第一篇：尖軌常見部分病害及其原因分析

尖軌常見部分病害及其原因分析（P83）

1、尖軌不直，與連接部分的方向不順

（1）尖軌頂鐵過長或過短，長期行車后使尖軌變形彎曲；（2）為使尖軌豎切部分與基本軌密貼，盲目加長連接桿，幾根連接桿的長度配合不好，撐彎尖軌；

（3）尖軌在制造時未調查，或運輸過程中作業不慎被甩彎。

2、尖軌與基本軌不密貼（鐵路道岔書）

（1）尖軌不直，基本軌或尖軌有飛邊，滑床板彎曲，使尖軌不能在滑床臺上落平，影響尖軌位置不正或歪斜，造成尖軌與基本軌不密貼或假密貼；

（2）道岔拉桿尺寸、扳道器位置與尖軌尖端開口不配合；（3）尖軌接頭鐵與道岔連桿互相扭勁，壓歪尖軌，使尖軌頭部與基本軌離縫；

（4）尖軌頂鐵過長；

（5）尖軌扳道不靈活，基本軌橫移，出現“三道縫”，方向不直，軌距遞減不均勻，尖軌跟端輪緣槽過寬等，都可能造成尖軌豎切部分與基本軌不密貼；

（6）曲股基本軌彎折點位置不對，彎折量不足或過量，尖軌與基本軌本身有硬彎，造成尖軌豎切部分與基本軌不密貼。

尖軌不密貼原因分析

（1）道岔實際幾何尺寸不符合設計標準

由于碎石道床穩定性較差，軌距較難控制。此外，經過長時間的使用，木枕表面容易出現裂紋，造成承載力下降。因而造成木枕道岔幾何行位不良，產生尖軌不密貼。（2）尖軌動程不足

尖軌拉桿尺寸選配或調整不良，造成兩尖軌間的間距不符合標準要求的規定間距，尖軌扳動不到位，與基本軌離縫，產生不密貼。

（3）頂鐵不合適

基本軌與尖軌間的頂鐵過長或過短，造成車輪擠彎尖軌，尖軌豎切部分與基本軌不密貼；

（4）尖軌竄動爬行

尖軌竄動爬行導致尖軌與基本軌刨切部分錯位，造成離縫，產生不密貼

（5）“肥邊”、脫焊造成假密貼

因鋼軌磨耗、幾何框架尺寸不良、平順度不良等原因，使基本軌工作邊及尖軌非工作邊產生“肥邊”而造成假密貼；同時滑床板彎曲、撓曲或滑床臺脫焊，尖軌不能在滑床臺上落平，使得尖軌位置不正，形成歪斜或吊空，也會造成與基本軌離縫或假密貼；

（6）硬彎

尖軌或基本軌本身有硬彎，造成尖軌豎切部分與基本軌的不密貼；

3、尖軌跳動

（1）尖軌跟端軌縫過大，間隔鐵和夾板磨耗，螺栓松動，過車時加大了沖擊。

（2）尖軌跟端凸臺脫落串出，或震裂壓塌使尖軌跟端懸空。

（3）尖軌拱腰與滑床板不密貼，車來壓下去，車過跳起來。尖軌拱腰的產生主要是由于尖軌跟端養護不好，形成低接頭后長期不予整治，有的舊道岔因是雙枕、搗固不堅實產生吊板暗坑；尖軌尖端處由于各種桿件的影響，不易搗固堅實，經列車長期碾壓，造成尖軌拱腰。

4、尖軌被軋傷

尖軌尖端較為薄弱，容易被軋傷。當軋傷的長度和寬度達到一定程度時，就有車輪爬上尖軌的危險。被軋傷的原因如下：（1）尖軌不密貼或假密貼，尖軌僅僅靠在基本軌的飛邊上，使尖軌離縫，經車輪擠壓軋傷。

（2）尖軌頂面的飛邊蓋在基本軌頂面上，經車輪碾壓沖擊后“揭蓋”。

（3）尖軌頂鐵過短，車輪擠壓尖軌，使尖軌尖端離縫，被車輪軋傷。

（4）基本軌垂直磨耗嚴重，與尖軌的高度不配合，使尖軌較窄的斷面過早受力，被車輪直接軋傷和壓出飛邊后被軋傷，特別是基本軌垂直磨耗嚴重而尖軌更換為新尖軌時，情況更加突出。

5、尖軌扳動不靈活

尖軌扳動不靈活，將造成尖軌與基本軌密貼長度不足。造成尖軌扳動不靈活的原因如下：

（1）鋼軌爬行，將跟端螺栓拉斜或拉彎使螺栓摩擦軌腹螺栓孔壁。

（2）尖軌不方正，道岔拉桿或道岔連接桿不正，與滑床板、枕木或基本軌底面發生摩擦。

（3）尖軌跟端雙頭螺栓或套管磨損，或間隔鐵和夾板磨成凹坑，螺栓上緊后夾住尖軌。

（4）基本軌有小反，滑床板不平直，細膩形成里高外低的斜坡。

（5）道岔拉桿、道岔連接桿、接頭鐵螺栓孔壁磨耗擴孔，螺桿磨細，因空隙太大，不能把兩根尖軌連成整體框架，減弱了剛性。

6、尖軌與滑床板不密貼

（1）基本軌軌底不落槽，或基本軌軌底壓上了滑床臺。（2）岔枕有吊板或基本軌前后高低不好。（3）滑床臺磨耗或塌陷。（4）尖軌拱腰。

（5）基本軌有小反，使滑床板里高外低，但如果更換尖軌部分個別岔枕，因新岔枕面是水平的，與有小反的基本軌底接觸時，造成里側離縫，從而使尖軌與滑床板不密貼。

第二篇：鐵路工程常見病害分析及預防整治技術

鐵路工程常見病害分析及預防整治技術（畢業論文）第1章 緒論

中國鐵路始建于1876年，鐵路運輸線是我國國民經濟的大動脈，在我國交通運輸體系中居于主導的骨干地位，它在國家的建設中占有重要地位。隨著我國改革開放的深入，我國在修新線鐵路時采用了國內外先進科技成果，與此同時，對既有鐵路進行補強和改造，并加強了對線路的養護和維修。較大的改善了鐵路的運營狀況，提高了鐵路抵抗自然災害的能力，豐富了預防和整治鐵路線路病害的理論與實踐，對發展國民經濟，促進工農業生產，改善人民生活，改變邊遠地區交通閉塞和文化技術落后面貌，鞏固國防，溝通國際交往，起到了國民經濟大動脈的重要作用。在當今社會經濟高速發展的情形下，對鐵路運輸的需求量在逐漸增大，鐵路運輸的發展將偏向高速和重載運輸。這樣就會加重鐵路線路的承載能力，造成鐵路線路損害，嚴重影響鐵路運輸。為了保證鐵路能夠很好的完成運輸任務，全面了解和掌握鐵路線路常見病害分析及預防整治技術非常的重要。1.1 隧道病害

隧道是埋置于地層中的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。廣義上是指：以某種用途、在地面下用任何方法按規定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2 m2的洞室。鐵路隧道在運營中會出現滲漏水(水害)、襯砌裂損、隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內空氣污染等病害，還有火災威脅。這些病害和危害對隧道的安全、舒適、正常運營有重要影響和威脅。因此、在隧道規劃和設計階段要預防可能的病害、危害、進行合理設計；在隧道施工階段要采用合理的施工工藝、方法、措施和材料，以保證施工質量。在隧道運營階段要及時檢查、發現病害，分析病害成因，采用合理的整治設計和施工方法。如此，才能保證鐵路隧道工程的安全、暢通運營。1.1.1 隧道水害

隧道水害是指在隧道修建和運營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指運營隧道水害(即圍巖的地下水和地表水直接或間接地以滲漏或涌出的形式進入隧道內造成的危害)。隧道滲漏水(水害)對隧道穩定、洞內設施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環境產生諸多不良影響甚至威脅，影響內部結構及附屬設施，降低使用壽命，嚴重時將危害到隧道及地下工程的運營安全。輕則造成洞內空氣潮濕，影響施工人員身體健康，機械設備銹蝕，絕緣設備失效，電路短路，漏電傷人；重則威脅人員安全，沖毀洞內機械設備，造成塌方，淹沒工作面，中斷施工，造成重大經濟損失，危害環境。1.1.1.1 隧道水害的原因

隧道水害的成因是，修建隧道，破壞了山體原始的水系統平衡，隧道成為所穿過山體附近地下水集聚的通道。當隧道圍巖與含水地層連通，而襯砌的防水及排水設施、方法不完善時，就必然要發生隧道水害。也可以將隧道水害歸結為客觀和主觀兩方面的原因。(1)隧道穿過含水的地層。

①砂類土和漂卵石類土含水地層。②節理、裂隙發育，含裂隙水的巖層。

③石灰巖、白云巖等可溶性地層，當有充水的溶槽、溶洞或暗河等與隧道相連通時。④淺埋隧道地段，地表水可沿覆蓋層的裂隙、孔洞滲透到隧道內。(2)隧道襯砌防水及排水設施不完善 ①原建隧道襯砌防水、排水設施不全。

②混凝土襯砌施工質量差，蜂窩、孔隙、裂縫多，自身防水能力差。③防水層施工質量不良或材質耐久性差，經使用數年后失效。④混凝土的工作縫、伸縮縫、沉降縫等未做好防水處理。⑤襯砌變形后，產生的裂縫滲透水。

⑥既有排水設施，如襯砌背后的暗溝、盲溝，無襯砌的輔助坑道、排水孔、暗槽等，年久失修阻塞。

1.1.1.2 常用的整治運營隧道漏水的基本方法(1)適當疏排

對地表水豐富的淺埋隧道，當地表溝谷坑洼積水、滲水對隧道有影響時，用疏導積水、填平溝谷、砌溝排水等措施，使洞頂地表形成良好的排水系統，不使洞頂的地表水流入或滲入隧道。洞口仰坡邊緣周圍設截水溝和排水溝，并保持良好狀態。對地下水豐富、隧道內無排水溝或排水溝深度不足而導致隧底積水的，應采取增設水溝、將單側溝改為雙側溝、加深側溝或采取設置密并暗管加深水溝等措施。(2)注漿堵水

①向襯砌背后圍巖或回境層注漿。②向襯砌內部注漿。③向基底注漿。(3)增設內防水層

內防水層雖然不能阻止水流進入襯砌內，但可阻止水流進入隧道內。增設內防水層的方式有三種：一是刷涂，二是刮壓，三是噴涂。1.1.2 襯砌裂損

隧道襯砌是承受地層壓力、防上圍巖變形坍落的工程主體建筑物。地層壓力的大小，主要取決于工程地質和水文地質條件和圍巖的物理力學特性，同時與施工方法、支護襯砌是否及時和工程質量的好壞等因素有關。由于形變壓力、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學性態的不均勻作用、溫度和收縮應力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質作用、施工中人為因素、運營車輛的循環荷載作用等，使隧道襯砌結構物產生裂縫和變形，影響隧道的正常使用，統稱為隧道襯砌裂損病害。襯砌裂損是隧道病害的主要形式，隧道襯砌裂損破壞了隧道結構的穩定性，降低了襯砌結構的安全可靠性，影響隧道的正常使用，甚至危及行車安全。襯砌裂損變形的主要危害有：(1)降低襯砌結構對同巖的承載能力；

(2)使隧道凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；(3)拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全；

(4)裂縫漏水，造成洞內設施銹蝕，道床翻漿，嚴寒和寒冷地區產生凍害；

(5)鋪底和仰拱破損，基床翻漿、線路變形、危及行車安全，被迫降低車輛運行速度，量增加養護維修工作量；

(6)在運營條件下對裂損襯砌進行大修整治，施工與運輸互相干擾，費用增大。

針對襯砌裂損病害提出整治措施：裂縫整修，襯砌背后空洞壓漿，底版的穩定處理，換拱、換邊墻。

1.1.3 襯砌腐蝕

襯砌背后的腐蝕性環境水，容易沿襯砌的毛細孔、工作縫、變形縫及其他孔洞滲流到襯砌內側，成為隧道滲漏水，對襯砌混凝土和砌石、灰縫產生物理性或化學性的侵蝕作用，造成襯砌腐蝕。隧道襯砌腐蝕分為物理性侵蝕和化學性腐蝕兩類。隧道襯砌腐蝕使混凝土變酥松，強度下降，降低隧道襯砌的承載能力，還會導致鋼軌及扣件腐蝕，縮短使用壽命，危及行車安全。產生腐蝕的三個要素是第一、腐蝕介質的存在；第二、易腐蝕物質的存在；第三、地下水的存在且具有活動性。為確保隧道建筑物的安全使用，應積極對襯砌腐蝕病害進行防治。隧道襯砌防腐蝕措施，應首先從搞好勘測設計著手，掌握隧道工程地質和水文地質資料，查明環境水含侵蝕性介質的來源和成分，在正確判定其對襯砌混凝土侵蝕的程度的基礎上，因地制宜地采取防治措施。針對隧道腐蝕產生的原因和條件。目前，對隧道侵蝕采取的防治措施主要有以下幾種。

(1)提高襯砌的密實度和整體性。(2)外摻加料法。(3)選用耐侵蝕水泥。(4)加強襯砌外排水措施。

(5)使用密實的與混凝土不起化學作用的材料，在襯砌外表面做隔離防水層。(6)采用與侵蝕性環境水不起化學反應的天然石料砌筑襯砌。(7)向襯砌背后壓注防蝕漿液。(8)防腐蝕混凝土。1.1.4 隧道凍害

隧道凍害是寒冷地區和嚴寒地區的隧道內水流和圍巖積水凍結，引起隧道拱部掛冰、邊墻結冰、洞內網線設備掛冰、圍巖凍脹、襯砌脹裂、隧底冰椎、水溝冰塞、線路凍起等，影響到安全運營和建筑物的正常使用的各種病害。隧道凍害會導致襯砌凍裂開脹，甚至疏松剝落，造成隧道襯砌結構的失穩破壞，降低襯砌結構的安全可靠性，嚴重影響運輸的安全和正常運行。隧道常見的凍害種類有：拱部結冰、邊墻結冰、圍巖凍脹破壞、襯砌發生冰楔、洞內網線掛水等。

凍害形成的主要原因有：寒冷氣溫的作用，季節凍結圈的形成(如果隧道的排水設備在隧道的凍結圈內，冬季易發生冰塞；在凍結圈內如果圍巖的巖性是非凍脹性土，則不會發生凍脹性病害)。隧道在設計和施工時，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足，洞內排水設施埋深不夠、治水措施不當，施工有缺陷，都會造成和加重運營階段隧道的凍害。嚴寒及寒冷地區隧道凍害的防治，其基本措施是綜合治水、更換土壤、保溫防凍、結構加強、防止融坍等，可根據實際情況綜合運用。1.1.5 隧道病害的防治

隧道病害給隧道的正常運營和安全都帶來影響，有時影響十分嚴重；而且，病害整治和保持運營之間矛盾突出，病害整治干擾正常運營，造成運營損失，而病害整治在空間、時間和施工條件都局限的條件下進行，困難重重。因此，首先要預防為主，必須在設計階段就要采取預防措施，防止病害產生；另一方面，對出現的病害須查清病害原因、采取合理的措施進行整治，提高隧道病害整治的工程質量和經濟效益。1.2 滑坡的危害

滑坡是山區、丘陵地區常見的病害。它與地震、崩塌、泥石流一樣，是一種危害很大的不良自然地質現象。我國幅員遼闊，有70 ％的地區，地質地理條件十分復雜，滑坡分布尤為廣泛，西南、西北、華東、中南和華北的山區，丘陵以及黃土高原地區都有大量滑坡分布，亦是世界上受滑坡危害比較嚴重的國家之一。滑坡為整體或幾大塊相繼滑動，一般為緩慢地、長期地、間歇性地沿滑動方向向下滑動，它可以延緩幾年、幾十年以至百年以上。滑坡滑動的土體或巖體，可大可小，小的百十立方米，大的可達幾十萬甚至數百萬立方米。滑坡具有很大的破壞力，大規模的滑坡會掩埋村鎮、摧毀工礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農田和森林，給國家建設和人民的生命財產造成嚴重的損失。1.2.1 滑坡的概念

滑坡是一種山區鐵路、公路建設中常見的不良地質現象，是一種斜坡變形形式，主要發生在山地、丘陵地區的斜坡上。對滑坡的含義，一般有兩種說法：一是廣義的，即把斜坡巖(土)體順坡向下滑移的一切現象，統稱為滑坡。它包括崩塌和泥石流等；另一種是比較嚴謹的，在一定的地形地質條件下，由于外界條件的變化，各種自然或人為的因素影響(例如長期受水浸潤，削弱山體下部支撐力量等)，破壞了巖(土)體的力學平衡，使山坡上的不穩定土體(巖體)在重力作用下，沿著一定的軟弱面(帶)作整體的、緩慢的、間歇性的向下滑動的不良地質現象，稱之為滑坡。

1.2.2 滑坡的種類 我國鐵路滑坡分類，是從鐵路工程地質角度出發，目的是為了更有效地進行鐵路沿線滑坡的預防和整治工作，盡可能減少滑坡所造成的危害，以保證鐵路運輸更好地為我國社會主義建設事業任務。

(1)按組成滑坡的物質分類 ①粘性土滑坡； ②黃土滑坡； ③堆填土滑坡； ④堆積土滑坡； ⑤破碎巖石滑坡； ⑥巖石滑坡。

(2)按主滑面成因類型分類 ①堆積面滑坡； ②層面滑坡； ③構造面滑坡； ④同生面滑坡。

(3)按滑坡平面形態分類 ①圈椅形滑坡； ②橫長形滑坡； ③縱長形滑坡； ④勺形滑坡； ⑤葫蘆形滑坡； ⑥橢圓形滑坡。

(4)按滑體滑面的形狀分類 ①曲線形滑坡； ②直線形滑坡； ③折線形滑坡。(5)按滑面性質分類 ①旋轉滑坡； ②構造滑坡；

③錯落轉化的滑坡； ④表層成層滑坡。1.2.3 滑坡的危害

滑坡對鐵路交通運輸的危害主要表現在以下幾方面：(1)破壞線路、中斷行車

緩慢移動的滑坡常常造成路基和線路上拱、下沉、外擠、擋墻變形及側溝破壞。滑坡一旦滑下，則掩埋路基、推毀線路設備。路基部分或整體滑動的路堤滑坡使線路懸中，難易修復。(2)危害站場、砸壞站房 山區鐵路，要在深山峽谷中找一段地勢較平坦能設站的地方是很不容易的，而那些峽谷中的寬谷段，又常常是古老滑坡發育的地方。如寶成線的西坡、淡家莊、白水江等滑坡；成昆線的甘洛、乃托、紅石巖、鐵西等滑坡；貴昆線的大海哨滑坡，均位于車站上。由于站場挖方較多，常促使古老滑坡復活。在施工期間曾為整治這些滑坡花費了巨大投資，運營以后尚未穩定的滑坡也一直威脅站場的安全。(3)橋梁墩臺推移，隧道明洞摧毀

滑坡對山區橋梁、隧道、明洞也帶來了嚴重破壞。如1966年8月成昆線的會仙4號橋，在鋪軌架橋前，由于滑坡病害使橋臺被推移38 cm，7號墩被推移了7 cm，當時無法鋪軌架梁，用軍便梁通過。又如貴昆線格里橋通車后，由于滑坡病害推動了橋臺，并把橋墩推斷，最后只得把橋填死改成了路堤。其他如梅大支線的大深橋，成昆線的玉田三線橋、耳足橋、鐵西雙線橋、貴昆線的樹舍橋等均受到滑坡的破壞和威脅，不得不作抗滑工程來保證橋梁的安全。(4)肇成行車事故，人身傷亡嚴重

1974年9月成昆線彎高滑坡造成一列貨車顛覆。1981年8月16日在寶成線丁家壩～大灘間K 293+365，固山體滑塌造成812次貨車顛覆7輛，電力機車翻入嘉陵江中，中斷62 h11 min。l981年9月4日寶成線軍師廟K 313崩塌性滑坡，摧毀工棚，l3名職工殉難。給國家和人民生命造成了巨大的損失。

(5)中斷交通運輸，影響國計民生

滑坡除了直接破壞線路、路基、橋梁、隧道外，還有一種間接破壞，就是為泥石流提供了物質來源。幾乎所有的泥石流溝的上流補給區都是崩塌滑坡的活動區。特別當滑坡阻斷溝中水流形成“滑坡壩”和“滑坡湖”時，一旦水位抬高，產生潰壩時，就形成了強大而急劇的泥石流，其危害性更大。破壞線路、中斷交通、嚴重影響人民生活和國民經濟。(6)增加基建投資、加大維修費用

滑坡除了破壞工程設施和中斷運輸造成的直接損失外，為整治它常常要增建排水、支擋、減重等大量工程，不僅增加廣基建投資，而且增加了維修費用、整治一個大中型滑坡，往往需要數十萬、百余萬、甚至上千萬元的投資，如鐵西滑坡的處理費用就達2 300萬元。由此可見，滑坡給人類活動的各個方面造成的損失是極為嚴重的。隨著人們對這—不良自然地質現象的規律性的認識逐漸深化，并治理滑坡災害的能力也在不斷提高。1.2.4 滑坡的防治

在修建鐵路和各種工程建筑物時，要想完全避過滑坡是不可能的，這就需要我們掌握滑坡發生和發展的規律，分清滑坡的性質，提出對滑坡整治的工程措施。概括起來有以下幾點：(1)鐵路運營線路要避開滑坡的影響。

(2)采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引地表水；用截水滲溝、盲溝、縱向或橫向滲溝、支撐滲水溝、泄水隧洞等來疏干和排引地表水。

(3)在滑坡舌部或中前部修建各種形式的抗滑擋墻，在滑坡體其他不同部位修建各種多級擋墻，阻擋滑坡體的滑動，這是一種對穩定滑坡有長久作用的有效措施。例如抗滑擋土墻、抗滑干砌片石垛、抗滑樁、鋼筋混凝土樁等。

(4)把滑坡體上部主滑和牽引地段的土石挖去，填在滑坡下部的抗滑地段，反壓阻滑，改善邊坡，減少下滑力，增加抗滑力，提高滑坡的穩定性。這是經常用來整治滑坡的—種簡便方法。

(5)利用物理化學加固，改變滑動帶的土石性質，提高它的強度，從而達到穩定滑坡的目的。例如采用焙燒法、電滲排水法、水泥灌漿法、化學灌漿、鉆孔孔底爆破法等物理化學方法整治滑坡。

(6)防止滑體、岸坡沖刷，采取綠化山坡，種樹植被等措施來穩定滑坡。1.3 風沙對鐵路的危害

風沙對鐵路的危害類型大體可分為路基吹蝕和線路積沙兩種。當風力達到起沙風而作用于路基時，沙植被風吹揚帶走，產生路基風蝕。風蝕過程中形成的風沙流不斷地撞擊地表，繼續將沙粒揚起，納入運動的氣流之中，使風蝕過程逐漸擴展；另一方面，路基本身又是風沙流運行的障礙物，導致風速降低，在線路上形成旋渦，喪失其前進速度，所攜帶的沙粒在線路上沉落，引起線路發生積沙現象。1.3.1 產生風沙危害的原因 鐵路受風沙危害的原因：有自然因素和人為因素兩個方面。在自然因素中，主要是風和沙源。風是引起風沙危害的動力，豐富的沙源是形成風沙危害的物質基礎。人為因素是指人類活動破壞了線路附近的植被，以及工程技術措施采用不合理而引起的沙害。我國大部分沙區均以西北風和偏西風為主，流動沙丘通常以擺動前進式向前移動，植被比較稀疏的半固定沙丘和輕質土地遭受強烈的風蝕作用。同時，通過風沙地區線路的兩側，廣泛分布著大面積流沙、固定和半固定沙堆、戈壁、沙質干河床、平沙地、沙荒及沙質草原等，沙源極其豐富。這就是造成鐵路沙害的根本原因。一般說來，風沙對鐵路的危害，主要在流沙地區或天然植被不足以控制風沙活動的輕質土壤地區，顯然是自然因素起主導作用。但是在固定沙丘和植被較稠密的沙質草原地區，有些地段的線路沙害也十分嚴重，這就是人為因素起主導作用。在這些地區，往往由于不合理的開墾、放牧和打柴等人類活動，破壞了天然植被致使流沙再起，引起沙害。這是應該特別注意防止的。在施工過程中，由于破壞現有天然植被面積過大或者取土、棄土不合理，又未及時采取防護措施，也是人為造成線路沙害的重要原因，必須引起注意。為了防止鐵路沙害，在靠近路基附近設置防沙柵、樹枝條高立式沙障或擋沙墻及聚沙堤等是十分有害的防沙措施，這種措施在短期內效果顯著，但這正是在線路附近造成流動沙堆的條件，一旦積沙埋沒障礙物時，就成為危害線路的沙源。有人稱這種防護措施為“引狼入室”，使線路造成舌狀沙害，對線路威脅最大。1.3.2 防治風沙的措施

防治鐵路沙害需要從預防和治理兩個方面著手。首先，應盡量把線路通過地區沙害的潛在威脅減少到最小程度，并注意不使沙害的范圍擴大；第二，在發生沙害地段，本著因地制宜，因害設防的原則，積極采取工程措施、生物措施和化學措施治理。因此，鐵路沙害的防治工作是貫穿在選線、施工及運營等各個階段的，每個階段都不應忽視，龍其是運營階段，防治沙害是保證列車正常運行的主要任務。下面分幾個主要部分敘述。(1)選擇合理的路線

在風沙地區修建鐵路，正確的選擇線路是防止鐵路沙害最有效、最經濟的措施。①選擇沙害威脅最輕地段。

②使線路通過起伏不大的沙丘地段、使線路由沙區內的古河道及山前平原的潛水帶邊緣通過。

③力求使線路通過植被較好的固定沙丘及半固定沙丘。

④將線路選擇在沙丘體的上風一側，將線路選擇在沙區間沼澤地或草墊子地的下風側。⑤使線路與當地主風向平行，盡量避免彎道。⑥少占耕地。(2)路基本體防護

風沙地區的鐵路路基，容易遭受風蝕，尤其是路堤的路肩部位風蝕最重，而且踩踏變形。路基本體防護的原則是根據路基本體遭受風蝕為主的特點，因地制宜，就地取材，以達到不受風蝕的目的。一般有下列措施：截砌碎卵石、路肩栽砌片石、平鋪卵礫石、加寬路面、黏土包坡、泥糊抹面、鋪草皮磚等。(3)線路兩側防護

①鋪設防護帶，合理確定防護帶的寬度。

②機械沙障固沙，一般采用高立式沙障、平鋪式沙障和草方格沙障。③植物固沙。1.4 混凝土軌枕常見病害

混凝土軌枕線路由鋼軌、混凝土軌枕、扣件、道床等部分組成。鋼軌直接承受由機車車輛傳來的巨大壓力，并傳向軌枕。混凝土軌枕通過軌下彈性墊層和中間扣件承受鋼軌傳來的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正常的幾何位置。混凝土軌枕在我國鐵路鋪設使用已有多年的歷史，多年的經驗表明，混凝土軌枕的使用對強化軌道結構、保證行車安全起到了重要作用。但是，內軌枕在設計、制造和使用中的問題，致使部分軌枕早期發生裂損，影響了正常作用。1.4.1 混凝土軌枕傷損的主要形態(1)軌下截面出現過大的橫向裂縫

混凝土軌枕是一個接受不穩定重復荷載的構件，荷截的變化帶有隨機的性質。混凝土軌枕在使用期內軌下截面有可能出現大于該截面抗裂強度的荷載彎矩，在這種情況下就產生了橫向裂縫。一般來說，這種裂縫較小，不致引起軌枕的失效。但在某些情況下，軌下截面的荷載彎矩遠遠大于軌枕的抗裂強度，那就會出現過大的橫向裂縫，導致軌枕失效。(2)軌下截面壓潰

軌枕軌下部分由于橡膠墊板損壞或串出，使鋼軌直接作用于承軌槽，引起軌下部分混凝土壓潰。有些軌枕由于軌下截面橫向裂縫過大，混凝土受壓區產生過大的壓應力使混凝土壓潰。(3)軌枕中間部分出現過大的橫向裂縫

軌枕中間部分出現的裂縫包括中間上部裂縫和下部裂縫兩種。軌枕中間上部出現裂縫，是由于軌枕中部產生較大的負彎矩所致；軌枕中間下部出現裂縫，是由于中部產生較大的正彎矩所致。通過調查得知，因軌枕中部出現過大的橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌下截面出現橫向裂縫而失效的軌枕，因軌枕中間下部出現過大橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌枕中間上部出現橫向裂縫而失效的軌枕。(4)軌枕中間部分壓潰

軌枕中間部分由于受了過大的正彎矩，不僅使軌枕中間部分的下部產生過大的裂縫，而且還引起截面受壓區的過大壓應力，致使混凝土壓潰，這種情況一般發生在鋼軌接頭。有些軌枕由于中間部分承受了過大的負彎矩，不但引起中間部分的上部裂縫，而且還使中間截面下部受到過大的壓應力以致壓潰，甚至出現鋼筋外露。(5)軌枕縱向裂縫

軌枕沿長軸線方向的裂縫統稱縱向裂縫。縱向裂縫一般有端頭裂縫、端部上表面裂縫、側面水平縱向裂縫、釘孔縱裂、貫通縱裂等，縱向裂縫較多的部分是沿螺栓孔的兩側或應力鋼筋處發生，并向端頭及中部發展。這種裂縫的出現，將嚴重地影響軌枕的使用壽命。(6)軌枕的龜裂

龜裂是軌枕表面縱橫交錯的細小裂紋，一般多發生在軌枕端部及中部頂面和側面處。龜裂對軌枕的使用壽命影響也很大。(7)軌枕中間部分斜裂及扭傷

軌枕中間部分斜裂扭傷是指沿對角方向的破損。線路維修工作中的搗固作業，因在軌枕兩側進行對角搗固，過車時容易使軌枕中間部分產生斜裂或扭傷。據調查統計，因線路維修養護不當使軌枕中部扭斷、折斷的軌枕在傷損軌枕總數中占有一定的比例。(8)軌枕擋肩破損

軌枕擋肩承受由扣件傳來的水平推力而產生破損，特別在小半徑曲線上這種現象十分普遍，有的采用加寬鐵座仍不能解決問題，據統計，在半徑為400 m的曲線上，擋肩破損高達70 %。另外，由于墊片損壞或在軌枕制造過程中擋肩部分的缺陷也可能造成擋肩破損。(9)軌枕的腐蝕

在長期放水地段和車輛裝載有害介質散落在軌枕上，都會造成軌枕的腐蝕，輕者混凝上表面出現麻點、脫層等現象，重者鋼筋銹蝕，并逐漸向里延伸。(10)軌枕底邊掉塊

手工搗固沖擊軌枕底邊使混凝土掉塊，嚴重時掉塊面積可多達100 cm2，其結果是軌枕受力狀況惡化，容易出現應力集中而造成其他各種傷損，并且削弱了軌道的穩定性。1.4.2 混凝土軌枕傷損的原因

造成混凝土軌枕傷損的主要原因主要有制造質量、養護維修作業和結構三個方面。(1)制造質量

在混凝土軌枕各類損傷中，縱向裂縫對行車安全危害最大，而且一經發生，發展極為迅速，嚴重者貫通軌枕全長，造成劈裂和龜裂，混凝土疏松、剝落，對軌枕承載能力、保持軌道狀態能力和使用壽命危害很大，這類損傷一般都是由于制造質量不良引起的。(2)養護維修作業

混凝土軌枕斷面和配筋的設計都是在一定受力條件的前提下進行的而混凝上軌枕截面實際承受的荷載彎矩與線路養護維修作業有密切關系。在養護維修作業中，如果使軌枕受力狀態發生了變化，就可能出現軌枕斷面荷載彎矩大于軌枕抗裂強度的現象，以致產生軌枕傷損。養護維修作業對軌枕傷損的影響主要表現在以下幾方面：搗固作業、軌下墊層及絕緣緩沖墊片損壞沒有及時更換、沒有及時整治道床病害對軌枕受力極為不利、接頭養護不良、沒有及時消滅軌面不平順。(3)軌枕結構

為了了解混凝土軌枕的使用情況進而采取措施，提高軌枕結構的可靠性，多年來，鐵道部有關單位曾組織了多次較大規模的現場調查。歷次調查的資料表明，現有軌枕按50年使用壽命的要求，考慮可能出現的非正常運營條件，軌枕結構強度必須適當提高。1.5 鋼軌接頭病害

鋼軌接頭是線路的薄弱環節，混凝土軌枕線路更為嚴重。機車車輛的輪對通過接頭時，因其不平順而產生劇烈振動，加速線路狀態的變化，以致形成接頭病害。接頭病害產生之后，又進一步加劇機車車輛輪對對線路的破壞作用，互為因果，使病害發展變化加速，養路工區幾乎無法應付。在鋼軌、道床和路基狀態基本相同的情況下，混凝土軌枕線路接頭比木枕線路接頭變化快，各類接頭病害產生周期短，發展迅速。石碴沒有翻白之前，約每月保養一次，石碴一經翻白，幾乎每周都要保養，石碴溜塌的接頭甚至每兩天就要保養一次，接頭病害發展到這種程度之后，如不從根本上整治病害，接頭就很難維持正常工作狀態，影響鐵路運營。1.5.1 鋼軌接頭病害分類

按接頭軌面狀態分：低扣接頭、磨耗不均勻接頭、錯牙接頭、金屬剝離接頭、大軌縫。按接頭道床狀態分：翻漿接頭、翻白接頭、溜塌接頭、硬結接頭。

按接頭的結構狀態分：接頭夾板下彎、上緣磨蝕、夾板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足、扣板或軌距擋板不密貼、扣件失效等。

1.5.2 鋼軌接頭病害的原因 鋼軌接頭病害的發生，最根本的原因在于軌道接頭存在結構上的不平順，這就導致輪軌之間產生較大的附加動力作用。過大的附加動力作用又促使不平順的發展和附加動力的增長，同時也就促進了接頭病害的發展，可見，鋼軌接頭病害的發生與發展是互為因果的。另外，由于養護方法不當也會促使接頭病害產生和發展。(1)結構不平順

鋼軌接頭在結構上的不平順，指的是接頭軌縫；車輪壓在鋼軌的輸出端時，鄰接鋼軌的接受端有抬高趨勢，形成臺階；荷載下鋼軌接頭處的撓曲不是連續曲線，而是折線。當折角、軌縫、臺階三個因素同時出現，都將產生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動力。(2)附加不平順

附加不平順是在運營過程中形成的，以下幾種情況都可能引起附加不平順，如：結構薄弱、軌面不均勻磨耗、彈性不足。(3)動態不平順

動態不平順一般有兩種情況：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點軌跡呈波浪形不平順；另一種是線路存在暗坑吊板和道床不均勻的彈性下沉。這兩種不平順只有在動態情況下才能表現出來。線路的動態不平順增大了列車運行中的沖擊和振動。有的養護單位使用厚度不等、彈性不均的軌下墊板以及線路養護質量不良，都加劇了軌道動態不平順。

綜上所述，車輪通過鋼軌接頭處的軌縫，形成劇烈的沖擊和振動，這是造成鋼軌接頭病害的外因；鋼軌斷面及接頭部分設計不合適以及淬火工藝不良則是鋼軌接頭產生病害的內因，所以，長度25 m鋼軌混凝土軌枕線路解決接頭病害的根本途徑要首先從改善鋼軌材質、淬火技術要求、淬火工藝、鋼軌及夾板的設計等方面著手，同時在養護維修工作中也要采取符合混凝土軌枕線路特點的方法進行作業，以改善鋼軌接頭的工作狀態。

第2章 土工合成材料在整治路基病害工程中的應用 2.1 土工合成材料的含義及其應用概況

土工合成材料是土木工程應用的合成材料的總稱。作為一種新型的土木工程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纖、合成橡膠等)為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各種土體之間，發揮加強或保護土體的作用。

土工合成材料在土木、水利、交通、鐵道和環境工程中得到廣泛的應用，起到排水反濾、防滲、加筋、隔離、防護和減載等作用。這些作用是以不同的形式的產品來實現的，例如，土工織物用于濾層、隔離和防護；土工網和三維植被網墊用于排水和坡面的穩定；土工格柵、條帶和有紡或編織土工織物用于加筋、土工膜用于防滲等。復合型土工合成材料則結合了各自的優點，例如，兼有過濾和排水性能的土工織物和土工網復合材料，結合加筋和隔離功能的土工織物和土工格柵復合材料，而土工織物和土工膜結合形成的復合土工膜則既能防滲又具有防刺破的作用，同時具有與土較高的界面磨擦系數。盡管有眾多的產品和更多的潛在的應用形式，對于具體的工程應判斷土工合成材料的主要作用，選擇合理的設計公式，確定要求達到的性能指標，并尋求一個經濟上合適的施工方法。目前證明較成功的應用有：無紡土工織物代替粒狀級配濾層應用于反濾排水工程中，土工合成材料加筋擋土墻代替重力式擋土墻，塑料排水帶代替砂井，土工膜用于防滲材料等。在應用的初期，最擔心的是耐久性，忽視鋪放的位置，認為鋪土工合成材料總比不鋪好。而現在經驗證明在土中耐久性是可以保證的，相反，土工合成材料鋪放的位置不當或施工質量差，會降低作用，甚至適得其反。

土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學物質制成，再進一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。聚乙烯是在1931年前后，首先由英國ICI公司研制成功的，1939年成為商品在市場上出售，它是聚合物中分子結構最簡單的一種，可分為低分子量和高分子量兩類。聚乙烯的比重為0.92，耐酸堿，抗化學劑能力強，吸濕性低，低濕時仍具柔性，電絕緣性極好。在1950年前后，又開發出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、機械強度、熔點和硬度等都比低密度的為優。聚酰胺約在1935年研制成功，俗名為尼龍，其吸濕性較高，干燥時有一定絕緣性、機械性能好。聚酯于1941年前后問世，它包括聚酯樹脂、聚酯纖維和聚酯橡膠等。

聚丙烯于1954年研制出來，1957年成為商品出售。它的比重為0.90～0.91，耐溫范圍-30 ℃～140 ℃，耐化學劑性能較好，惰性強，價格低廉，是目前應用最多的原材料之一。

此外，常用的原材料還有聚氯乙烯，它的比重為1.4，具有極好的化學穩定性，不燃燒，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。以上五種原材料的性能對比如表2-1所示。表2-1 幾種高分子聚合物性能對比 性能

高分子聚合物

聚酯

聚酰胺

聚丙烯

聚乙烯

聚氯乙烯 單位質量

高

中

低

低

高 強度

高

中

低

低

低 彈性模量

高

中

低

低

低 破壞應變

中

中

高

高

高 蠕變性

低

中

高

高

抗紫外線

高

中

中

低

高 耐堿性

低

高

高

高

高 耐霉，耐蟲

中

中

中

高

高

應當指出，材料的強度還與纖維的制作方法有關。在應用土工合成材料時，其性能更受施工方法、應用環境和側限壓力大小的影響。土工合成材料在我國的應用，可以追溯到20世紀60年代，例如，北京市東北旺農場南干渠使用聚氯乙烯土工膜防滲。有紡織物首次應用的成功實例，是在1974年江蘇省江都縣嘶馬長江的護岸工程。該工程采用聚丙烯編織布，聚氯乙烯繩網和混凝土塊組成整體沉排，防止河床沖刷。無紡織物作為隔離材料，1981年，鐵路部門首先應用于防治“翻漿冒泥”現象。無紡織物作為反濾材料，1984年首次成功地應用于云南麥子河工程大壩上。1983年鐵路部門在廣茂鐵路路基中第一次采用了土工織物鋪設在軟土地基表面，增加了路堤的穩定性。

目前，品種繁多的人工合成材料陸續問世，它們可制成各種符合特定目的的產品，而且由于其具有質量輕、施工簡易、運輸方便、價格低廉料源豐富等優點，為土木工程提供了一種嶄新的較為理想的材料，并由此帶來一種實施簡便和經濟有效的技術途徑。土工合成材料是以合成材料為原材料制成的應用于巖土工程的各種產品的統稱。因為它們主要用于巖土工程，故冠以“土工”兩字，稱為土工合成材料，以區別于天然材料。近些年來，土工合成材料在全世界范圍內得到迅速的發展和廣泛的應用，取得了良好的經濟、社會和環境效應。土工合成材料技術被人們譽為20世紀巖土工程中的一項技術革命。2.2 土工合成材料的種類 2.2.1 土工織物

2.2.1.1 土工織物的種類

土工織物為透水性土工合成材料。土工織物的制造一般要經過兩個步驟：首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結構的土工織物。許多不同的高分子聚合物已經用作不同土工織物產品的原料，土工織物按制造方法分為針織型、無紡或非織造型和機織或有紡型三類。針織型目前已很少應用，有紡土工織物由兩組平行的呈正交或斜交的經線和緯線交織而成，其主要缺點是沿經線和緯線的強度高，而與經緯線斜交方向的強度低，無紡土工織物是把纖維作定向的或隨意的排列，再經過加工而成，按照聯結纖維的方法不同，可分為化學(粘結劑)聯結、熱力聯結和機械聯結三種。其主要優點是強度沒有顯著的方向性，對變形的適應性較大，目前世界上80 %的土工織物屬于這種類型。

土工織物突出的優點是重量輕，整體連續性好(可做成較大面積的整體)，施工方便，抗拉強度較高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。缺點是未經特殊處理，則抗紫外線能力低，如暴露在外受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍較高，土工織物的性能與其聚合物原料、土工織物的種類及加工制造方法密切相關。(1)織造型土工織物

這類產品又稱有紡土工織物，是最早的土工織物產品。它的制造分兩道工序：先將聚合物原料加工成絲或紗或帶，再借織機制成平面結構的布狀產品。織造時常包括相互垂直的兩組平行絲，沿織機(長)方向的稱經絲，橫過織機(寬)方向的稱緯絲。這種織物看來簡單，卻有著不同的絲種和不同的織法。絲種包括單絲、多絲及二者的混合。單絲是單根絲，典型直徑約為0.5 mm，它是將聚合物熱熔后從模具中擠壓出來的連續長絲。在擠出同時或剛擠出后將絲拉伸，使其中的分子定向，以提高絲的強度。多絲是由若干根單絲組成的，在制造高強土工織物時常采用多絲。多絲也有用切割成的短絲(一般長100 mm)搓擰而成的。早期的土工織物系由單絲織成，后來發展為采用扁絲。扁絲是由聚合物薄片經利刀切成的薄條，其厚度比單絲薄得多，且在切片前后都要牽引拉伸以提高其強度。扁絲寬度約為3 mm，是其厚度的一二十倍。目前的大多數編織土工織物是由扁絲織成，而圓絲和扁絲結合織成的織物有較高的滲透性。

另一種特殊的扁絲叫裂膜絲，它是將一根扁絲剖成許多根細絲，但仍連在一起。由裂膜絲織成的織物較為密實，柔軟而滲透性小。多絲和裂膜絲結合織成的編織物厚度可達1～2 mm，比扁絲織成的要厚。織造型土工織物有三種基本的織造型式：平紋、斜紋和緞紋。平紋是一種最簡單、應用最多的織法，其形式是經、緯絲一上一下。斜紋則是經絲跳越幾根緯絲，最簡單的形式是經絲二上一下。緞紋織法是經絲和緯絲長距離的跳越，例如經絲五上一下。這種織法運用于衣料類產品。

在織造時，由于梭子要不斷地牽引緯絲從經絲的空間中穿過，故要求經絲強度比緯絲的高。采用不同的絲和紗以及不同的織法，可以使織成的產品具有不同的特性。例如平紋織物有明顯的各向異性，其經、緯向的摩擦系數也不一樣；圓絲織物的滲透性一般比扁絲的要高，每厘米長的經絲間穿越的緯絲愈多，織物也愈密愈強，滲透性則愈低。單絲的表面積較多絲的要小，其防止生物淤堵的性能要好一些。聚丙烯的老化速度比聚酯和聚乙烯的要快等等。由此可見，可以借調整絲(紗)的材質、品種和織造方式等來得到符合工程要求的強度、經緯強度比、摩擦系數、等效孔徑和耐久性等各項指標。在工程實施中應根據具體要求來優選產品，鋪設時要注意材料的合理鋪設方向。(2)非織造型土工織物

這類產品又稱無紡土工織物。根據粘合方式的不同，非織造型土工織物分為熱粘合、化學粘合和機械粘合等三種。熱粘合法織造型土土織物的制造，是將纖維在傳送帶上成網，讓其通過兩個反向轉動的熱輥之間熱壓，纖維網受到一定溫度，部分纖維軟化熔融，互相粘連，冷卻后得到固化。該法主要用于生產薄型土工織物，厚度一般為0.5～1.0 mm。由于纖維是隨機分布的，織物中形成無數大小不一的開孔。再因為無經緯絲之分，故其強度的各向異性不明顯。

紡粘法是粘合法中的一種，是將聚合物原料經過熔融、擠壓，紡絲成網，纖維加固后形成的產品。這種織物厚度薄面強度高，滲透性大。由于制造流程短，產品質量好，品種規格多，成本低，用途廣，近年來在我國發展較快。

化學粘合法土工織物，是通過不同工藝，將粘合劑均勻地施加到纖維網中，待粘合劑固化。纖維之間便互相粘連，使網得以加固，厚度可達3 mm。常用的粘合劑有聚烯酯、聚酯乙烯等。也可以在施加粘合劑前加以滾壓，得到較薄的和孔徑較小的產品。這類產品在工程中的應用較少。

機械粘合法是以不同的機械工具將纖維網加固，應用最廣的是針刺法，還有用水刺法的。針刺法利用裝在針刺機底板上的許多截面為三角形或棱形且側面有鉤刺的針，由機器帶動，作上下往復運動，讓網內的纖維互相纏結，從而織網得以加固。產品厚度一般在1 mm以上，孔隙率高，滲透性大，反濾排水性能均佳，在水利工程中應用很廣。水刺法是利用高壓噴射水流射入纖維網，使纖維互相纏綿加固。其產品較為柔軟，主要用作衛生用品，工程中尚未應用。

2.2.2 土工膜

土工膜是一種基本不透水的材料。根據原材料不同，可分為聚合物土工膜和瀝青土工膜兩大類。為了適應工程應用中不同強度和變形的需要，兩類中又各有不加筋(單一或混合材料)和加筋或組合的類型。聚合物膜在工廠制造，瀝青膜則大多在現場制造。制造土工膜的聚合物有熱塑塑料(如聚氯乙烯)、結晶熱塑塑料(如高密度聚乙烯)、熱塑彈性體(如氯化聚乙烯)和橡膠(如氯丁橡膠)等。工廠制造土工膜的方法主要有擠出、壓延或加涂料等。擠出是將熔化的聚合物通過模具制成土工膜，厚0.25～4 mm。壓延則是將熱塑性聚合物通過熱輥壓成土工膜，厚0.25～2 mm。加涂料是將聚合物均勻涂在紙片上，待冷卻后將土工膜揭下來而成。現場制造土工膜是在地面噴涂或敷一層冷或熱的粘滯聚合物而成。瀝青土工膜用的是瀝青聚合物或合成橡膠。

制造土工膜時還需要摻入一定量的添加劑，使在不改變材料基本特性的情況下，改善其某些性能和降低成本。例如摻入碳黑可以提高抗日光紫外線能力，延緩老化；摻入鉛鹽、鋇、鈣等衍生物以提高材料的抗熱、抗光照穩定性；摻入滑石等潤滑劑以改善材料可操作性；摻入殺菌劑可防止細菌破壞等。對于瀝青類土工膜，其主要的摻入材料是一些填料或纖維。填料可為細礦粉，它能增加膜的強度且降低其成本；加入纖維，也是為提高膜的強度。2.2.3 土工復合材料 土工織物、土工膜和某些特種土工合成材料，以其兩種或兩種以上的土工材料互相結合起來，成為土工復合材料。土工復合材料可將不同構成材料的性質結合起來，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復合土工膜，將土工膜和土工織物按要求制成土工膜—土工織物組合物，稱復合土工膜。土工膜主要用來防滲，土工織物起加筋、排水和增加土工膜與土面之間的摩擦力的作用。又如土工復合排水材料，它是以無紡土工織物和土工網、土工膜或不同形狀的合成材料芯材組成的排水材料，用于軟基排水固結處理、路基縱向橫向排水、建筑地下排水管道、集水井、支擋建筑物的墻后排水、隧道排水、堤壩排水設施等。不同的工程有不同的綜合功能要求，故土工復合材料的品種繁多，可以說土工復合材料是當前和今后一段時期發展的大方向。這里主要介紹復合土工膜和土工復合排水材料兩類。2.2.3.1 復合土工膜

復合土工膜是用土工織物或其他材料與土工膜結合而成的不透水材料。根據主要功能的不同，復合土工膜可劃分為加筋型土工膜和橫向排水型土工膜兩種。(1)加筋型土工膜

加筋型土工膜具有較高的強度和模量，以滿足工程中防滲與受力的要求，如氯丁橡膠土工膜和經編土工膜。加筋土工膜的厚度：聚合物有涂料的三層壓延加筋土工膜厚0.75～1.5 mm；聚合物五層壓延加筋土工膜厚1.0～1.5 mm。(2)橫向排水型土工膜

橫向排水型土工膜一般由無紡土工織物與土工膜復合而成，常見的有“一布一膜”、“兩布一膜”。其中，無紡土工織物不僅具有橫向排水作用，而且對土工膜起保護作用。2.2.3.2 土工復合排水材料

土工復合排水材料是薄型土工織物包裹不同材料制成的不同形狀的芯材組合成的一種復合型排水產品。這種產品克服了土工織物沿織物平面方向排水能力小的缺點，可以沿產品芯材水平方向的排水通道通暢地排水，而外包的土工織物作為濾層以阻止土顆粒進入排水通道。復合排水帶主要用于軟土地基豎向排水固結處理等，我國生產及工程上普遍采用的產品主要是塑料排水帶。復合排水板具有廣泛的用途，如路基縱向橫向排水、支擋建筑物的墻后過濾排水、隧道襯砌后防排水、建筑物地下排水通道、堤壩排水設施等。(1)塑料排水帶

塑料排水帶是由不同截面形狀的連續塑料芯板外面包裹非織造土工織物(濾膜)而成。芯板的原材料為聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板截面有多種型式，常見的有城垛式、口琴式和乳頭式等。芯板起骨架作用，截面形成的縱向溝槽供通水之用，面濾膜多為滌綸無紡織物，作用是濾土、透水。

塑料排水帶的施工是利用插帶機將其埋設在土層中的預定位置。塑料帶前端與錨靴相連，用插帶機導桿頂住錨靴，插入土層中，達到預定深度后拔出導桿，但排水帶仍留在預定位置，在高出地面一定高度(0.5 m左右)剪斷排水帶，施工時可用靜荷或動荷送桿，靜荷送桿對土層擾動小，較為常用。我國插帶機的插入深度可達約25 m，入土速率可達6 m/min。排水帶的平面分布間距可借理論計算確定，一般為1～2 m。排水帶插入軟基后，為排除土中的多余水量提供了捷徑，多余水可水平向通過帶的濾膜進入芯板溝槽，再向上由地表的透水料墊層排走。排水帶在公路、碼頭、水閘等軟基加固工程中應用廣泛，以加速軟土固結。(2)軟式排水管

軟式排水管又稱為滲水軟管，是由高強鋼絲圈作為支撐體，以及具有反濾、透水及保護作用的管壁包裹材料兩部分構成的。高強鋼絲由鋼線經磷酸防銹處理，外包—層PVC材料，使其與空氣及水隔絕，避免氧化生銹。包裹材料有三層，內層為透水層，由高強特多龍紗或尼龍紗作為經紗，特殊材料為緯紗制成；中層為非織造土工織物過濾層；外層為與內層材料相同的覆蓋層。為確保軟式排水管的復合整體性，支撐體和管壁外裹材料間，以及外裹各層之間都采用了強力粘結劑粘合牢固。軟式排水管兼有硬水管的耐壓與耐久性能，又有軟水管的柔性和輕便特點，過濾性強，排水性好，可用于各種排水工程中。(3)其他復合排水材料

現在已生產出各種型式芯材和外包濾膜的復合排水材料。芯材有平板上立管柱的，有做成各種奶頭形的，有土工網的，還有用塑料絲纏成的網狀體的等等，它們均具有較大的排水能力，可按工程需要選用。2.2.4 土工特種材料

土工特種材料是為工程特定需要而生產的產品，品種多，現選擇幾種主要產品說明如下。2.2.4.1 土工格柵

土工格柵是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先沖孔，然后進行拉伸而成的帶長方形或方形孔的板材。加熱拉伸是讓材料中的高分子定向排列，以獲得較高的抗拉強度和較低的延伸率。按拉伸方向不同，格柵分為單向拉伸(孔近矩形)和雙向拉伸(孔近方形)兩種。前者在拉伸方向上有較高強度，后者在兩個拉伸方向上皆有較高強度。土工格柵的品種和規格很多，目前開發的新品種有用加筋帶縱橫相連而成的，也有用高強合成材料絲縱橫連接而成的等等。2.2.4.2 土工網

土工網是以聚丙烯或聚乙烯為原料，應用熱塑擠出法生產的具有較大孔徑和較大剛度的平面結構材料。可因網孔尺寸、形狀、厚度和制造方法的不同而造成性能上的很大差異。一般而言，土工網的抗拉強度都較低，延伸率較高。這類產品常用于坡面防護、植草、軟基加固墊層，或用于制造復合排水材料。一般說來，它只有在受力水平不高的場合，才能用于加筋。

2.2.4.3 土工模袋

土工模袋是由上下兩層土工織物制成的大面積連續袋狀材料，袋內充填混凝土或水泥砂漿，凝固后形成整體混凝土板，可用作護坡。這種袋體代替了混凝土的澆注模板，故而得名。模袋上下兩層之間用一定長度的尼龍繩來保持其間隔，可以控制填充時的厚度。澆注在現場用高壓泵進行。混凝土或砂漿注入模袋后，多余水量可從織物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使強度增高。按加工工藝的不同，可將模袋分為兩類，即機織模袋和簡易模袋。前者是由工廠生產的定型產品，而后者是用手工縫制而成的。2.2.4.4 土工格室

土工格室是由強化的高密度聚乙烯寬帶，每隔一定間距以強力焊接而形成的網狀格室結構。典型的條帶厚1.2 mm、寬100 mm，每隔300 mm進行焊接。格室張開后，可填以土料，由于格室對土的側向位移的限制，可大大提高土體的剛度和強度。它可用于處理軟弱地基，增大其承載力，沙漠地帶可用于固沙，還可用于護坡等。2.2.4.5 土工管及土工包

土工管、土工包是用經防老化處理的高強土工織物制成的大型管袋及包裹體，可有效地護岸和用于崩岸搶險，或利用其堆筑堤防，解決疏浚棄土的放置難題。土工包是將大面積高強度的土工織物攤鋪在可開底的空駁船內，充填200～800 m3料物，將織物包裹閉合，運到一定部位，沉至預定位置。在國外，該技術大量用于環保。2.2.4.6 聚苯乙烯板塊

聚苯乙烯板塊稱泡沫塑料，是以聚苯乙烯聚合物為原料，加入發泡劑制成的。它的主要特點是質量極輕、導熱系數低、吸水率小，但也有一定抗壓強度。由于其質輕，可用它代替土料，填筑橋端的引堤，解決橋頭跳車問題、其導熱系數低，故在寒冷地帶，可用該材料板塊防止結構物凍害，例如在擋墻背面或閘底板下，放置泡沫塑料以防止凍脹等。2.2.4.7 土工合成材料粘土墊層

土工合成材料粘土墊層是由兩層或多層土工織物(或土工膜)中間夾一層膨潤土粉末(或其他滲透性材料)以針刺(縫合或粘接)而成的—種復合材料。它與壓實粘土墊層相比，具有體積小、質量輕、具柔性、密封性良好、抗剪強度較高、施工簡便、適應不均勻沉降等優點，可以代替—般的粘土密封層，用于水利或土木工程中的防滲或密封設計。國外大量用于廢料坑的底部防滲襯砌和頂部封蓋。2.3 土工合成材料的工程特性 2.3.1 物理特性 2.3.1.1 厚度

土工合成材料厚度用mm表示，厚度變化對織物的孔隙率、透水性和過濾性等水力特性有很大的影響。常用的各種土工合成材料的厚度是：土工織物一般為0.1～5 mm，最厚的可達十幾毫米；土工膜一般為0.25～0.75 mm，最厚的可達2～4 mm；復合型材料有時采用較薄的土工膜，最薄可達0.1 mm；土工格柵的厚度隨部位的不同而異，其肋厚一般由0.5 mm至幾十毫米。有些材料在受壓時厚度變化很大，需規定在某固定壓力下測定厚度。一般規定此壓力為2 kPa。根據工程需要還應測試在20 kPa、200 kPa壓力下的系列厚度。土工織物厚度可采用專門的厚度測試儀，土工膜厚度可直接用千分尺測定，—般要求加壓面積為25 cm2，試樣面積應大于加壓面積的2倍，加壓時間30 s，試樣不少于10塊。2.3.1.2 單位面積質量

單位面積質量為單位面積土工合成材料具有的質量，它反映材料多方面的性能，如抗拉強度、頂破強度等力學性能以及孔隙率、滲透性等水力學性能。通常以g/m2表示，是土工合成材料的主要物理性能之一。土工織物和土工膜單位面積質量受原材料密度的影響，同時受厚度、外加劑和含水量的影響，常用的土工織物單位面積質量一般在50～1 200 g/m2的范圍內。測定單位面積質量采用秤量法，試樣面積為100 cm2，數量不得少于10塊，天平秤量讀數應精確到0.01 g(現場測試為0.1 g)。測試前要求試樣在標準大氣壓下恒溫(20±2 ℃)，恒濕(65 %±2 %)24 h。2.3.2 力學特性

反映土工合成材料力學特性的指標主要有拉伸特性及抗拉強度、撕裂強度、頂破強度、刺破強度、穿透強度及握持強度等。2.3.2.1 拉伸特性及抗拉強度 土工合成材料是柔性材料，大多通過其抗拉強度來承受荷載以發揮工程作用，因此抗拉強度及其應變是土工合成材料的主要特性指標。土工合成材料的抗拉強度與測定時的試樣寬度、形狀、約束條件有關，必須在標準規定的條件下測定。土工織物在受力過程中厚度是變化的，不易精確測定，故其受力大小一般以單位寬度所承受的力來表示，單位為kN/m或N/m，而不是習慣上所用的單位面積的應力來表示。

目前測定抗拉強度基本上是沿用紡織品條帶拉伸試驗方法，即把試樣兩端用夾具夾住，以一定的速率施加荷載進行拉伸直到破壞，測得試樣自身斷裂強度及變形，并繪出應力—應變曲線。目前條帶拉伸試驗的試樣分寬條與窄條兩種，寬條試樣寬200 mm、長100 mm，寬長比B/L＝2；窄條試樣寬50 mm、長100 mm，寬長比B/L=1/2。試驗機具應選擇具有等速拉伸性能、能測讀拉伸過程中拉力和伸長量或直接記錄拉力—伸長關系曲線的拉力機，同時要求試樣的最大斷裂力在滿量程的10 %～90 %范圍內。國內規定拉伸速率為50 mm/min。目前關于土工合成材料的拉伸力學特性一般采用室內無側限拉伸試驗進行測試。但現場埋設在填料中的土工筋材的力學特性因填料的約束作用而不同，人們曾通過對不同寬帶的試件進行拉伸試驗，以評價筋材受側向約束的影響。但更科學的是應將筋材埋在填料中進行測試。此時的力學特性所受影響因素較多。有約束的拉伸試驗表明，約束力將增加土工織物的抗拉強度和模量，對于土工格網和土工格柵，約束力的影響更為顯著，因為除了界面的摩擦阻力外，筋材橫肋所受拉伸方向的土壓力還將約束其變形，從而增大了模量。2.3.2.2 握持強度

土工織物承受集中力的現象普遍存在，握持強度是反映其分散集中力的能力。握持強度試驗選用的儀器一般與條帶拉伸試驗相同，但試驗方法不同。握持強度試驗是握持試樣兩端部分寬度而進行的一種拉力試驗。它的強度由兩部分組成，一部分為試樣被握持寬度的抗拉強度；一部分為相鄰纖維提供的附加抗拉強度。它與條帶拉伸強度之間沒有簡單的對比關系。由于各單位所采用的試樣和夾具的尺寸不盡相同，試驗的難度也較大，因此測得的成果相差很多。一般不宜作為設計依據。只可用作不同土工織物的抗拉強度的比較。土工織物握持力一般為0.3～6.0 kN。2.3.2.3 撕裂強度

土工織物和土工膜在鋪設和使用過程中，常常會有不同程度的破損。撕裂強度反映了試樣抵抗擴大破損裂口的能力，可評價不同土工織物和土工膜被擴大破損程度的難易，是土工合成材料應用中的重要力學指標。

目前撕裂強度試驗仍沿用紡織品標準測試方法。常用的紡織品撕裂試驗，按試樣形狀分為梯形法、翼形法以及舌形法，舌形法又分為單縫與雙縫兩種。目前多采用梯形法測定土工膜及土工織物的撕裂強度，這種試驗從其加力方式看，近似于張拉試驗。土工織物梯形撕裂強度值一般為0.15～30 kN，不加筋土工膜的梯形撕裂強度值一般為0.03～0.4 kN。2.3.2.4 頂破強度 刺破強度及穿透強度 在工程應用中，土工織物及土工膜常被置于兩種不同粒徑的材料之間，受到粒料的頂破作用，同樣也將受到拋填粒料引起的法向荷載。根據粒徑大小形狀、土工織物及土工膜接觸面的受力特征和破壞形式的不同，可分為頂破、刺破和穿透幾種受力狀態。

(1)頂破強度是反映土工織物及土工膜抵抗垂直織物平面的法向壓力的能力。頂破試驗與刺破強度試驗相比，壓力面積相對較大，材料呈雙向受力狀態。所用試驗方法有液壓脹破試驗、圓球頂破試驗和相CBR頂破試驗。

(2)刺破強度是反映土工織物或土工膜抵抗小面積集中荷載(如有棱角的石子或樹枝等)的能力。試驗方法與圓球頂破試驗相似，只是以金屬桿代替圓球。

(3)穿透強度可通過穿透試驗測得，這種試驗是模擬工程施工中具有尖角的石塊或其它銳利物落在土工織物或土工膜上的情況，用穿透試驗所得孔眼的大小，評價土工織物或土工膜抵御穿透的能力。2.3.3 水力學特性 由于土工織物、細孔土工網等土工合成材料可以使水及空氣自由地通過，并能有效地截留和控制土顆粒的流失，因此被廣泛他用作排水和過濾材料。為此必須研究其水力學特性，其主要包括兩方面：—是透水與導水能力；二是阻止顆粒流失的能力。這些特性涉及到土工合成材料的孔隙率、孔徑大小與分布情況、滲透特性等。土工織物的滲透特性是其重要水力學特性之一。在過濾標準及其它有關水力學中，是一項不可缺少的重要指標。根據工程的需要，通常要確定垂直于織物平面的滲透特性和平行于織物平面的滲透特性。垂直于織物平面的滲透特性，主要用垂直滲透系數 表示。該系數是滲流的水力梯度等于1時的滲流速度，一般服從達西定律，土工織物的滲透系數約為 ～ cm/s，其中無紡織物的滲透系數為 ～ cm/s。使用土工膜的目的在于防滲，它可以阻擋水、水氣、氣體及有害物質(例如甲醇、丙酮和二甲苯等)的滲透。土工膜在水壓力作用下產生滲流的原因是由于制造時的不均勻性和缺陷等因素所造成的，有些細微的通道，則是在一定的水壓力下被水沖破而形成的，溫度變化引起水體積變化，土工膜的滲透系數愈小，溫度對試驗結果的影響愈大。土工織物用作濾層時，水從被保護土中流過織物，在流動中使土顆粒集聚在織物表面的孔口上，堵塞水流通道的進口，或是細顆粒沉積在孔隙內部，逐漸減小通道的有效過水面積。前者稱為堵塞，后者稱為淤堵，堵塞一般發生在滲流開始階段，而淤堵則隨時間增長而加重。目前判斷織物濾層淤堵，通常是通過觀察通過織物的流量減小以及進入織物的土顆粒增多的現象來評估，還不能給出淤堵程度的允許值，只能通過被保護土與織物濾層的長期工作試驗，觀測滲透流量的變化與穩定情況來評估。2.3.4 耐久性

土工合成材料的耐久性包括許多方面，主要是指對紫外線輻射、溫度變化、化學與生物侵蝕、干濕變化、凍融變化和機械磨損等外界因素變化的抵御能力，材料的耐久性主要與聚合物的類型及添加劑的性質有關。

土工合成材料的老化現象主要是因為高分子聚合物具有鏈節結構，受外界因素的影響發生降解反應或交聯反應的結果。使材料老化的各種因素中，陽光輻射起著最重要的作用。紫外線具有很大的能量，能夠切斷許多聚合物的分子鏈，或者引發光氧化反應。其試驗方法主要有自然老化和人工老化兩大類，近幾年采用了一系列措施以增加聚合物的抗老化能力，并取得了很好的效果。添加防老化劑、方法簡便，效果顯著，是當前防老化的主要途徑。土工合成材料在有覆蓋的情況下(或埋在土中)，老化速度緩慢。聚合物對化學腐蝕一般具有較高的抵抗能力，但某些特殊的化學藥劑或廢品對聚合物有腐蝕作用。因而利用土工合成材料(土工膜)作污水或廢物存儲池的防滲材料時，對其化學穩定性要認真對待。土工合成材料在鋪設過程中易受損傷，且不易被發現，國外試驗研究發現，埋在土中的織物老化主要是由于機械傷引起的，鋪設造成的孔洞是使材料強度降低的主要因素。孔洞數愈多，原始強度降低得愈多。在高溫條件下，合成材料將發生熔融現象。有時溫度雖未達到融點，聚合物分子結構也可能發生變化，影響材料的彈性模量和強度。有些聚合物在特別低的溫度下，也使柔性降低、質地變脆，影響其力學特性，給施工及接縫造成困難。此外，干濕度和凍融變化可能使一部分空氣或冰屑存在織物內部，影響其滲透特性。2.4 土工合成材料的功能

土工合成材料具有多方面的功能，一種土工合成材料往往就兼有數種功能。隨著土工復合材料的發展，所兼有的功能就更多。總的說來，土工合成材料的主要功能可歸納為六類，即過濾作用、排水作用、隔離作用、防滲作用、防護作用以及加筋作用。2.4.1 過濾作用

把土工織物置于土體表面或相鄰土層之間，可以有效地阻止土顆粒通過。從而防止由于土顆粒的過量流失而造成土體的破壞。同時允許土中的水或氣體通過織物自由排出，以免由于孔隙水壓力的升高而造成土體的失穩等不利后果。

土工織物可適用于土石壩粘土心墻或粘土斜墻的濾層，土石壩或堤壩內的各種排水體的濾層，儲灰壩或尾礦壩的初期壩上游壩面的濾層。堤、壩、河、渠及海岸塊石或混凝土護坡的濾層，水閘下游護坡下部的濾層，擋土墻回填土中排水系統的濾層，排水暗道周邊或碎石排水暗溝周邊的濾層，水利工程中水井、減壓井或測壓管的濾層等。2.4.2 排水作用

有些土工合成材料可以在土體中形成排水通道，把土中的水分匯集起來，沿著材料的平面排出體外。較厚的針刺型無紡織物和某些具有較多孔隙的復合型土工合成材料都可以起排水作用。

它們可適用于土壩內垂直或水平排水，土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護面下部的排水。埋入土體中消散孔隙水壓力，軟基處理中垂直排水，擋土墻后面的排水，各種建筑物后面的排水，排除隧洞周邊滲水、減輕周邊所承受的外水壓力，人工填土地基或運動場地基的排水等。2.4.3.隔離作用

隔離是指在兩種物理力學性質不同的材料之間鋪設土工合成材料，使它們不互相混雜。例如將碎石和細粒土隔離，軟土和填土之間隔離等等。隔離可以為工程帶來許多預期的良好效應，舉例說明如下：

(1)通過隔離層，引起應力擴散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。(2)隔離提供排水面，加速地基土固結，使承載力提高。

(3)隔離層起整體性作用，可使要求的地基粗粒料支持層的厚度減少，節約建筑材料。

(4)地基中有部分軟弱區域，或有小范圍洞穴，鋪隔離層有架橋作用，以掩蓋和減弱洞穴區或軟弱區的影響。

(5)在地下水位較高的地基中，隔離層可以切斷毛細水上升，防止鹽堿化，或減弱凍脹。(6)道路基床中，隔離是防治翻漿冒泥的有效措施。(7)隔離層還起一定的保溫作用。

用于隔離的土工合成材料應以它們在工程中的用途來確定。應用最多的是有紡和無紡土工織物。如果對材料的強度要求較高，有時還要求以土工網或土工格柵作為材料的墊層。當要求隔離防滲時，則需要土工膜或復合土工膜。2.4.4 防滲作用

土工膜和復合型土工合成材料，可以防止液體的滲漏、氣體的揮發，保護環境或建筑物的安全。它們可用于土石壩和庫區的防滲，渠道防滲，隧道和涵管周圍防滲，防止各類大型液體容器或水池的滲漏和蒸發，屋頂防漏，用于修筑施工圍堰等。2.4.5 防護作用

多種土工合成材料對土體或水面，可起防護作用。它們主要用于防止河岸或海岸被沖刷，防止垃圾、廢料或廢液污染地下水或散發臭味，防止水面蒸發或空氣中灰塵污染水面，防止土體凍害等。2.4.6 加筋作用

很多土工合成材料埋在土體中，可以分布土體的應力，增加土體的模量，傳遞拉應力，限制土體側向位移；還可以增加土體和其它材料之間的摩阻力，提高土體及有關建筑物的穩定性，土工織物、土工格柵、土工網及一些特種或復合型的土工合成材料，都具有加筋作用。它們可用于加強軟弱地基，加強邊坡穩定性，用作擋土墻回填土中的加筋或錨固擋土墻的面板，修筑包裹式擋土墻或橋臺，加固柔性路面、防止反射裂縫的發展等。第3章省略見諒 第4章 結論

4.1 土工合成材料應用中存在的問題

(1)在工程實際應用中，設計對土工合成材料的技術指標、施工工藝和方法常有特定的要求，但個別工程實施后達不到預期效果。主要原因是施工技術問題，部分施工人員對這一新型材料還比較生疏，施工設備和方法比較落后，操作不規范，以致施工質量達不到設計要求。(2)土工合成材料本身制約著工程質量，有些產品工藝落后，成本較高，質量難以達到規定標準。

(3)工程施工中，部分單位在購買材料時低價竟標，更有相當多的單位沒有檢測設備和檢測人員，沒有把好質量關。因此，土工合成材料在生產及施工應用上，還缺乏必要的、嚴格的行業管理。4.2 結論

《鐵路路基土工合成材料應用技術規范》自發布實施以來，有力促進了鐵路土工合成材料的應用，路基工程質量得到了質的提高。但由于設計理論的相對滯后，土工合成材料生產廠家眾多，產品質量參差不齊，技術規范有關條款不易操作等諸多原因，限制了進一步的推廣應用。我認為在規范修訂時，如下方面予以考慮完善。

(1)增加土工合成材料生產原料的技術要求，分不同地區、不同的應用條件提出相應產品技術指標。對作為重要受力構件的材料(如加筋土擋土墻拉筋帶)，要增加蠕變強度等指標。(2)各類結構、構筑物的計算理論和方法要在規范中明確和進一步細化；隨著工程實踐的積累，宜增加高墻(如單級超過10 m的加筋土擋土墻)、包裹式加筋土擋土墻、加陡邊坡加筋路堤、土工格室加固軟基等計算方法。

(3)補充新型土工合成材料，如經編土工格柵、立體植被網、雙向拉伸土工格柵的應用條件和技術要求。

(4)吸收近年來土工合成材料應用的成功經驗和教訓，進一步完善設計和施工質量檢驗條款。(5)實踐證明，基床鋪設隔斷材料(如復合土工膜)宜全斷面滿鋪。

(6)參照國標和其它標準，統一材料名稱，制定較詳細的技術指標、檢驗(測)項目和標準。土工合成材料在工程應用中有著極為突出的優勢，在公路、鐵路、水利、環保工程等方面，就地取材，原來不能利用的淤泥、沙土、碎石等采用土工合成材料后都能變成堅固的路基和擋墻，無需開山取石取土修建，有效地保護了自然生態環境，防止了水土流失和山體滑坡。隨著科技的不斷發展土工合成材料的用途將不斷延伸，推廣土工合成材料的首要目的和優勢就是保護生態環境，有著其他材料不可替代的優點。

土工合成材料作為一項新技術，在我國應用的歷史尚短，與先進國家相比，其應用和發展水平還有一定差異。今后對土工合成材料的應用我們要做到“用對、用好、用精”：“用對”是指使用的場合和部位要正確，所選的材料要對路，不能選錯或用錯；“用好”是要求做出合理的設計，組織精心的施工，實行經常性的維護；“用精”即在使用中要有發展、有創新。

參考文獻

[1] 楊新安，黃宏偉.隧道病害與防治[M].同濟大學出版社,2003.33～35.[2] 鄭晉文.關于隧道滲漏水處理的研究[J].科技情況開發與經濟,2004,(01):43～46.[3] 金海.關于隧道襯砌產生裂縫的原因及防治[J].西部探礦工程,2005,(10):31～33.[4] 崔凌秋.寒冷地區隧道滲漏與凍害綜合防治技術探討[J].現代隧道技術，2005,(05):45～48.[5] 鄧蘇.滑坡病害整治設計中應注意的幾個問題[J].路基工程,1996,(01):30～34.[6] 趙性存.中國沙漠鐵路工程[M].中國鐵道出版社.1988.77～82.[7] 李肖倫.我國鐵路沙害的防治[J].中國鐵路,2004,(11):131～138.[8] 盧祖文.混凝土軌枕線路維修[S].1995.67～71.[9] 孫國瑛，沈善良等.鐵路工務[M].西南交通大學出版社,1998.157～163.[10] 宋偉香.土工合成材料的工程應用[J].莆田學院學報,2003,(03):27～29.[11] 曾錫庭，于志強.土工格室及其應用[J].中國港灣建設,2001(2):21～25.[12] 龐士榮.土工合成材料的主要性能及在巖土工程中的應用[J].路基工程,1997(2):51～55.[13] 楊若芳,楊燦文.防止翻漿冒泥新技術——土工聚合物的應用[M].中國鐵道出版社,1989.26～34.[14] 楊廣慶.路基工程[M].中國鐵道出版社,2003.169～173.[15] 李新國,王元戰,張連福.土工合成材料加筋技術研究及工程應用[J].港工技術,2004(2):53～54.[16] 劉俊彥,羅強.采用土工合成材料作軟土地基淺層處理的試驗研究[J].鐵道建筑技術,2002(5): 25～29.

第三篇：鐵路工程常見病害分析及預防整治技術

鐵路工程常見病害分析及預防整治技術

中國鐵路始建于1876年，鐵路運輸線是我國國民經濟的大動脈，在我國交通運輸體系中居于主導的骨干地位，它在國家的建設中占有重要地位。隨著我國改革開放的深入，我國在修新線鐵路時采用了國內外先進科技成果，與此同時，對既有鐵路進行補強和改造，并加強了對線路的養護和維修。較大的改善了鐵路的運營狀況，提高了鐵路抵抗自然災害的能力，豐富了預防和整治鐵路線路病害的理論與實踐，對發展國民經濟，促進工農業生產，改善人民生活，改變邊遠地區交通閉塞和文化技術落后面貌，鞏固國防，溝通國際交往，起到了國民經濟大動脈的重要作用。在當今社會經濟高速發展的情形下，對鐵路運輸的需求量在逐漸增大，鐵路運輸的發展將偏向高速和重載運輸。這樣就會加重鐵路線路的承載能力，造成鐵路線路損害，嚴重影響鐵路運輸。為了保證鐵路能夠很好的完成運輸任務，全面了解和掌握鐵路線路常見病害分析及預防整治技術非常的重要。1.1 隧道病害

隧道是埋置于地層中的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。廣義上是指：以某種用途、在地面下用任何方法按規定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2 m2的洞室。鐵路隧道在運營中會出現滲漏水(水害)、襯砌裂損、隧道凍害、襯砌腐蝕、震害和洞內空氣污染等病害，還有火災威脅。這些病害和危害對隧道的安全、舒適、正常運營有重要影響和威脅。因此、在隧道規劃和設計階段要預防可能的病害、危害、進行合理設計；在隧道施工階段要采用合理的施工工藝、方法、措施和材料，以保證施工質量。在隧道運營階段要及時檢查、發現病害，分析病害成因，采用合理的整治設計和施工方法。如此，才能保證鐵路隧道工程的安全、暢通運營。1.1.1隧道水害

隧道水害是指在隧道修建和運營過程遇到的水的干擾和危害，是最常見的隧道病害。主要指運營隧道水害(即圍巖的地下水和地表水直接或間接地以滲漏或涌出的形式進入隧道內造成的危害)。隧道滲漏水(水害)對隧道穩定、洞內設施、行車安全、地面建筑和隧道周圍水環境產生諸多不良影響甚至威脅，影響內部結構及附屬設施，降低使用壽命，嚴重時將危害到隧道及地下工程的運營安全。輕則造成洞內空氣潮濕，影響施工人員身體健康，機械設備銹蝕，絕緣設備失效，電路短路，漏電傷人；重則威脅人員安全，沖毀洞內機械設備，造成塌方，淹沒工作面，中斷施工，造成重大經濟損失，危害環境。1.1.1.1 隧道水害的原因

隧道水害的成因是，修建隧道，破壞了山體原始的水系統平衡，隧道成為所穿過山體附近地下水集聚的通道。當隧道圍巖與含水地層連通，而襯砌的防水及排水設施、方法不完善時，就必然要發生隧道水害。也可以將隧道水害歸結為客觀和主觀兩方面的原因。(1)隧道穿過含水的地層。

①砂類土和漂卵石類土含水地層。②節理、裂隙發育，含裂隙水的巖層。

③石灰巖、白云巖等可溶性地層，當有充水的溶槽、溶洞或暗河等與隧道相連通時。④淺埋隧道地段，地表水可沿覆蓋層的裂隙、孔洞滲透到隧道內。(2)隧道襯砌防水及排水設施不完善 ①原建隧道襯砌防水、排水設施不全。

②混凝土襯砌施工質量差，蜂窩、孔隙、裂縫多，自身防水能力差。③防水層施工質量不良或材質耐久性差，經使用數年后失效。④混凝土的工作縫、伸縮縫、沉降縫等未做好防水處理。⑤襯砌變形后，產生的裂縫滲透水。⑥既有排水設施，如襯砌背后的暗溝、盲溝，無襯砌的輔助坑道、排水孔、暗槽等，年久失修阻塞。

1.1.1.2 常用的整治運營隧道漏水的基本方法(1)適當疏排

對地表水豐富的淺埋隧道，當地表溝谷坑洼積水、滲水對隧道有影響時，用疏導積水、填平溝谷、砌溝排水等措施，使洞頂地表形成良好的排水系統，不使洞頂的地表水流入或滲入隧道。洞口仰坡邊緣周圍設截水溝和排水溝，并保持良好狀態。對地下水豐富、隧道內無排水溝或排水溝深度不足而導致隧底積水的，應采取增設水溝、將單側溝改為雙側溝、加深側溝或采取設置密并暗管加深水溝等措施。(2)注漿堵水

①向襯砌背后圍巖或回境層注漿。②向襯砌內部注漿。③向基底注漿。(3)增設內防水層

內防水層雖然不能阻止水流進入襯砌內，但可阻止水流進入隧道內。增設內防水層的方式有三種：一是刷涂，二是刮壓，三是噴涂。1.1.2襯砌裂損

隧道襯砌是承受地層壓力、防上圍巖變形坍落的工程主體建筑物。地層壓力的大小，主要取決于工程地質和水文地質條件和圍巖的物理力學特性，同時與施工方法、支護襯砌是否及時和工程質量的好壞等因素有關。由于形變壓力、松動壓力作用、地層沿隧道縱向分布及力學性態的不均勻作用、溫度和收縮應力作用、圍巖膨脹性或凍脹性壓力作用、腐蝕性介質作用、施工中人為因素、運營車輛的循環荷載作用等，使隧道襯砌結構物產生裂縫和變形，影響隧道的正常使用，統稱為隧道襯砌裂損病害。襯砌裂損是隧道病害的主要形式，隧道襯砌裂損破壞了隧道結構的穩定性，降低了襯砌結構的安全可靠性，影響隧道的正常使用，甚至危及行車安全。襯砌裂損變形的主要危害有：(1)降低襯砌結構對同巖的承載能力；

(2)使隧道凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；(3)拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全；

(4)裂縫漏水，造成洞內設施銹蝕，道床翻漿，嚴寒和寒冷地區產生凍害；

(5)鋪底和仰拱破損，基床翻漿、線路變形、危及行車安全，被迫降低車輛運行速度，量增加養護維修工作量；

(6)在運營條件下對裂損襯砌進行大修整治，施工與運輸互相干擾，費用增大。

針對襯砌裂損病害提出整治措施：裂縫整修，襯砌背后空洞壓漿，底版的穩定處理，換拱、換邊墻。

1.1.3襯砌腐蝕

襯砌背后的腐蝕性環境水，容易沿襯砌的毛細孔、工作縫、變形縫及其他孔洞滲流到襯砌內側，成為隧道滲漏水，對襯砌混凝土和砌石、灰縫產生物理性或化學性的侵蝕作用，造成襯砌腐蝕。隧道襯砌腐蝕分為物理性侵蝕和化學性腐蝕兩類。隧道襯砌腐蝕使混凝土變酥松，強度下降，降低隧道襯砌的承載能力，還會導致鋼軌及扣件腐蝕，縮短使用壽命，危及行車安全。產生腐蝕的三個要素是第一、腐蝕介質的存在；第二、易腐蝕物質的存在；第三、地下水的存在且具有活動性。為確保隧道建筑物的安全使用，應積極對襯砌腐蝕病害進行防治。隧道襯砌防腐蝕措施，應首先從搞好勘測設計著手，掌握隧道工程地質和水文地質資料，查明環境水含侵蝕性介質的來源和成分，在正確判定其對襯砌混凝土侵蝕的程度的基礎上，因地制宜地采取防治措施。針對隧道腐蝕產生的原因和條件。目前，對隧道侵蝕采取的防治措施主要有以下幾種。

(1)提高襯砌的密實度和整體性。(2)外摻加料法。(3)選用耐侵蝕水泥。(4)加強襯砌外排水措施。

(5)使用密實的與混凝土不起化學作用的材料，在襯砌外表面做隔離防水層。(6)采用與侵蝕性環境水不起化學反應的天然石料砌筑襯砌。(7)向襯砌背后壓注防蝕漿液。(8)防腐蝕混凝土。1.1.4隧道凍害

隧道凍害是寒冷地區和嚴寒地區的隧道內水流和圍巖積水凍結，引起隧道拱部掛冰、邊墻結冰、洞內網線設備掛冰、圍巖凍脹、襯砌脹裂、隧底冰椎、水溝冰塞、線路凍起等，影響到安全運營和建筑物的正常使用的各種病害。隧道凍害會導致襯砌凍裂開脹，甚至疏松剝落，造成隧道襯砌結構的失穩破壞，降低襯砌結構的安全可靠性，嚴重影響運輸的安全和正常運行。隧道常見的凍害種類有：拱部結冰、邊墻結冰、圍巖凍脹破壞、襯砌發生冰楔、洞內網線掛水等。

凍害形成的主要原因有：寒冷氣溫的作用，季節凍結圈的形成(如果隧道的排水設備在隧道的凍結圈內，冬季易發生冰塞；在凍結圈內如果圍巖的巖性是非凍脹性土，則不會發生凍脹性病害)。隧道在設計和施工時，對防凍問題沒有考慮或考慮不周，造成襯砌防水能力不足，洞內排水設施埋深不夠、治水措施不當，施工有缺陷，都會造成和加重運營階段隧道的凍害。嚴寒及寒冷地區隧道凍害的防治，其基本措施是綜合治水、更換土壤、保溫防凍、結構加強、防止融坍等，可根據實際情況綜合運用。1.1.5隧道病害的防治

隧道病害給隧道的正常運營和安全都帶來影響，有時影響十分嚴重；而且，病害整治和保持運營之間矛盾突出，病害整治干擾正常運營，造成運營損失，而病害整治在空間、時間和施工條件都局限的條件下進行，困難重重。因此，首先要預防為主，必須在設計階段就要采取預防措施，防止病害產生；另一方面，對出現的病害須查清病害原因、采取合理的措施進行整治，提高隧道病害整治的工程質量和經濟效益。1.2 滑坡的危害

滑坡是山區、丘陵地區常見的病害。它與地震、崩塌、泥石流一樣，是一種危害很大的不良自然地質現象。我國幅員遼闊，有70 ％的地區，地質地理條件十分復雜，滑坡分布尤為廣泛，西南、西北、華東、中南和華北的山區，丘陵以及黃土高原地區都有大量滑坡分布，亦是世界上受滑坡危害比較嚴重的國家之一。滑坡為整體或幾大塊相繼滑動，一般為緩慢地、長期地、間歇性地沿滑動方向向下滑動，它可以延緩幾年、幾十年以至百年以上。滑坡滑動的土體或巖體，可大可小，小的百十立方米，大的可達幾十萬甚至數百萬立方米。滑坡具有很大的破壞力，大規模的滑坡會掩埋村鎮、摧毀工礦、中斷交通、堵塞江河、破壞農田和森林，給國家建設和人民的生命財產造成嚴重的損失。1.2.1滑坡的概念

滑坡是一種山區鐵路、公路建設中常見的不良地質現象，是一種斜坡變形形式，主要發生在山地、丘陵地區的斜坡上。對滑坡的含義，一般有兩種說法：一是廣義的，即把斜坡巖(土)體順坡向下滑移的一切現象，統稱為滑坡。它包括崩塌和泥石流等；另一種是比較嚴謹的，在一定的地形地質條件下，由于外界條件的變化，各種自然或人為的因素影響(例如長期受水浸潤，削弱山體下部支撐力量等)，破壞了巖(土)體的力學平衡，使山坡上的不穩定土體(巖體)在重力作用下，沿著一定的軟弱面(帶)作整體的、緩慢的、間歇性的向下滑動的不良地質現象，稱之為滑坡。1.2.2滑坡的種類 我國鐵路滑坡分類，是從鐵路工程地質角度出發，目的是為了更有效地進行鐵路沿線滑坡的預防和整治工作，盡可能減少滑坡所造成的危害，以保證鐵路運輸更好地為我國社會主義建設事業任務。

(1)按組成滑坡的物質分類 ①粘性土滑坡； ②黃土滑坡； ③堆填土滑坡； ④堆積土滑坡； ⑤破碎巖石滑坡； ⑥巖石滑坡。

(2)按主滑面成因類型分類 ①堆積面滑坡； ②層面滑坡； ③構造面滑坡； ④同生面滑坡。

(3)按滑坡平面形態分類 ①圈椅形滑坡； ②橫長形滑坡； ③縱長形滑坡； ④勺形滑坡； ⑤葫蘆形滑坡； ⑥橢圓形滑坡。

(4)按滑體滑面的形狀分類 ①曲線形滑坡； ②直線形滑坡； ③折線形滑坡。(5)按滑面性質分類 ①旋轉滑坡； ②構造滑坡；

③錯落轉化的滑坡； ④表層成層滑坡。1.2.3滑坡的危害

滑坡對鐵路交通運輸的危害主要表現在以下幾方面：(1)破壞線路、中斷行車

緩慢移動的滑坡常常造成路基和線路上拱、下沉、外擠、擋墻變形及側溝破壞。滑坡一旦滑下，則掩埋路基、推毀線路設備。路基部分或整體滑動的路堤滑坡使線路懸中，難易修復。(2)危害站場、砸壞站房 山區鐵路，要在深山峽谷中找一段地勢較平坦能設站的地方是很不容易的，而那些峽谷中的寬谷段，又常常是古老滑坡發育的地方。如寶成線的西坡、淡家莊、白水江等滑坡；成昆線的甘洛、乃托、紅石巖、鐵西等滑坡；貴昆線的大海哨滑坡，均位于車站上。由于站場挖方較多，常促使古老滑坡復活。在施工期間曾為整治這些滑坡花費了巨大投資，運營以后尚未穩定的滑坡也一直威脅站場的安全。(3)橋梁墩臺推移，隧道明洞摧毀

滑坡對山區橋梁、隧道、明洞也帶來了嚴重破壞。如1966年8月成昆線的會仙4號橋，在鋪軌架橋前，由于滑坡病害使橋臺被推移38 cm，7號墩被推移了7 cm，當時無法鋪軌架梁，用軍便梁通過。又如貴昆線格里橋通車后，由于滑坡病害推動了橋臺，并把橋墩推斷，最后只得把橋填死改成了路堤。其他如梅大支線的大深橋，成昆線的玉田三線橋、耳足橋、鐵西雙線橋、貴昆線的樹舍橋等均受到滑坡的破壞和威脅，不得不作抗滑工程來保證橋梁的安全。(4)肇成行車事故，人身傷亡嚴重

1974年9月成昆線彎高滑坡造成一列貨車顛覆。1981年8月16日在寶成線丁家壩～大灘間K 293+365，固山體滑塌造成812次貨車顛覆7輛，電力機車翻入嘉陵江中，中斷62 h11 min。l981年9月4日寶成線軍師廟K 313崩塌性滑坡，摧毀工棚，l3名職工殉難。給國家和人民生命造成了巨大的損失。(5)中斷交通運輸，影響國計民生

滑坡除了直接破壞線路、路基、橋梁、隧道外，還有一種間接破壞，就是為泥石流提供了物質來源。幾乎所有的泥石流溝的上流補給區都是崩塌滑坡的活動區。特別當滑坡阻斷溝中水流形成“滑坡壩”和“滑坡湖”時，一旦水位抬高，產生潰壩時，就形成了強大而急劇的泥石流，其危害性更大。破壞線路、中斷交通、嚴重影響人民生活和國民經濟。(6)增加基建投資、加大維修費用

滑坡除了破壞工程設施和中斷運輸造成的直接損失外，為整治它常常要增建排水、支擋、減重等大量工程，不僅增加廣基建投資，而且增加了維修費用、整治一個大中型滑坡，往往需要數十萬、百余萬、甚至上千萬元的投資，如鐵西滑坡的處理費用就達2 300萬元。由此可見，滑坡給人類活動的各個方面造成的損失是極為嚴重的。隨著人們對這—不良自然地質現象的規律性的認識逐漸深化，并治理滑坡災害的能力也在不斷提高。1.2.4滑坡的防治

在修建鐵路和各種工程建筑物時，要想完全避過滑坡是不可能的，這就需要我們掌握滑坡發生和發展的規律，分清滑坡的性質，提出對滑坡整治的工程措施。概括起來有以下幾點：(1)鐵路運營線路要避開滑坡的影響。

(2)采用多種形式的截水溝、排水溝、急流槽來攔截和排引地表水；用截水滲溝、盲溝、縱向或橫向滲溝、支撐滲水溝、泄水隧洞等來疏干和排引地表水。

(3)在滑坡舌部或中前部修建各種形式的抗滑擋墻，在滑坡體其他不同部位修建各種多級擋墻，阻擋滑坡體的滑動，這是一種對穩定滑坡有長久作用的有效措施。例如抗滑擋土墻、抗滑干砌片石垛、抗滑樁、鋼筋混凝土樁等。

(4)把滑坡體上部主滑和牽引地段的土石挖去，填在滑坡下部的抗滑地段，反壓阻滑，改善邊坡，減少下滑力，增加抗滑力，提高滑坡的穩定性。這是經常用來整治滑坡的—種簡便方法。

(5)利用物理化學加固，改變滑動帶的土石性質，提高它的強度，從而達到穩定滑坡的目的。例如采用焙燒法、電滲排水法、水泥灌漿法、化學灌漿、鉆孔孔底爆破法等物理化學方法整治滑坡。

(6)防止滑體、岸坡沖刷，采取綠化山坡，種樹植被等措施來穩定滑坡。1.3 風沙對鐵路的危害

風沙對鐵路的危害類型大體可分為路基吹蝕和線路積沙兩種。當風力達到起沙風而作用于路基時，沙植被風吹揚帶走，產生路基風蝕。風蝕過程中形成的風沙流不斷地撞擊地表，繼續將沙粒揚起，納入運動的氣流之中，使風蝕過程逐漸擴展；另一方面，路基本身又是風沙流運行的障礙物，導致風速降低，在線路上形成旋渦，喪失其前進速度，所攜帶的沙粒在線路上沉落，引起線路發生積沙現象。1.3.1產生風沙危害的原因 鐵路受風沙危害的原因：有自然因素和人為因素兩個方面。在自然因素中，主要是風和沙源。風是引起風沙危害的動力，豐富的沙源是形成風沙危害的物質基礎。人為因素是指人類活動破壞了線路附近的植被，以及工程技術措施采用不合理而引起的沙害。我國大部分沙區均以西北風和偏西風為主，流動沙丘通常以擺動前進式向前移動，植被比較稀疏的半固定沙丘和輕質土地遭受強烈的風蝕作用。同時，通過風沙地區線路的兩側，廣泛分布著大面積流沙、固定和半固定沙堆、戈壁、沙質干河床、平沙地、沙荒及沙質草原等，沙源極其豐富。這就是造成鐵路沙害的根本原因。一般說來，風沙對鐵路的危害，主要在流沙地區或天然植被不足以控制風沙活動的輕質土壤地區，顯然是自然因素起主導作用。但是在固定沙丘和植被較稠密的沙質草原地區，有些地段的線路沙害也十分嚴重，這就是人為因素起主導作用。在這些地區，往往由于不合理的開墾、放牧和打柴等人類活動，破壞了天然植被致使流沙再起，引起沙害。這是應該特別注意防止的。在施工過程中，由于破壞現有天然植被面積過大或者取土、棄土不合理，又未及時采取防護措施，也是人為造成線路沙害的重要原因，必須引起注意。為了防止鐵路沙害，在靠近路基附近設置防沙柵、樹枝條高立式沙障或擋沙墻及聚沙堤等是十分有害的防沙措施，這種措施在短期內效果顯著，但這正是在線路附近造成流動沙堆的條件，一旦積沙埋沒障礙物時，就成為危害線路的沙源。有人稱這種防護措施為“引狼入室”，使線路造成舌狀沙害，對線路威脅最大。1.3.2防治風沙的措施

防治鐵路沙害需要從預防和治理兩個方面著手。首先，應盡量把線路通過地區沙害的潛在威脅減少到最小程度，并注意不使沙害的范圍擴大；第二，在發生沙害地段，本著因地制宜，因害設防的原則，積極采取工程措施、生物措施和化學措施治理。因此，鐵路沙害的防治工作是貫穿在選線、施工及運營等各個階段的，每個階段都不應忽視，龍其是運營階段，防治沙害是保證列車正常運行的主要任務。下面分幾個主要部分敘述。(1)選擇合理的路線

在風沙地區修建鐵路，正確的選擇線路是防止鐵路沙害最有效、最經濟的措施。①選擇沙害威脅最輕地段。

②使線路通過起伏不大的沙丘地段、使線路由沙區內的古河道及山前平原的潛水帶邊緣通過。③力求使線路通過植被較好的固定沙丘及半固定沙丘。

④將線路選擇在沙丘體的上風一側，將線路選擇在沙區間沼澤地或草墊子地的下風側。⑤使線路與當地主風向平行，盡量避免彎道。⑥少占耕地。(2)路基本體防護

風沙地區的鐵路路基，容易遭受風蝕，尤其是路堤的路肩部位風蝕最重，而且踩踏變形。路基本體防護的原則是根據路基本體遭受風蝕為主的特點，因地制宜，就地取材，以達到不受風蝕的目的。一般有下列措施：截砌碎卵石、路肩栽砌片石、平鋪卵礫石、加寬路面、黏土包坡、泥糊抹面、鋪草皮磚等。(3)線路兩側防護

①鋪設防護帶，合理確定防護帶的寬度。

②機械沙障固沙，一般采用高立式沙障、平鋪式沙障和草方格沙障。③植物固沙。

1.4 混凝土軌枕常見病害

混凝土軌枕線路由鋼軌、混凝土軌枕、扣件、道床等部分組成。鋼軌直接承受由機車車輛傳來的巨大壓力，并傳向軌枕。混凝土軌枕通過軌下彈性墊層和中間扣件承受鋼軌傳來的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正常的幾何位置。混凝土軌枕在我國鐵路鋪設使用已有多年的歷史，多年的經驗表明，混凝土軌枕的使用對強化軌道結構、保證行車安全起到了重要作用。但是，內軌枕在設計、制造和使用中的問題，致使部分軌枕早期發生裂損，影響了正常作用。1.4.1混凝土軌枕傷損的主要形態(1)軌下截面出現過大的橫向裂縫

混凝土軌枕是一個接受不穩定重復荷載的構件，荷截的變化帶有隨機的性質。混凝土軌枕在使用期內軌下截面有可能出現大于該截面抗裂強度的荷載彎矩，在這種情況下就產生了橫向裂縫。一般來說，這種裂縫較小，不致引起軌枕的失效。但在某些情況下，軌下截面的荷載彎矩遠遠大于軌枕的抗裂強度，那就會出現過大的橫向裂縫，導致軌枕失效。(2)軌下截面壓潰

軌枕軌下部分由于橡膠墊板損壞或串出，使鋼軌直接作用于承軌槽，引起軌下部分混凝土壓潰。有些軌枕由于軌下截面橫向裂縫過大，混凝土受壓區產生過大的壓應力使混凝土壓潰。(3)軌枕中間部分出現過大的橫向裂縫

軌枕中間部分出現的裂縫包括中間上部裂縫和下部裂縫兩種。軌枕中間上部出現裂縫，是由于軌枕中部產生較大的負彎矩所致；軌枕中間下部出現裂縫，是由于中部產生較大的正彎矩所致。通過調查得知，因軌枕中部出現過大的橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌下截面出現橫向裂縫而失效的軌枕，因軌枕中間下部出現過大橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌枕中間上部出現橫向裂縫而失效的軌枕。(4)軌枕中間部分壓潰

軌枕中間部分由于受了過大的正彎矩，不僅使軌枕中間部分的下部產生過大的裂縫，而且還引起截面受壓區的過大壓應力，致使混凝土壓潰，這種情況一般發生在鋼軌接頭。有些軌枕由于中間部分承受了過大的負彎矩，不但引起中間部分的上部裂縫，而且還使中間截面下部受到過大的壓應力以致壓潰，甚至出現鋼筋外露。(5)軌枕縱向裂縫

軌枕沿長軸線方向的裂縫統稱縱向裂縫。縱向裂縫一般有端頭裂縫、端部上表面裂縫、側面水平縱向裂縫、釘孔縱裂、貫通縱裂等，縱向裂縫較多的部分是沿螺栓孔的兩側或應力鋼筋處發生，并向端頭及中部發展。這種裂縫的出現，將嚴重地影響軌枕的使用壽命。(6)軌枕的龜裂

龜裂是軌枕表面縱橫交錯的細小裂紋，一般多發生在軌枕端部及中部頂面和側面處。龜裂對軌枕的使用壽命影響也很大。(7)軌枕中間部分斜裂及扭傷

軌枕中間部分斜裂扭傷是指沿對角方向的破損。線路維修工作中的搗固作業，因在軌枕兩側進行對角搗固，過車時容易使軌枕中間部分產生斜裂或扭傷。據調查統計，因線路維修養護不當使軌枕中部扭斷、折斷的軌枕在傷損軌枕總數中占有一定的比例。(8)軌枕擋肩破損

軌枕擋肩承受由扣件傳來的水平推力而產生破損，特別在小半徑曲線上這種現象十分普遍，有的采用加寬鐵座仍不能解決問題，據統計，在半徑為400 m的曲線上，擋肩破損高達70 %。另外，由于墊片損壞或在軌枕制造過程中擋肩部分的缺陷也可能造成擋肩破損。(9)軌枕的腐蝕

在長期放水地段和車輛裝載有害介質散落在軌枕上，都會造成軌枕的腐蝕，輕者混凝上表面出現麻點、脫層等現象，重者鋼筋銹蝕，并逐漸向里延伸。(10)軌枕底邊掉塊

手工搗固沖擊軌枕底邊使混凝土掉塊，嚴重時掉塊面積可多達100 cm2，其結果是軌枕受力狀況惡化，容易出現應力集中而造成其他各種傷損，并且削弱了軌道的穩定性。1.4.2混凝土軌枕傷損的原因

造成混凝土軌枕傷損的主要原因主要有制造質量、養護維修作業和結構三個方面。(1)制造質量

在混凝土軌枕各類損傷中，縱向裂縫對行車安全危害最大，而且一經發生，發展極為迅速，嚴重者貫通軌枕全長，造成劈裂和龜裂，混凝土疏松、剝落，對軌枕承載能力、保持軌道狀態能力和使用壽命危害很大，這類損傷一般都是由于制造質量不良引起的。(2)養護維修作業

混凝土軌枕斷面和配筋的設計都是在一定受力條件的前提下進行的而混凝上軌枕截面實際承受的荷載彎矩與線路養護維修作業有密切關系。在養護維修作業中，如果使軌枕受力狀態發生了變化，就可能出現軌枕斷面荷載彎矩大于軌枕抗裂強度的現象，以致產生軌枕傷損。養護維修作業對軌枕傷損的影響主要表現在以下幾方面：搗固作業、軌下墊層及絕緣緩沖墊片損壞沒有及時更換、沒有及時整治道床病害對軌枕受力極為不利、接頭養護不良、沒有及時消滅軌面不平順。(3)軌枕結構

為了了解混凝土軌枕的使用情況進而采取措施，提高軌枕結構的可靠性，多年來，鐵道部有關單位曾組織了多次較大規模的現場調查。歷次調查的資料表明，現有軌枕按50年使用壽命的要求，考慮可能出現的非正常運營條件，軌枕結構強度必須適當提高。1.5 鋼軌接頭病害

鋼軌接頭是線路的薄弱環節，混凝土軌枕線路更為嚴重。機車車輛的輪對通過接頭時，因其不平順而產生劇烈振動，加速線路狀態的變化，以致形成接頭病害。接頭病害產生之后，又進一步加劇機車車輛輪對對線路的破壞作用，互為因果，使病害發展變化加速，養路工區幾乎無法應付。在鋼軌、道床和路基狀態基本相同的情況下，混凝土軌枕線路接頭比木枕線路接頭變化快，各類接頭病害產生周期短，發展迅速。石碴沒有翻白之前，約每月保養一次，石碴一經翻白，幾乎每周都要保養，石碴溜塌的接頭甚至每兩天就要保養一次，接頭病害發展到這種程度之后，如不從根本上整治病害，接頭就很難維持正常工作狀態，影響鐵路運營。1.5.1鋼軌接頭病害分類

按接頭軌面狀態分：低扣接頭、磨耗不均勻接頭、錯牙接頭、金屬剝離接頭、大軌縫。按接頭道床狀態分：翻漿接頭、翻白接頭、溜塌接頭、硬結接頭。

按接頭的結構狀態分：接頭夾板下彎、上緣磨蝕、夾板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足、扣板或軌距擋板不密貼、扣件失效等。

1.5.2鋼軌接頭病害的原因 鋼軌接頭病害的發生，最根本的原因在于軌道接頭存在結構上的不平順，這就導致輪軌之間產生較大的附加動力作用。過大的附加動力作用又促使不平順的發展和附加動力的增長，同時也就促進了接頭病害的發展，可見，鋼軌接頭病害的發生與發展是互為因果的。另外，由于養護方法不當也會促使接頭病害產生和發展。(1)結構不平順

鋼軌接頭在結構上的不平順，指的是接頭軌縫；車輪壓在鋼軌的輸出端時，鄰接鋼軌的接受端有抬高趨勢，形成臺階；荷載下鋼軌接頭處的撓曲不是連續曲線，而是折線。當折角、軌縫、臺階三個因素同時出現，都將產生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動力。(2)附加不平順

附加不平順是在運營過程中形成的，以下幾種情況都可能引起附加不平順，如：結構薄弱、軌面不均勻磨耗、彈性不足。(3)動態不平順

動態不平順一般有兩種情況：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點軌跡呈波浪形不平順；另一種是線路存在暗坑吊板和道床不均勻的彈性下沉。這兩種不平順只有在動態情況下才能表現出來。線路的動態不平順增大了列車運行中的沖擊和振動。有的養護單位使用厚度不等、彈性不均的軌下墊板以及線路養護質量不良，都加劇了軌道動態不平順。

綜上所述，車輪通過鋼軌接頭處的軌縫，形成劇烈的沖擊和振動，這是造成鋼軌接頭病害的外因；鋼軌斷面及接頭部分設計不合適以及淬火工藝不良則是鋼軌接頭產生病害的內因，所以，長度25 m鋼軌混凝土軌枕線路解決接頭病害的根本途徑要首先從改善鋼軌材質、淬火技術要求、淬火工藝、鋼軌及夾板的設計等方面著手，同時在養護維修工作中也要采取符合混凝土軌枕線路特點的方法進行作業，以改善鋼軌接頭的工作狀態。

第四篇：鐵路路基常見病害分析及治理措施淺析

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鐵路路基常見病害分析及治理措施淺析

鐵路路基常見病害分析及治理措施淺析

【摘要】鐵路線路常年暴露在自然環境中，受自然環境影響大，加之機車車輛本身的動力作用，軌道的幾何尺寸及狀況不斷發生變化，路基、道床也在不斷的變形變化中，加上對其重視及整治的力度不夠，因此對鐵路路基造成許多病害。路線路設備是鐵路運輸業的基礎設備，由于目前我國大部分鐵路路基設計采用的技術標準較低，再加上施工質量監管不力，會導致鐵路路基病害的產生。所以了解病害的類型、成因及整治措施，對鐵路路基的防護和治理具有重要的意義。文章分析了鐵路路基病害類型及原因分析，鐵路路基病害的治理措施。

【關鍵詞】鐵路路基 病害 成因 整治措施

中圖分類號：U213.1 文獻標識碼：A 文章編號：

鐵路是線狀工程，決定了要通過各種地質條件及氣候環境不同的地區，而不少地區都存在膨脹土、紅黏土、軟巖風化殘積土等各種不同工程性質不良的

土，并且受到地理和氣候環境常年變化影響，加之由于技術水平、經濟條件以及施工機械設備方面的原因，我國的鐵路路基設計通常采用較低的技術標準，施工質量往往要求不嚴，從而導致各種鐵路基床病害成為一種分布廣、治理難、多發性強的病害，嚴重影響著列車的安全運行。研究鐵路路基病害的類型及其發

生機理，并能對其進行實用的檢測，對路基的防治和治理是非常重要的。

一、鐵路路基病害的分類及成因

預防鐵路路基病害的產生和發展，找出病害的原因，根據情況進行合理整治，以加強設備的使用壽命，保持線路設備完整和質量均衡，使機車安全、平穩和不間斷地運行，是工務段的主要職責。鐵路路基的病害按表現形式，分為路基下沉、翻漿冒泥、擠出變形、邊坡坍方、最新【精品】范文 參考文獻

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陷穴、水浸路基、滑坡、邊坡沖刷等。

1、翻漿冒泥。一定條件的含粘粒、粉粒的基床表層土，在水和列車反復振動的作用下，發生軟化或觸變、液化，形成泥漿。列車通過時軌枕上下起伏使泥漿受擠壓抽吸而通過道床孔隙向上翻冒，造成道碴臟污、板結進而使道床降低或喪失彈性，軌道幾何尺寸變化，危及行車安全。翻漿冒泥分為土質基床翻漿、風化石質基床翻漿和裂隙泉眼翻漿。

2、下沉。由于路基土密實度不足或地基松軟，在水、荷重、自重及振動作用下發生局部或較大面積的豎向變形。一般經過列車運行一段時間后，下沉會趨于緩解。但有時因荷重增加或水的作用使沉降速率加大。局部下沉也會造成陷槽使線路不平順。下沉分為基床下沉、堤體下沉和基底下沉。

3、擠出變形。基床內的土經常處于軟塑狀態，在列車荷載的作用下，基床上發生剪切破壞，發生外擠變形。外擠是因為基床強度不足引起，在基床內的影響深度較大。外擠分為路肩隆起、路肩外擠和邊緣外膨。

4、邊坡溜坍。黏土質邊坡表層受地表水下滲或地下水影響，使表層土含水飽和失去穩定而形成的邊坡淺層溜滑或坍塌。邊坡溜坍對于路堤溜坍范圍不超過軌枕端部，對于路塹地段邊坡的溜坍不影響到基床的穩定性。

5.邊坡沖刷。指較高大的土質路塹、路堤邊坡、岸坡（濱河、河灘、海灘和水庫（塘）的路堤邊坡）或嚴重風化的軟質巖石邊坡受到水流的沖蝕、沖刷作用而形成沖溝或沖坑為邊坡沖刷。邊坡沖刷分為邊坡淘刷和邊坡沖溝。

6、陷穴。指路基下及其附近存在洞穴，其坍塌可引起基床和道床突然沉落，軌道懸空，中斷行車，甚至造成列車顛覆。陷穴病害分為黃土陷穴、巖溶洞穴、鹽蝕溶洞和墓穴獸洞等。

7、滑坡。指影響路基穩定的土（巖）體滑動。分為邊坡的深層滑動、路基滑移及山體滑坡。

8、水浸路基。指實際浸水超過設計水位的路基，被水浸或淹沒，引起一定的沉降或局部坍塌，當路堤缺乏足夠的防護和加固設備時，最新【精品】范文 參考文獻

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導致路基穩定性受到影響或破壞。

9、凍害。發生在寒冷地區，如路基土為透水性較差的細粒土，當含水量較高或基面積水，在凍結過程中，土中水重新分布和聚集形成冰塊，又引起不均勻的凍脹現象。

二、鐵路路基病害產生的內外因分析

造成鐵路路基病害的原因有很多種，是路基填料、水、列車荷載和溫度變化等多項因素綜合作用的結果。綜合地看，鐵路路基病害的產生原因主要來自兩個方面：

內因――地質和氣候環境的影響。對某一具體的鐵路路基來說，其地質條件是客觀存在的，雖然它也處于不斷的發展變化中，但基本上是一種較為穩定的量。因此，鐵路路基病害的發生頻率及程度，主要受氣象及水文條件影響。

外因――列車振動荷載。在列車輪軸荷載的重復作用下，鐵路路基會發生塑性的變形，當變形情況發展一定程度時，路基填土便產生了塑性流動，造成病害的發生。分析這種病害的成因，主要取決于路基土在循環荷載作用下的抗剪強度特性，它與土的飽和度息息相關。隨著土的飽和度的加大，土的動強度明顯地降低，處于鐵路軌道下面的路基土，因反復受到擠壓和固結而產生幅度圈套的累積塑性變形，形成了道碴坑及枕木下方積水坑。

3、線路技術設備狀態。路基產生基床病害因素和線路上部建筑的技術設備、線路設計的標準、施工質量和運營中線路養護維修的質量等有直接關系。首先，線路技術設備的標準，要能滿足運輸要求。其次，線路施工質量也決定著路基基床的穩定。新建與改造鐵路的施工質量與產生基床病害的關系及為密切。再者，線路養護維修質量，對路基基床病害的產生和發展也是有密切關系的。

三、鐵路路基病害的預防與整治

1、路基滑坡的防治。防治滑坡的原則：一是預防。對有可能新生滑坡的地段或可能復活的古滑坡，應采取必要的工程措施，以防止產生新的滑坡或古滑坡的復活；二是治早。滑坡的發生與發展，是有一個過程的，早期整治，能收到事半功倍的效果；三是一次根治與分期整治相結合。滑坡一般應一次徹底根治，不留后患。

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2、路基崩塌落石的防治。一是攔截類適用于小規模、小塊體的崩塌落石。攔截構造有落石平臺、落石坑、落石溝、攔石墻、鋼軌柵欄及柔性攔石網等；二是遮欄類應用于規模較大的崩塌落石，遮欄建筑有各種明洞和棚洞。修建明洞、棚洞，既可遮擋崩塌落石，又可對邊坡下部起穩定和支撐作用；三是支擋加固類適用于不宜或難于消除的大危巖或不穩定的大孤石。支擋建筑有支頂墻、支護墻、明洞式支墻、支柱、支撐等；四是護坡、護墻適用于易風化剝落的邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡；五是改線繞避上述措施不能奏效時，應考慮改線繞避。

基床翻漿冒泥、下沉外擠的防治。一是排水。適用于排水不良而導致的基床病害，如路塹和站場。疏通或修建防滲側溝、天溝、排水溝等地表排水系統；修建堵截、導引、降低地下水位的盲溝、截水溝、側溝下滲溝等排除地下水或降低地下水位系統。以消除或減小地表水和地下水對路基基床的侵害，使基床土經常保持疏干狀態；二是提高基床表層強度。適用于基床表層土承載力不足導致的基床病害，如裂土病害。防治措施一般采用換滲料土（二合土或三合土）及換砂。換填深度應以滿足承載力要求為原則；三是使基面應力降低或均勻分布；四是土工膜（板）封閉層或無紡土工纖維滲濾層。這是近年廣泛應用的防治基床病害的新工藝，它有隔離地表水、過濾基面水和均布基面應力等多種效用，常與換砂、砂墊層配合使用。

四、結束語

鐵路線路路基的構成千差萬別、各不相同，所形成的病害也各不相同。因此在路基病害的整治、治理過程中，除了要分析病害存在的機理，尋求合適的解決方案，還要總結更為先進的整改經驗，利用先進的材料進行整治等。鐵路路基病害的預防和整治是工務工作的一項長期而又復雜工作。

參考文獻：

[1]交通部公路科學研究院.公路沖擊碾壓應用技術指南[M]人民交通出版社，2006.[2]田文玉.道路建筑材料[M]人民交通出版社，2006.[3]公路路基施工技術規范（JTG F102004）人民交通出版社.------------最新【精品】范文

第五篇：瀝青混凝土路面常見病害分析及預防措施

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瀝青混凝土路面常見病害分析及預防措施

瀝青混凝土路面常見病害分析及預防措施

摘要：本文介紹了瀝青混凝土路面的幾種常見質量病害，針對引起這些病害的原因進行了詳細的闡述，并結合實際情況提出相應的預防措施，以延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

關鍵詞： 瀝青混凝土面； 常見病害； 原因； 措施

中圖分類號：TU528.42文獻標識碼： A

一.前言

瀝青混凝土路面因其平整度好，行車平穩舒適、噪音低、易維護而在公路建設中得到廣泛應用。隨著經濟快速發展，道路交通量日益增大，車輛迅速大型化且嚴重超載，使瀝青混凝土路面面臨嚴峻的考驗。公路普遍在通車2～3年便出現了較為嚴重的裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等病害，嚴重影響了行車速度和行車安全，加大了車輛磨損，縮短了瀝青路面使用壽命。

二.常見病害分析

2.1裂縫

瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種。縱向裂縫的產生主要是由于路基填土在橫向不均勻性所造成的，特別是在舊路加寬地段，由于新舊路基的沉降量不一致，尤其在有表面水滲入的情況下，往往是縱向裂縫的高發區。橫向裂縫往往是由于溫度應力的作用而產生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時間增長造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發生沖刷、唧漿就會產生以縫為中心的下陷形變，同時引起裂縫兩側產生新裂縫甚至網狀裂紋破壞。

2.2水破壞

水破壞即路面水透入路面結構層后使路面產生早期破壞的現象，是瀝青混凝土路面病害中最常見、破壞力最大的一種病害。水破壞的主要表現形式有：網裂、坑洞、唧漿、轍槽等。由于施工中配合比控

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制不嚴、混合料拌和離析、碾壓效果不良等導致的瀝青路面空隙率過大，水滲入表面層后滯留在表面層的下部和下層的交界面上，在長期行車荷載作用下，瀝青膜開始從面層的底部剝落并逐漸向上擴展，隨著下部大量碎石上瀝青的剝落，瀝青混凝土便失去強度從而產生網裂。在行車荷載作用下，特別在降雨過程中和雨后行車道上的局部網裂會逐漸松散，松散的石料被車輪甩出形成坑洞。由于瀝青混凝土的不均勻性，坑洞總是先在瀝青混凝土空隙率較大處產生，隨著時間推移，將會造成路面大面積破損。當水透入瀝青面層并滯留在半剛性基層頂面時，在行車作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料形成灰漿，灰漿又被行車壓唧，通過各種形狀不一的裂縫（縱、橫、斜裂縫及網裂）到路表面形成唧漿。某處一旦有灰漿唧出，該處很快就會產生網裂，降水就更容易透入；自由水進入面層后，使瀝青與碎石的粘結力減弱；在行車荷載作用下，滯留在面層下部的水使礦料特別是粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，使瀝青混凝土的強度逐漸降低，直至完全松散。在行車輪跡下向兩側（特別向外側）擠出使輪跡帶下陷，同時使其兩側鼓起，形成嚴重轍槽。形成轍槽后，降雨過程和雨后轍槽就會變成積水槽，致使水有更長的時間透入瀝青面層形成更加嚴重的水破壞。

2.3松散

松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落，從表面向下發展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力是顆粒脫落的主要原因。集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹，使瀝青膜粘結在粉塵上，而不是粘結在集料顆粒上，表面的摩擦力磨掉瀝青膜，并使集料顆粒脫落導致松散。同時由于表面離析處往往缺少大部分細集料，離析面上粗集料與粗集料相接觸，但只有在少數接觸點瀝青膜與集料粘結。隨時間的增長，瀝青會老化，瀝青膜剝落會使瀝青與集料的粘結力減弱，孔隙中的水凍結會破壞粘結力，或足夠大的摩擦力會破壞離析面上的集料顆粒而產生松散。瀝青混凝土面層要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力，如果混合料密實度不夠，集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。

2.3泛油

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瀝青從瀝青混凝土層的內部和下部向上移動，使表面有過多瀝青的現象稱作泛油。新建瀝青混凝土路面在通車后的第一個高溫季節，特別在連續多天高溫后，在大量行車特別是在重載車輛作用下進一步壓實，易導致瀝青混凝土內部過多的自由瀝青向上移動，產生泛油現象，油石比偏大地段表現得尤為明顯。高溫季節雨水浸入瀝青混凝土內部后，如瀝青與礦料的粘結力不足，瀝青很快會從集料表面剝落并向上移動，產生更嚴重的泛油現象。瀝青用量過大是產生瀝青面層泛油的最主要原因。有些施工單位施工控制不嚴和管理不善在生產過程中私自改變配合比、瀝青混合料拌和不均都會造成瀝青混凝土路面局部瀝青用量偏大。

2.4推移

推移的產生一般與透層油撒布質量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關。在瀝青混凝土路面鋪筑前，由于基層表面清掃不干凈、透層油撒布不均、透入深度不足等都容易造成瀝青面層和基層粘結不良。在大量行車荷載（超載車輛）作用下，由于與基層粘結不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產生推移，隨著時間增長，輪跡帶兩側會產生壅包，甚至會出現由于推移而造成的嚴重裂縫。在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由于施工質量等原因，基層不平整會反映到瀝青路面上，車輛荷載作用下面層不平整會愈加明顯，形成波浪。

三.常見病害預防措施

瀝青混凝土路面早期病害不能徹底消除，但是可以通過優化設計、加強施工管理、提高現場施工質量等措施去預防，將其危害降到最低，從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

3.1 裂縫

根據裂縫形成原因，在路基施工過程中嚴格控制填土厚度及填料的均勻性。瀝青路面進行攤鋪時，采取縱向熱接縫。采用優質、針人度較大的瀝青有利于減少溫度裂縫。另外，瀝青面層常有因基層引起的反射裂縫。因此，在基層施工中養護、接頭處理及合理的水泥用量都能有效減少裂縫。

3.2 水破壞

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選擇合適的混凝土類型。瀝青面層各層應盡量使用密實型瀝青混凝土。密實式粗集料斷級配瀝青混凝土既具有良好的不透水性，又具有明顯優于連續級配瀝青混凝土的高溫抗永久形變能力，還具有良好的抗滑性能。一般情況下，表面層玄武巖石料與瀝青的粘附性較差，所以摻加少量水泥、消石灰等提高石料與瀝青的粘附性。同時，應嚴格控制細集料含泥量提高瀝青與碎石的粘附性。提高施工質量，在施工前原材料的選用必須規格、均勻、合理，配合比設計必須嚴密。在施工過程中必須注意瀝青混凝土拌和的均勻性，防止粗細集料離析。嚴格控制瀝青混合料拌合溫度、出場溫度及碾壓溫度。盡量通過使用高效配套的碾壓設備、增加碾壓遍數等提高壓實度以減小空隙率。

3.3 松散

選用合格的原材料，特別嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。嚴格控制施工溫度及壓實效果。瀝青混合料施工溫度過高會導致瀝青老化，降低與礦料的粘附性；溫度過低會導致混合料壓實困難，造成混合料內部空隙率過大。并嚴格控制瀝青混合料均勻性，防止混合料離析。

3.4泛油

泛油由于泛油往往是瀝青用量過大造成的，所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規程進行最佳油石比的選定；在施工過程中嚴格按照工程師批準的配合比進行施工，任何人不得隨意改變生產配合比。

3.5 推移

加強路面基層施工質量，提高基層平整度是有效防治病害的條件之一。同時，瀝青面層鋪筑前透層油的灑布尤為重要，透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物并且保證透層油灑布的均勻性和設計用量，提高基層與面層的粘結力。

四.結束語

總之，上述病害對瀝青混凝土路面的正常使用造成了嚴重的威脅。引起這些早期病害的因素很多，但綜合起來主要有路面結構設計不合理、現場施工質量控制不嚴、投入運營后超載車輛管理不嚴、氣候條件影響等方面。鑒于目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點，在最新【精品】范文 參考文獻

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優化設計的同時，更為重要的是應該加強施工管理，規范施工工藝，提高現場施工質量，提高瀝青混凝土路面使用性能，延長使用壽命，提高社會經濟效益。

參考文獻

[1]公路瀝青路面施工技術規范.JTGF40-2004.北京：人民交通出版社

[2]代杰,王巍,李琦,等.瀝青混凝土路面施工的質量控制與早期裂縫防治[A].土木建筑學術文庫(第15卷)[C].2011年

[3]劉穎才.瀝青混凝土路面典型病害的形成原因及處治[J].甘肅科技，2005年01期

[4]趙向東.瀝青混凝土路面病害原因及治理措施[J].中國新技術新產品，2011年15期

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