处治
路面如果是表面性质磨损过度造成的车辙，可用路面铣刨机或风镐翻松车辙表面10—20mm把其清除干净，然后喷洒粘层油可按0．3—0．5kg／m2，再用与原路面结构相同的沥青混合料进行铺筑，并恢复路坡，把接茬处烙平密合，最后进行碾压密实。
2.2.3沥青路面油包、拥包的处治
沥青路面出现油包时，可用加热器烘烤发软时将油包铲除，补平整后用烙铁烙平；
若是由于撒漏或油钉造成的油包，在气温高时铲除即可。
2.2.4沥青路面泛油的处治
首先，要对养护路段，进行取样作抽提检测试验，并根据试验算出油石比，采取具体的处治措施。
接下来，对于路面泛油较重的路段，需先撒铺s12（5—10mm）的碎石进行稳定后，再撤S15（3—5咖）石屑或粗砂，引导行车碾压。
2.2.5沥青路面脱皮的处治
由于面层本身油料不匀或颗粒重叠的原因引起的脱皮，只需将路面重新翻修即可。
由于路面面层与基层之间粘结不良引起的脱皮，需先将松动和脱落的部分清扫干净后并洒粘层油后，再重铺面层。
2.2.6沥青路面沉陷的处治
由于土基或基层结构受破坏造成的沉陷，要把土基或基层先处治好，再修复面层。
若为路面沉陷，要进行及时填铺平顺。
2.2.7沥青路面啃边的处治
如路面出现啃边，可采取设硬路肩或加固路肩，并与路面的边缘衔接平顺。
若要路肩平整坚实，还需保持应有的横坡度，以便于排水。
2.2.8沥青路面松散、麻面的处治
若由于油温过高引起粘结料的老化而造成松散，需挖除重铺。
因基层或土基松软变形形成的松散，需先将土基或基层处理好后，再重铺路面。
2.2.9沥青路面坑糟的处治
（1）最常见的情形是路面的基层完好，仅仅面层有坑槽。
维修方法应遵循以下6个步骤。
①测定坑槽的范围和深度（不小于4cm），按“圆洞方补”的原则，划出与路中心线平行或垂直的开槽轮廓线。
②开槽至稳定部分，槽壁应垂直，并将槽底、槽壁清除干净。
③在干净的槽底、槽壁涂刷一层粘结沥青。
④摊铺新料使其略高于原路面，待碾压稳定后保持与原路面相平。
⑤用沥青封边，并对周边进行修理。
⑥如果面积大，修补后需等待混合料的温度与路面温度相近时才能开放交通。
（2）如果路面基层损坏，应针对损坏原因，先处理基层病害，再修复面层。
道路病害是影响道路使用功能和使用寿命的直接原因，而引起路面发生病害的原因有各种各样，因此虽然进行了大量的相关研究工作，但某些典型病害还是没有得到很好的解决，仍然威胁着道路工程设施安全、高效的使用。
对道路病害发生的原理、发生的规律进行深入的分析和了解。
在此基础上进行有针对性地采取预防和处治措施，是减少路面病害的关键。
同时，道路的维修养护工作日益重要，道路工程出现的某些小病害如果不采取处治，小的病害就会扩大成大的病害，病害日积月累形成严重影响路面功能的病害。
第三，新的高性能材料、新的处治工艺的开发对于解决道路典型病害起到重要作用。
3实例分析
路面病害分为4类：
将龟裂、块裂、纵、横向裂缝四类九项病害列入裂缝类病害；
将坑槽、松散二类病害列入松散类病害；
将沉陷、车辙、波浪拥包三类病害列入变形类病害；
将泛油、修补二类病害列入其他类病害。
3.1工程实例的具体内容
翻浆是路基常见的病害之一，它是路基中的土受雨水或地下水浸泡饱和后，在车辆动载荷作用下，形成沿伸缩缝或裂缝的空隙向表面涌出水和泥浆。
对路基翻浆进行技术处理和研究，对保证公路建设的质量和车辆运行安全有着十分重要的意义。
在高速公路路基翻浆冒泥整治技术方面，国内外进行过大量的研究。
自20世纪70年代以来，主要整治技术为铺设砂垫层后设置封闭层、换土等。
设置封闭层主要采用沥青稀浆封层，在其他材料方面使用氯丁橡胶、聚氯乙烯软板、玻璃纤维塑料布、为尼龙涂塑布、土工格栅、木工布等，有些效果好，有些不尽如人意，而且在施工时，绝大多数需要封闭线路，严重影响公路的正常运行和安全。
从目前的进展情况看，高速公路路基病害的处置，实践先于理论。
业主与施工单位及有关科研院校对病害的成因、机理、处置工法、材料未进行过系统的研究，未形成一个材料、工法、管理上的技术规范，例如钻孔的工具、钻孔的深度、灌浆的压力、材料的特性、压力对基层土层的影响，灌浆材料对土层的匹配性，与混凝土垫具的相容性，灌浆材料的弹性模量，加固后固结体的抗压、抗折、抗渗的性能，检验方法等，都没有明确的要求和具体的参数，因此，结合实际总结一套适合高速公路路基病害处理的整体技术，是摆在我们面前的—个重要课题。
目前高速公路处置路基病害的方法主要有水泥加膨胀剂法、水泥水玻璃法、固化剂法等几种，经过在湖南几条高速公路养护实践中的应用，证明静压化学灌浆是目前处置路基病害的有效途径之—。
注浆在高速公路及水利系统称灌浆，在岩上工程中称注浆，它是利用压力将能固化的浆液，通过钻孔注入岩上孔隙或构筑物的裂隙中，使其物理力学性能改善的一种方法。
3.2产生的原因
3.2.1纵横向单条裂缝的成因分析
（1）位于山区，昼夜温差大、冬夏温差大，低温开裂造成横向裂缝。
低温开裂是在寒冷地区面层材料本身在低温时的收缩阻碍，会产生较大的拉应力，当拉应力超过材料的抗拉强度时，面层便会出现横向断裂。
（2）基层为水泥稳定层，主要是反射裂缝。
基层裂缝反射到面层是形成纵向裂缝的主要原因。
这些纵横向裂缝虽然在初现时不会影响行车，但在水分不断侵蚀下，其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大，并在其周围逐步发展成网状裂缝。
3.2.2龟裂、块状裂缝的病害成因分析
（1）使用年限为38年未进行改建，面层沥青混合料严重老化，粗细料级配不合理是造成出现块状裂缝、龟裂的主要因素。
（2）路面初期病害为纵横向单条裂缝，裂缝产生后随着承载力不均造成面层与基层粘结性变差，纵横向裂缝逐渐连片发展为块状裂缝。
块状裂缝的病害形式进一步发展就形成了龟裂；
龟裂在车轮荷载的作用下，逐渐松散、脱落，在风雨侵蚀、车轮后的真空吸力下被带离路面，会逐渐形成坑槽。
3.2.3推移的病害成因分析
铁矿公司的必经之路，山上打矿石的均为重车，超载车辆多，沥青路面在受到车辆反复荷载和紧急刹车拖拽面层产生较大的纵向拉应力，当拉应力大于沥青混合料本身抵抗最大拉应力的能力后，推移便开始产生，起初是月牙形的雏形，后来随车辆反复冲击和推挤作用，推移病害不断增大。
3.2.4车辙产生原因分析
（1）气候：
在高温条件下，车轮反复作用，荷载应力超过沥青混和料的稳定度极限，使流动变形不断积累形成车辙。
（2）交通：
大量重型车辆行驶较慢，且渠道化行驶在主车道上。
（3）施工：
山区施工期限短，压实不足引起车辙。
3.2.5波浪拥包痛害成因分析
由于局部沥青面层油石比较大，骨料偏细导致沥青面层移动在路表面形成有规律的纵向起伏。
加上逐年增多的特大型车辆长期超载碾压及路面出现沥青老化，高温重车碾压下形成。
通过以上对道路路面病害调查、分析，提交了公路技术状况结果，为下一步制定养护工程计划及养护工程方案提供依据，以此调整优化公路养护计划，提高路况质量，降低成本、实现资源最优配置的目的。
3.3处治方法
博尼维是百分之百的聚酯纤维,是从石油中提炼出的原材料加入特种添加材料,采用“旋转—熔化”法生产出来的,是美国KAPEJO公司的专利产品,由美国杜邦公司生产。
博尼维在-40℃～250℃的温度内不脆化、不变形。
每根纤维都是独立的,与同是石油产品的沥青相比具有更强的吸附性,且不缠绕。
沥青混合料中掺入2.25kg博尼维,将有18亿根以上的纤维以三维立体方式提供巨大的内聚力,提高路面的稳定性,延长使用寿命,防止产生车辙、渠化、挤推、反射裂缝和温度裂缝等路面病害。
博尼维具有如下功能：
（1）改善沥青混凝土的高温性能,提高高温稳定性。
加入博尼维后,由于纤维的吸附作用,使沥青的黏稠度和黏聚力增大；
同时,由于纵横交错的加筋作用,降低了沥青的流动性能,使沥青的稳定性得到了很大的提高。
由于博尼维在250℃的高温中,仍能够保持较高的稳定性,由此提高了沥青混凝土在高温环境下抗软化、抗车辙的性能。
（2）提高了沥青混凝土的低温变形能力。
博尼维具有良好的物理性能,延伸率可达50%。
将博尼维掺入沥青中可使沥青具有一定的弹性,在-40℃的低温下仍然能够保持沥青的柔韧性和较高的抗拉强度,使混合料的低温抗裂性能增强。
3.3.1聚酯纤维博尼维的适用范围
高速公路部分路段路面在营运期间出现了大面积的严重龟裂、块状裂缝等路面病害,严重影响了车辆的正常通行。
为了更好地解决路面出现的各种病害,采用加铺沥青混凝土的办法,并在沥青混凝土中添加博尼维,对路基路面的稳定起到了积极的作用。
运风高速公路采用加铺5cm混凝土加博尼维德办法取得了很好的效果。
3.3.2聚酯纤维博尼维的施工
①施工方法
博尼维沥青混合料对原材料的要求与不添加博尼维时完全相同。
施工工艺与不添加博尼维时相同,只是在往搅拌机中加入集料的同时,按规定添加量将博尼维加入搅拌机中,先与集料干拌30s,然后再加入沥青湿拌30s。
博尼维可以整袋地投入搅拌机（不必开包）,使得在沥青混凝土的拌和中更容易操作。
沥青混合料的摊铺只要符合《沥青路面施工技术规范》就可以,没有别的特殊要求。
②设计用量
博尼维适用于面层的铺装,如果面层和基层同时使用,效果会更好。
对于不同的交通流量,设计添加量可以有所调整,增加使用量有利于延长路面的使用寿命。
③有关注意事项
第一,集料、博尼维与沥青要充分拌和,使博尼维在混合料中分布均匀。
第二,加入博尼维后的沥青混凝土路面,压路机应多碾压2～3遍。
第三,博尼维添加剂量要准确。
第四,要严格控制各个施工阶段混合料的温度。
沥青混合料出厂温度一般为140
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