公路工程质量事故分析 颜海 第四章 路面工程新.ppt

第四章 路面工程,学习目标本章重点本章难点主要内容本章小结思考练习,返回,学习目标,掌握路面工程质量事故的分析方法；掌握路面质量事故产生的原因及防止路面工程质量事故的措施。,稳定土类路面、稳定粒料类路面、沥青路面、水泥混凝土路面工程质量事故类型和事故特点。,本章重点,返回,本章难点,稳定粒料类路面、沥青路面、水泥混凝土路面工程质量事故类型和预防措施。,返回,本章通过对公路工程中常见的稳定土类路面、稳定粒料类路面、沥青路面、水泥混凝土路面工程质量事故分析和路面工程质量检测方法的研究，结合工程实例分析了稳定土类路面、稳定粒料类路面、沥青路面、水泥混凝土路面工程容易产生的各种工程质量事故，分析事故产生的原因及应当采取的对策等。通过学习，要求学生必须掌握路面工程质量事故分析方法；掌握路面质量事故产生的原因及防止路面工程质量事故的对策。旨在教育学生利用课堂所学理论，解决工程实际中的具体问题，避免理论、实际脱节，真正实现知识产业化和知识社会化的目标。,本章小节,返回,主 要 内 容,第一节 稳定土类路面基层工程质量事故分析第二节 稳定粒料类路面基层工程质量事故分析第三节 沥青路面工程质量事故分析第四节 水泥混凝土路面工程质量事故分析第五节 路面工程质量检测概述,返回,一、石灰稳定土二、水泥稳定土,第一节 稳定土类路面基层工程质量事故分析,返回,一、石灰稳定土,影响石灰土强度的因素:内在因素：土质、石灰剂量、含水量；外部因素：碾压密实度、施工季节、养护等。,2,1,1.石灰土的强度控制,为保证石灰土的强度,应注意以下两点:,改善土质采用磨细生石灰,2.压实度的控制,(1)同一施工段落选用同类土质(2)撒铺石灰要均匀(3)要控制好最佳含水量的变化幅度(4)要针对不同土质制定压实工艺,3.石灰土稳定土路面工程质量事故分析,(1)石灰土开裂及龟裂原因分析：1)土的塑性指数在20以上；2)在石灰土拌和碾压时含水量大于最佳含水量；3)灰土上面覆盖层较薄，经过冬季引起开裂的 因素比较多，形成温缩裂缝；4)由于重粘土难以粉碎，灰土中掺杂大块土团 碾压成型后出现泥饼，形成龟裂。,防止或减少灰土裂缝的原则,选用塑指较低的土源“砂化”重粘土 对重粘土含水量取低值,预防及处理措施：,石灰土“起皮”的原因:,1,2,灰土标高控制不严，有缺料找补现象，特别是补料在5cm以下的灰土贴补不牢；压路机碾压次数过多、时间过长，灰土干湿程度不同，形成两层皮；表面过湿，碾压过早造成粘轮，将灰土表皮带起；灰土表面夹有土块或石块，平地机刮平时带成沟槽。,3,4,石灰土“弹簧”的原因:,湿弹簧(含水量过大),干弹簧(含水量过小),“弹簧”,石灰土“起皮、弹簧”处理措施:,严格控制标高 人工配合机械作业 及时检测含水量 掌握灰土碾压原则:,返回,一是碾压时一气呵成，严格掌握先初压、再复压最后终压的碾压程序，在最短的时间内达到规范要求的密实度；二是灰土表层过湿时，禁止碾压，待灰土表层不粘轮时方可进行；三是如果施工路段过长碾压不可能短时间内完成，则表面需及时补充水分，待水分渗透下去，表面多余水分基本吹干，碾压不粘轮时再进行补压。,二、水泥稳定土,1.水泥稳定土,水泥稳定土的优点：,1)强度高，稳定性好，能适应重交通量、高速 公路路面基层以及机场道面基层的需要；2)强度可以根据交通量的不同需求进行调整；3)在缺乏优质粒料的地区，采用水泥稳定土做 路面的基层或底基层经常是比较经济的；4)几乎各种土都可以用水泥进行适当的稳定；,5)设计正确、施工质量好的水泥稳定土基层或底基 层的使用效果非常好；6)水泥稳定土既可以在路上就地拌和，又可以用固 定的拌和机集中拌和后运到路上直接摊铺，也可 以利用移动式拌和机械沿线进行拌和；7)多数国家都生产水泥，它是一种价格较低 且容易得到的国产材料；8)水泥稳定土有比较丰富的技术资料。,水泥稳定土的缺点：,1)施工过程中容易产生收缩裂缝；2)对施工要求比较严格；3)水泥稳定土不适宜在雨季施工；4)水泥稳定土的施工用水和养生用水比较多；5)水泥稳定土不能直接经受汽车车轮的磨耗作用。,2.水泥稳定土路面工程质量事故分析,强度不足,水泥稳定土裂缝,水泥稳定土的水稳性和冰冻稳定性差,水泥稳定土基层、底基层导致的沥青早期破坏,工程质量事故原因,返回,一、稳定粒料类路面基层必须具备的条件二、稳定粒料类路面事故分析三、施工质量控制,第二节 稳定粒料类路面基层工程质量事故分析,返回,一、稳定粒料类路面基层必须具备的条件,返回,1）足够的强度和刚度2）足够的水稳性和冰冻稳定性3）有足够的抗冲刷能力；4）收缩性小；5）有足够的平整度；6）与面层结合良好。,二、稳定粒料类路面事故分析,我国部分高速公路由于基层质量不好产生的早期破坏现象 归纳起来主要有以下几种：,返回,路面承载力不足基层强度不足沥青路面与基层连接的质量问题稳定粒料类路面基层产生干缩裂缝稳定粒料类基层的温度裂缝,三、施工质量控制,返回,原材料的质量控制 混和料的配合比设计 现场试验段的施工 混和料的拌和 混和料的运输 混和料的摊铺 7 混合料的压实 养生,施工质量控制包括以下几个方面:,一、沥青路面破损现象及分类二、沥青路面早期破损原因分析及预防措施,返回,第三节 沥青路面工程质量事故分析,一、沥青路面破损现象及分类,返回,沥青路面破损现象沥青路面破损分类,图41 路面纵向裂缝,图42 路面纵向裂缝,图44 路面块状裂缝,图43 路面局部网裂,图 45 路面横向裂缝,图46路面横向裂缝,图 47 路面网裂破坏,图 48 公路涵洞附近路面破坏现象,图 410 公路路面纵、横向裂缝,图 49 公路路面破坏图例,返回,图41 纵向裂缝,返回,图42 纵向裂缝,返回,图43 局部网裂,返回,图44 块状裂缝,返回,图 45 横向裂缝,返回,图46横向裂缝,返回,图 47 网裂破坏,返回,图 48 公路涵洞附近路面破坏现象,返回,图 49 路面破坏图例,返回,图 410 路面纵、横向裂缝,返回,返回,二、沥青路面早期破损原因 分析及预防措施,返回,设计方面施工方面沥青路面材料方面施工管理方面,1)结构设计不合理。如基层厚度不够、面层 分层及材料配比设计不当、面层厚度不合理。2)路面、基层、底基层排水设计考虑不周。3)路面所处段土质与水文情况与实际出入 大，使得路面设计参数不符和实际。4)地基处理设计不合理，使得地基沉降未达 允许的工后沉降等。5)设计荷载偏小。,1.设计方面（预防措施）,1)精心选择路面各结构层的类型，确定各 结构层的合理层位与合理的厚度范围。2)正确确定路面结构设计参数。3)合理进行各层材料组合设计。4)加强路面的防排水设计。,返回,1软土地基沉降2路基压实度不足3路面基层施工质量低劣4沥青面层本身的破坏,施工方面（预防措施）,事例,事例,事例,事例,返回,返回,1)严格按照有关试验规程进行原材料的检查 验收，坚决杜绝不合格材料进场及使用。2)加强沥青混合料材料配比的控制。3)施工前进行设备检查。4)铺筑试验路段。5)加强施工过程的质量管理与检查。,如上海的沪嘉高速公路，从1988年通车到1994年12月份的六年间，由于路基沉陷、桥头跳车严重，先后进行过四次修补，每次耗资800万900万元，原沥青面层有50%的路段为17cm厚，50%的路段12cm厚，修补后局部路段沥青混凝土层达1m厚。,返回,如京石高速公路西半幅南拒马河桥南头,由于台背填土碾压不实，在路面表面出现坑洞约10cm深，严重影响行车安全，后于1994年9月修补。为消除桥头跳车，在桥头设置钢筋混凝土搭板。但1994年在进行京石高速公路东半幅施工过程时，发现西半幅有多处由于桥头填土碾压不密实，在搭板下出现空洞，使搭板悬空，后在坑内填入砂砾。,返回,如某公路，从2002年8月底到12月底，4个月时间修筑110余公里的路面和部分路基。二灰碎石基层才3d的龄期就允许铺筑沥青混凝土面层，实际施工中有的还不到3d龄期。面层施工时重型车辆在上面碾压并转弯，使基层被压坏、松散，进行下面层钻芯时发现，基层钻不出完整芯件。2003年6月，该段就发生了网裂、唧泥、坑洞等破坏，唧泥为黄色泥浆，其主要是由于基层发生破坏，路基中含水量大，在行车荷载作用下泥浆上冒所致，67月份坑洞严重，2004年进行修补，耗用沥青混合料2054t，约折合14526m2，占该标段总面积的6.03%。,返回,如2002年5月由于连降暴雨，在山西某公路某段20km长的路段出现120多个坑洞。在其表面层施工过程中，由于过分强调平整度而忽视了压实质量，沥青面层压实度平均值为93.37%，达不到施工规范的要求，造成空隙率大，产生水破坏。通过试验，结果表明：若压实度达不到要求，则空隙率很大，大的空隙率，雨后势必会在路面中积水。沥青面层中的水无法排出，沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力减低，易发生剥落、松散，减低沥青路面的抗剪强度。冬季降水后，水冻结时体积增大约9%，在沥青内部产生冻胀应力；温度升高，冻融后，在冻融循环的作用下，沥青混合料松散，从而出现坑洞等早期破坏。,返回,1)沥青质量低；2)矿料质量差；3)矿料的级配及空隙 率级配不合理。,返回,沥青路面材料方面,施工管理方面,1)未严格按基本建设程序办事，前期工作滞后；路面设计 方案研究、试验不够；2)未严格施行招投标，一些无路面施工经验、施工设备和 技术力量的施工队伍承担路面施工，监理也未严格监理；3)工期紧迫，搞献礼工程，不能科学地按施工技术规范要 求施工；4)发生质量问题，不能认真总结经验，严肃对待；5)施工技术管理，质量管理不严；6)对采用新技术、新工艺、新设备开发研究不够；7)重建轻养，只管献礼工程，不重视养护管理。,返回,一、裂缝二、混凝土强度不足三、混凝土外观质量问题四、混凝土路面严重裂缝、断板,第四节 水泥混凝土路面事故分析工程质量事故分析,返回,裂缝的产生从时间上可分硬化前和硬化后两个过程。,1硬化前裂缝2硬化后裂缝,返回,一、裂缝,在硬化前，混凝土还处于塑性状态，由于组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时，因水分很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。,1.硬化前裂缝原因分析,为防止硬化前裂缝的发生，可采取以下措施：1)混凝土浇筑后，尚未出现析水前，防强风吹拂和烈日曝晒。2)及时养护，防止混凝土表面水分蒸发而干燥。3)在浇筑混凝土前，应将基层浇湿。4)采用二次抹面，以减少表面收缩裂纹。5)避开高温气候施工。,返回,干缩裂缝温缩裂缝 基层原因而产生的反射裂缝 由于材料不良引起的裂缝 防治措施,2.硬化后裂缝,返回,干缩裂缝,因水分蒸发，使干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似。,返回,温缩裂缝,因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。,返回,基层原因而产生的反射裂缝,由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。,返回,由于材料不良引起的裂缝,1)水泥安定性不良引起的裂缝。2)因拌和物温度过高，而出现“假凝”现 象，并使混凝土板块断裂。3)水及砂中有害杂质对水泥混凝土有腐蚀 作用。4)砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产 生化学反应，使混凝土结构遭到破坏。,返回,为防止干缩和温缩裂缝一般在2040m范围内应设置伸缩缝，以防断裂。为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，并选用低碱性水泥。为防止混凝土发生“假凝”现象，要控制泥凝土拌合物的温度。,为防止硬化后裂缝的发生，可采取以下措施：,返回,混凝土强度不足原因分析（预防及处理措施）,返回,1选用材料不当 2外加剂对混凝土强度的影响 3配合比控制不严及计量不准确 4施工操作不规范,二、混凝土强度不足,严格管理材料，杜绝不合格的材料用到工程中；加强混凝土的拌和管理；加强施工现场的管理；要根据现场的情况选择合适的养生方法，养生期不得少于14d，在养生期内严禁开放交通。,返回,混凝土外观质量问题原因分析,返回,路面外观颜色差异 路面起砂、磨损和露骨 面层出现小坑洞缺边、缺角现象 表面压纹不均匀 蜂窝、麻面 脱皮,(三)、混凝土外观质量问题,灌缝问题 车轮、脚印及刮刀印痕纵缝拉开拼板时混凝土跑到相邻板上线型不顺 唧泥、错台现象 平整度欠佳,保证路基质量；严格控制材料质量，加强试验检测，准确计量；及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比；必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作；积极探索和改进施工工艺，以提高混凝土路面的质量。,返回,返回,(一)、混凝土路面严重裂缝、断板,1原材料选择不当造成的裂缝 2气候影响 3施工工艺造成的混凝土路面板断板、开裂 6设计问题 5混凝土材料本身及施工要求影响 4路基或基层施工不当造成断板的原因 7边界原因 8初期微裂缝的发展 9排水不良10.超重车的影响,原因分析,预防及处理措施,正确合理设计水泥混凝土路面；路面混凝土材料的选择与配合比设计的优化；合理选择施工工艺，严格控制施工过程的质量。,返回,一、路面基层工程检测二、水泥混凝土路面面层施工中质量检测三、沥青路面面层施工中的质量检测,返回,第五节 路面工程质量检测概述,返回,一、路面基层工程检测,1.材料的标准试验2.施工过程中质量检测3.质量检验评定标准的要求与检评方法,(1)在组织现场施工以前以及在原材料(包括土)或混合料发生变化时，必须对拟采用的材料进行规定的基本性质试验，以评定材料质量是否符合要求，以及某种土是否适宜用水泥或石灰稳定。,1.材料的标准试验,(2)用作底基层和基层的原材料，应进行下列项目的试验,1)含水量2)颗粒分析3)液限、塑限4)比重、吸水率5)压碎值6)有机质和硫酸盐含量7)有效钙、镁含量8)水泥标号和初、凝时间,(3)底基层和基层混合料的试验项目：,1)重型击实试验2)承载比3)抗压强度4)耐久性5)用土（集料）、水泥、石灰或粉煤灰的剂 量；混合料的最佳含水量等。,返回,(1)认真检查下承层的施工质量是否达到规范要求。(2)检查在下承层上恢复中线情况是否符合要求。(3)检查通过试验确定的集料的松铺系数(或压实系数)是否正确。(4)按设计文件、施工规范要求对备料、材料规格、技术品质、数量计算等进行检查。,2.施工过程中质量检测,(5)检查在施工中是否遵照下述原则进行施工：1)土块应尽可能粉碎。2)配料必须准确。3)水泥或石灰必须摊铺均匀。4)洒水、拌和必须均匀。5)严格掌握基层厚度，路拱应与面层一致。6)应在混合料处于或略大于最佳含水量时进行碾压，直到要求 的压实度。7)压实层厚必须合适。8)必须严密组织，采用流水法施工，尽可能缩短从加 水拌和到碾压终了的延迟时间。9)必须保湿养生，不使表层干燥，也不应忽干忽湿。10)未铺封层或面层时，不应开放交通，临时开放交通时，应采取保护措施。,(6)宜在夏季到来和夏季组织施工。(7)在雨季施工石灰稳定中粒土和粗粒土时，应考虑排除表面水的措施，防止运到路上的集料过分潮湿，并要采取措施保护石灰。,返回,在施工中质检人员除按照设计文件和施工规范检要求对质量进行检查、监督外，还应按照公路工程质量检验评定标准的规定进行检查并评定.,3.质量检验评定标准的要求与检评方法,返回,返回,二、水泥混凝土路面面层施工质量检测,1.水泥混凝土面层原材料质检内容2.水泥混凝土面层施工中的质检内容3.质量检验评定标准与方法,1.水泥混凝土面层原材料质检内容:,1)水泥：细度、凝结时间、体积安定性、强度等。2)骨料：强度、坚固性、有害杂质含量、颗粒粗细及级配。3)混凝土外加剂：如减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、防水剂等。,返回,2.水泥混凝土面层施工中的检查内容：,(1)准备工作：1)测量放样：包括中线测量和水平测量。2)施工现场布置：包括拌和地点的选择、材料估算及堆放、工具准备、混凝土试配、土基与基层的检查与整修、地下管线的埋设与改建。(2)施工中的质检：1)模板安装的检查。2)传力杆安设的检查。3)制备和运送混凝土。4)摊铺和振捣。5)切缝。6)表面整修和防滑处理。,返回,3.质量检验评定标准与方法,(1)基本要求 1)混凝土应采用质坚洁净的粗、细骨料，选择优良级配，采用最佳配比。2)施工时对水泥要加强质量检验，混凝土的配合比和水灰比应准确，拌和要均匀，振捣要密实，特别是边、角处应加强振捣，接缝应平顺。3)拌和混凝土的砂石料及散装水泥必须过磅计量并符合设计规定要求。4)为了保证混凝土表面有一定的粗糙度，应在抹面完成后进行刷毛或压纹，显出纹理，且纹理不能太浅。5)混凝土铺筑后，必须按规定养生。6)面层与其它构造物衔接应平顺，检查井盖顶面高程应高于周边路面l3mm，雨水口标高按设计比路面低58mm，路面边缘不积水。,(2)水泥混凝土路面在质检中的实测项目：包括抗折强度、平整度、相邻板高差、纵缝顺直度、横缝顺直度、板宽、板厚度、纵断高程、横坡（路拱）等。(3)外观鉴定：混凝土表面不得有脱皮、印痕、裂缝、石子外露和缺边掉角现象。路面侧面直顺，曲线圆滑。各项检测规定详见公路工程质量检验评定标准。,返回,返回,三、沥青路面面层施工中的质量检测,1沥青路面面层原材料质检内容2施工机械和设备的检查内容3基层质量的检查和整修内容4施工中的质量控制和检查内容5施工中外观的检查内容,1沥青路面面层原材料质检内容：,1)沥青材料：针入度、延度、软化点等。2)砂石材料：级配组成、相对密度、强度、磨耗率、压碎值、含土量、含水量、扁平细长颗粒含量与沥 青材料的粘结力等。3)矿粉：颗粒组成、相对密度、含水量等。4)沥青混合料：马歇尔稳定度、矿料级配、油石比 等。,返回,2施工机械和设备的检查内容：,对沥青混合料拌和机、摊铺机、沥青洒油汽车、石料摊铺车、压路机等。,返回,施工前应对基层或旧路面的厚度、压实度、平整度等进行检测，基层质量符合要求后方可在其上修筑沥青面层。基层或旧路面若有坎坷不平、松散、凹坑和软弱之处，应在面层铺筑之前整修完毕。,3基层质量的检查和整修内容：,返回,4施工中的质量控制和检查内容：,沥青和矿料用量是否合格，碾压是否稳定、密实、有无破碎情况，沥青浇洒温度是否合格，沥青混合料拌和、摊铺和碾压的温度以及质量是否符合要求等，主要检查厚度、压实度、平整度、宽度、中线高程、横坡度、沥青用量、抗滑检查等。,返回,5施工中外观的检查内容：,要求平整密实、不得有轮迹、松散、裂缝、推移、泛油、油包、烂边、粗细集料集中等现象；接茬应紧密平顺；面层与其他构造物应接顺，不得有积水现象。,返回,1、路面工程质量事故频繁发生的原因有哪几种？2、如何有效进行石灰土的强度和压实度控制？3、试分析石灰土开裂及龟裂原因？4、分析石灰土“起皮、弹簧”的原因及处理措施？5、什么是干缩裂缝？什么是温缩裂缝？6、水泥稳定土裂缝的防治措施有哪些？7、试分析石灰土、石灰粉煤灰土、水泥土等不宜 用做高级沥青路面的基层的原因？8、如何控制稳定粒料类路面基层的施工质量？9、半刚性基层容易产生干缩裂缝的原因有哪些？10、减轻半刚性基层收缩裂缝的措施有哪些？,11、沥青路面破损类型有哪些？12、减轻半刚性基层收缩裂缝的措施有哪些？13、如何进行沥青路面早期病害的处理？14、试分析水泥混凝土路面常见质量事故？15、讨论水泥混凝土路面断板及开裂的形式与规律？16、水泥混凝土路面断板、开裂的原因有哪些？如何防治？17、路面工程质量检测的内容有那些？18、试分析路面工程中的具体质量事故案例？19、收集、整理各种路面基层事故案例。20、收集、整理各种路面面层事故案例。,返回,在线教务辅导网：,更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网,在线教务辅导网：,更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网,