对天定高速公路病害成因的剖析和思考.docx
《对天定高速公路病害成因的剖析和思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《对天定高速公路病害成因的剖析和思考.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
对天定高速公路病害成因的剖析和思考
单位代码10642密级公开学号201112079092
学士学位论文
对“天定高速公路病害成因”的剖析和思考
论文作者：
王东
指导教师：
殷朝华
学科专业：
工程造价
提交论文日期：
2015年4月22日
论文答辩日期：
2015年4月26日
学位授予单位：
重庆文理学院
中国∙重庆
2015年4月
对“天定高速公路病害成因”的剖析和思考
工程造价专业（S）2班王东指导老师殷朝华
摘要：
天定高速公路出现问题最多的地方是在路面。
本文以天定高速公路质量事件为依据，针对高速公路道路结构中最基本的路基和路面的病害现象问题，从客观和主观两方面分析其病害产生的原因，并根据其产生的原因提出了几条避免高速公路病害产生和改进高速公路在施工的各个阶段中的控制质量的基本措施的建议，以期能为高速公路的施工企业提供有益的借鉴和帮助。
关键词：
高速公路、质量控制、施工技术
To"TianDinghighwaydiseasescause"analysisandthinking
Theprojectcostprofessional（S）2classWangDongTheinstructorYinChaoHua
Abstract:
MostTianDinghighwayproblemsisontheroad.Inthispaper,basedonTianDinghighwayqualityevent,fordayoneofthemostbasicstructureofhighwayroadsubgradeandpavementdiseases,fromtwoaspectsofobjectiveandsubjectiveanalysisofthecausesofthedisease,accordingtothereasonsputforwardafewavoidhighwaydiseaseandimprovethehighwayatthedifferentstagesoftheconstructionofthebasicmeasuresofqualitycontrolofSuggestions,hopingtoprovidesomeusefulreferenceofotherhighwayconstructionenterpriseandhelp.
Keywords:
Highwayengineering；Qualitycontrol；Constructiontechnology
1.前言
1.1选题的背景与意义
高速公路建设随着我国经济加速度的发展也有了质的飞跃，高等级公路是社会经济发展中的必然产物，它有效推进社会生产力和社会经济进步。
国际上的经济发达、交通现代化国家，都在某一个发展阶段规划建设了国家高速公路网络。
我国在高速公路网的建设中保持着强劲动力，甘肃省“四纵四横四重”就是由12条高速公路组成的高速公路网。
高速公路的发展能有效地在国际上增强竞争力，可以调整经济增长方向，长期实现我国经济持续发展。
高速公路的重要性显而易见，国家不仅要保证它的数量，还要保证它的质量，没有质量的公路就是失败的公路。
在高速公路的建设中，高速公路质量控制是增加经济效益的前提，质量有了的保证才会收获效益。
1.2研究综述
1.2.1国外研究综述
国外的工程质量控制中十分重视施工纽织设计，有些国家称之为施工准备，对其中网络计划的研究也很多，并开发了许多网络优化软件。
RobertP.Elliott[23]认为高度重视人员培训和监督主体的建设质量，注重质量和过程控制，质量保证体系才能不断发展。
美国工程管理协会（PMI）[23]工程管理研究所编制的工程管理知识的指导（PMBOK指南），综合工程管理的技术结构进行了讨论。
随着现代越来越多大型工程工程的施工，对高速公路质量控制的研究进一步推进，逐步发展成为一门独立的学科，在世界各国的施工工程中广泛应用。
MukherjeeAmlan[23]根据实际情况建设工程工程的规划和建设组织进行了分析，并提出工程计划过程中至关重要的部分施工组织设计。
FoxStephen[24]阐述了施工过程的施工效率和质量控制的关键位置，由此推出施工纽织设计对质量控制的影响。
1.2.2国内研究综述
针对高速公路来说，质量控制方面的研究，可借鉴的内容也较丰富，主要体现在对施工组织设计中的某一些方面的研究。
吴留星作为一名施工技术人员，站在工程质量控制的角度，对实际工作中出现的一些具体情况，对施工组织设计的编制方法、内容等方面进行分析，指出编制施工组织设计的必要性。
王国清、王庆凯、刘桂君、刘联芳共同出版了《高速公路沥青路面关键技术》一书，本书针对许多沥青路面的病害，系统的总结了一系列的相关措施。
王洪涛出版了《高速公路建设工程动态管理理论与实践》，本书总结了很多相关资料，把高速公路先进的管理模式，落实到实际的工程建设中，更加符合实际。
吴华金、胡江合作的《山区高速公路安全工程》阐述了高速公路的安全操作，其中的在工程建设方面的安全内容，对工程施工中起到很好的帮助。
浙江省交通规划设计研究院出版了《山区高速公路勘察设计规范》，主要针对浙江省的高速公路建设中，勘察设计的相关规范和技术措施。
刘元德、张建龙、杨萍共同研究得出《高速公路养护作业危险源与风险防控时势》，本书根据安全生产法律法规和《公路养护安全作业规程》，对高速公路养护阶段的规范性操作进行了详细的介绍。
市场经济发展的浪潮逐步在国内深入推进，工程质量控制在建设工程中的作用进一步明显。
康彦民的《高速公路建设与效益》，从20年以来河北省高速公路发展的情况出发，用多个角度分析了我国当今社会高速公路的综合经济效益。
1.2.3国内外研究的简要评述
现在有很多学者围绕高速公的路质量控制做了丰富的研究工作，他们在研究中取得了一些成果。
其中关于质量控制研究的成果主要是单一的某一特殊的工程，比如：
养护、勘察、安全等。
但是有关质量控制进行全面和系统分析的文章就屈指可数。
本文将从几个不同的方面来分别讨论，分析一下高速公路的质量控制系统。
希望对高速公路的质量控制能有立体的认识。
2.天定高速公路质量问题背景的分析
2.1天定高速公路基本资料
天定高速公路又称G30连霍高速天定段，是G30连霍高速公路的其中一段，建设的长度为241km，设计行车速度为80km/h。
“四纵四横四重”是甘肃省政府的重要规划，天定高速公路就是整个规划体系中的一段有分量的线路。
天定高速公路设计的路基宽度为24.5m，车道为双向四车道，全部为立交互通，全部为封闭式。
工程的总工期为四年，从天水市秦州区平峪沟连接到定西十八里铺枢纽，在关子、甘谷、武山、陇西、景家店五个地方设有出入口[2]，两头连接G30连霍高速馋柳段和G22青兰高速，天定高速公路分别连通了G75兰海高速兰临段、G316国道、待建的G7011十天高速和待建的S15平武高速。
天定高速公路开工日期为2006年12月15日，工期为四年，四年后，除了全长为4630M/4590M的秦州隧道以外，其余部分已经基本通车，秦州隧道于2011年5月31日正式通车，天定高速公路也就全线贯通。
2.2天定高速公路质量问题简况
天定高速公路建成通车约半年后，天定高速公路就开始出现了各种病害，病害程度相当严重，有些路段不得不铲除掉，然后重新铺设，其中天定高速关子镇至天水市出口这一段就有31公里的路面整个结构层都必须全部铣刨掉，然后重新修建，其他路段的病害情况严重程度有轻有重，都要使用不一样的方式修补。
这给出行的驾驶人员造成了很大的不便，路面恶化的过程是先出现很多坑，然后就逐渐扩大，继而演化成路面开裂，有的拱起，有的下沉。
作为天定高速公路工程的首要控制工程——秦州隧道，两条隧道曾经在2010年10月20日与11月14日发生了两次塌方，使得工期受到了严重的影响。
虽然经过抢救性开挖，两条隧道在2011年1月2日和15日就已经贯通，已经第二次修筑好的洞体衬砌又严重的变形和开裂，由于塌方是在断裂带，该条隧道至今仍安全无法通行，这也是整条天定高速路仅有的一段“死路”。
2.3天定高速公路质量问题的处理办法
天定高速路面的质量事故中，十七名责任官员有的受到了党纪政纪处分，有的被罚款；而监理方和施工方有的被降级，有的受到了经济处罚[3]。
该问题工程的承建方是陕西省西安市中交二公局萌兴工程有限公司，该公司需要承担约一亿两千万元的返工费，并且重新处置其问题工程，开始时间定为2011年7月14日[4]。
施工单位则在之后带领足够的技术人员，严格按照其施工规范重新提出了施工方案，相应的把路面摊铺机、拌合楼、压路机等相关的路面施工设备放置到位。
2.4天定高速公路质量问题造成的损失和影响
G30连霍高速天定段总长度为235.096公里，总投资为875000万，国家中央专项基金就有162000万，其余的工程款分别来自甘肃省财政、省公路建设资金、国家银行的贷款。
其中路面总投资为136000万，分了六个施工段，平均每公里造价约为580万元。
甘肃省交通厅公布G30连霍高速天定段的质量问题为“一级重大质量事故”。
《公路工程质量事故等级划分和报告制度》规定“一级重大质量事故”至少需要满足三个条件之一，三个条件分别是死亡30人以上；直接经济损失1000万元以上；特大型桥梁主体结构垮塌”。
然而G30连霍高速天定段的质量问题明显没有满足“死亡30人以上”和“特大型桥梁主体结构垮塌”，可以判定其经济损失已经是在1000万元以上。
天定高速公路“豆腐渣”工程在程度和速度上，都是创造了前所未有的新记录，面对这个新纪录，每个人的心中都会打上一个巨大的问号：
如此低级的质量问题居然出现在了国家级的高速公路上，这是技术还是管理出了问题？
是质量问题还是有什么更深入的问题？
其实从那么多的相关报道可以看出，天定高速公路之所以出现了如此严重的质量问题，背后最重要的原因就是：
腐败！
这将严重破坏相关政府职能部门的形象以及公信力。
并对国家和社会的利益有不可磨灭的损害。
3.天定高速公路出现的质量病害现象的分析
天定高速公路建成通车约半年后，天定高速公路就开始出现了各种病害，病害程度相当严重，有些路段不得不铲除掉，然后重新铺设，其中天定高速关子镇至天水市出口这一段就有31公里的路面整个结构层都必须全部铣刨掉，然后重新修建，其他路段的病害情况严重程度有轻有重，都要使用不一样的方式修补。
这给出行的驾驶人员造成了很大的不便，路面恶化的过程是先出现很多坑，然后就逐渐扩大，继而演化成路面开裂，有的拱起，有的下沉。
本文具体总结了一下，天定高速公路的病害现象：
表1：
天定高速公路病害情况
部位
路面
路基
病害情况
裂缝
弹簧土
坑槽
表面起皮
车辙
表面松散
网状裂缝
唧浆
表面放炮
沉陷
压实度不足与不均
灰剂量不足与不均
3.1天定高速公路路基病害现象形成表现
天定高速公路路基中路基病害现象表现主要为：
3.1.1天定高速公路路基碾压出现“弹簧”，成因是碾压时含水量高于最佳含水率，过于饱和了，在振动压路机的影响下路基土体中的水发生高频振动，形成弹簧土。
3.1.2天定高速公路路基表面出现网状裂缝，土质为膨胀土或者塑性的指数太高，碾压时含水率就会比正常情况大，并且没有及时的覆土，再加上压实后的土体养护工作没有做到位，导致表面含水率减少过多。
3.1.3天定高速公路路基压实层表面松散，施工路段偏长，拌合、粉碎、压实机具不足、粉碎、拌合后未及时碾压表层失水过多，压实层土的含水量低于最佳含水量过多。
3.1.4天定高速公路路基表面出现起皮现象，被压实的层土含水量不平衡而且失水量非常多，为了把高程调整到位而贴补薄的一层，再加上碾压机具不足，使用的也不是胶轮压路机，导致没有及时碾压。
3.1.5天定高速公路路基表面放炮。
A、石灰消解不充分，里面有块灰。
B、焖灰时间不足，未搅拌均匀。
3.1.6天定高速公路路基压实度不足与不均。
A、压路机不够重，碾压次数太少，很多部分碾压不够紧实，碾压的部分也不均匀。
B、局部有遗漏，含水量不符合最佳含水量的规定值。
3.1.7天定高速公路路基灰剂量不足与不均，
A、不足是没有按照所规定的要求打格撒灰，其中主要是因为石灰堆放的时间太长，或者没有及时拌合碾压，导致堆放石灰太长时间没有覆盖。
B、不均是因为路基土沙化不充分，没有按照工艺要求的规格进行撒灰，没有均匀的拌合。
3.2天定高速公路路面病害现象形成表现
天定高速采用的沥青路面，其病害现象主要有：
3.2.1天定高速公路路面裂缝的产生有两方面原因：
A、是因为车辆行驶荷载使得结构破坏发生裂缝。
B、是由于沥青面层温度出现了改变，热胀冷缩产生的温度裂缝，叫做非荷载裂缝（分别有低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝两种）。
3.2.2天定高速公路路面坑槽是在一段时间形成的，开始的时候，部分地方出现了龟裂和松散的情况，经过长时间的行车荷载和雨水等自然因素不断作用，逐渐演变成坑槽[5]。
坑槽原因分为：
A、路面厚度不够；
B、水侵蚀损害；
C、粘结层不牢；
D、车辆刮撞；
E、基层和低基层破坏。
3.2.3天定高速公路路面主要出现在行车道上，超车道很少[6]。
有明显的隆起现象，整个车辙断面形成”W“形，深度达20一SOmm，严重的局部地段出现大段松散破坏行车跳动感明显。
在车辆通过方向上，长期连续的碾压摩擦导致的纵向变形。
主要有三方面的原因：
A、是沥青混合料热稳定性没有达标。
B、是材料表面的侵蚀，雨水渗透。
C、是施工过程中，未能充分的压实沥青路面，在车辆的反复碾压下，轮迹处就会被压的密实，路面就会下陷，这是形成车辙最主要的原因，
3.2.4天定高速公路路面网裂主要是：
A、没有及时封堵路面出现的裂缝，雨水下渗到裂缝里边，车辆行驶的过程中，基层的灰浆在轮胎对路面的强力泵吸作用下被吸出，导致基层结构里边破碎松散、从而导致沥青层被破坏而下陷。
B、基层部分地方形成的过程中，强度没有达到标准，在车辆行驶的荷载反复作用下，发生的路面网裂，雨水下渗后填料被挤出而下降，这也主要发生在行车道，严重的时候，基层完全被破坏。
3.2.5天定高速公路路面唧浆是许多因素共同作用的结果，路面发生弹簧、裂纹、松散、鼓包、冒泥浆等破坏都属于唧浆[7]。
A、基层细料过多以及拌和不均匀。
B、半刚性基层在低温季节施工，开放路面交通的时候强度还没形成，基层受到车辆和雨水而导致表面粉化，浆水形成。
C、冰冻地区冬季基层水分结冰，气温升高时翻浆[8]。
3.2.6天定高速公路路面沉陷是由于路面基层部分没有足够的成形，造成强度不足，加上后期的行车和自然等因素造成的。
填方路基的不均匀沉降或局部滑移就会导致大面积沉陷。
4.天定高速公路质量问题主要原因的总结
针对天定高速公路中出现的质量问题，应该进行主客观方面的分析，这两方面的分析揭示了我国高速公路建设中存在的问题。
专家调查组对现场进行调查，然后实验进行分析，初步认定了出现的路面病害主要是因为：
4.1.客观原因
主要是自然因素，公路长期暴露在自然界中，总是要承受太阳，雨和雪，热，冷和冷冻的考验，因而产生裂缝、坑槽、车辙、网裂、唧浆和沉陷等现象，破坏沥青路面的使用性能。
作为天定高速公路的首要控制工程的秦州隧道，两条隧道曾经在2010年10月20日与11月14日发生了两次塌方，使得工期受到了严重的影响。
虽然经过抢救性开挖，两条隧道在2011年1月2日和15日就已经贯通，已经第二次修筑好的洞体衬砌又严重的变形和开裂，由于塌方是在断裂带，该条隧道至今仍安全无法通行，这也是整条天定高速路仅有的一段“死路”[4]。
在开挖隧道的过程中，遇到了2008年发生“5·12”汶川特大地震，加至在后面2年，夏季经常受到出现特大暴雨，导致雨水下渗，加重了地基下面的断层带内部岩层破碎程度，影响了地基的稳定性，再加上雨水下渗到围岩里边，降低了围岩的强度，增大了衬砌结构所受到的重量[2]。
4.2主观原因
4.2.1施工技术方面
天定高速公路的路面出现的坑槽有两个原因，存在违反有关规范的规定，在温度较低和雨水天气等恶劣环境下进行施工，雨水遗留到路面结构里面没有排出，在气温较低的情况下施工因为热胀冷缩导致升温过后路面孔隙率较大。
由于目前我国高速公路在加速建设的阶段，任务繁重，审批和建设在施工工程的是非常仓促的，很多情况下，施工周期都要求比较短，在这种情况下，工程的施工强度就被迫要加大，但是在天定高速公路建设实际工程，前期准备过程中由于技术落后和施工人员问题，导致花费的工期不能保证，后期的施工就出现很多赶工现象。
另一方面，甘肃地区许多方面仍然落后[9]，比如施工测绘管理方式等方面，管理都是粗放式的，测绘工作的影响因素更多，而且测绘数据还不能太精确，对后期施工有很大阻碍。
天定高速公路工程设计变更较多，对于一项工程施工工程来说，施工的基础是工程设计，施工中有很多不确定因素，要保证工程质量和进度，就要有符合实际情况的工程设计图。
天定高速公路前期的设计中就算是准备充分，也不能保证设计完全合理的。
天定高速公路在逐渐进行的工程建设中，天定高速公路原来的设计非常需要变更，难以保证设计符合实际的技术标准和质量要求[10]。
但是甘肃省的高速公路施工质量管理要不断地进行设计变更，有一定的难度。
天定高度公路的施工单位在施工过程中压实度没有达到标准，造成了部分路面的空隙率较大，导致局部有水渗入，沥青混合料部分有筛孔，没有达到规范的控制范围，特别是小于0.075毫M的细料在沥青混合料中超标[11]。
我国高速公路还跟不上我国现代经济高速发展的需求。
天定高速公路就出现了一系列问题，比如：
施工难度大，工期时间短以及设计方案不成熟。
有些复杂的环境，需要对环境进行详细的勘察，这样才能够制定施工方案，但是我国西北某些地区，为了得到国家投资，想尽快把工程得到落实，就仓促的设计出相关的施工方案，甚至使用的是不合理的设计方案，投资到位后就只能反复变更设计方案，这样就出现了太多的不合理设计[12]，天定高速公路有的路段为了节省时间，想当然的穿过地质条件不好的地段。
我国高速公路技术在施工测绘方面还很落后，又要面对许多同时施工建设的工程，还要处理许多等待审批和开工的工程。
这些都为天定高速公路的施工人为的增加了施工难度。
4.2.2管理行为方面
天定高速公路工程存在很多质量问题，施工中有很多陋习，很难保证其工程质量。
有部分路段路面平整度达不到百分之四十五的合格。
路面厚度实测不足16厘M（标准厚度为18厘M），有的甚至不足15厘M；工期缩短三分之一，个别更多；工程招标不规范现象严重，施工管理体制形同虚设，很多不具备高速公路施工资质的施工队伍，搞假承诺、找关系、贿赂等手段，拿到了高速公路的工程。
一些具有资质的施工单位通过低价中标，又层层分包或转包[13]。
还有一些施工单位压价中标，要么中标后再变相增加工程投资，要么就降低工程质量。
大量的工程监理制度并非完美无缺，建设单位、施工单位、监理单位三方互相监督、互相制约的管理模式在天定高速公路某些路段根本不能实现，很多施工工程路段还是建设单位说了算[14]，监理单位都是配合建设单位的。
有的路段，施工单位与监理单位都是相互造假。
同时，由于监理队伍的监管能力和技术水平不高，监理工作没有做足，不能及时发现并处理工程中的质量问题。
天定高度公路某些标段原材料进场检查不够严格，施工的过程中没有按照设计要求，擅自变更路面上的面层集料供应场，路面所用碎石的含泥量及针片状的含量超标。
为了工程质量得到保证，企业必须自我检查。
自检合格的承包商工作，监理工程师才应该质检认可签字。
天定高速公路有些路段承包人对于自检形同虚设，没有发挥应有的作用[15]，质量保证体系不完整，自检人员配置或人员能力不足。
在整个工程中，施工单位的施工管理有着至关重要的作用。
但是天定高速公路工程建设单位不按照程序操作。
例如，天定高度公路的施工单位在施工过程中控制不严，施工管理都是根据自己的经验进行的，开工前不会先进行开工报告，在施工过程中变更施工程序也很是随意，施工也不会严格按照施工标准的规定[16]，自检更是形同虚设，监理制度程序因此跟着混乱。
施工单位的责任意识和质量的意识不强，一味的地赶工期，这也是导致工程质量出现问题的一大原因。
工程管理的重要保障是工程资料，高速公路的质量管理[13]，施工质量管理的前提是工程基础资料、技术资料等，但是很多工程资料的完整性和可靠性比较低，是因为工程资料管理不到位在一些高速公路施工质量管理中还是存在的，承包合同资料不齐全，加之天定高速公路管理人员的管理经验不够。
5.从天定高速公路质量问题进行预防措施的分析
5.1质量问题预防控制措施
根据上文分析的自然环境、施工技术和管理行为等造成天定高速公路质量问题的主要原因，落实到实际的工程施工阶段。
来剖析一下在具体工程施工阶段中，采取哪方面的措施，预防和控制类似天定高速公路质量问题的出现。
以便于在以后高速公路施工的各个阶段有直观的认识。
5.1.1工程施工前
（1）对工程设计的质量控制
在高速公路工程开工前，如果施工单位对实际情况了解不充分，会导致高速公路工程的设计可能与实际情况有所出入，有些不符合实情的地方并不容易被发现，开工前就需要进行图纸会审，评审的不合理的地方，为保证工程的顺利进行，在施工的时候还要及时把出现问题解决掉[17]。
设计方案有错误的地方，要按照规定和实际情况及时作出调整。
（2）对原材料的质量控制
原材料是工程实体的组成部分，在任何的工程建设中都不可缺少，原材料质量的好坏对工程质量有直接影响。
所以，施工单位在采购的时候一定要把控好，购买的各种原材料一定要进行实验鉴定，是否达到质量标准，在高速公路建设工程中能否使用，不能购买和使用劣质材料。
特别是水泥、石灰、沥青、砂石等容易出问题的原材料，购买时间太久会发生变质[18]，不合格的材料坚决不能使用。
5.1.2工程建设期
施工质量对高速公路工程的质量有着直接影响，对其控制一定要严格[19]。
施工过程的各个阶段的质量都要把控好。
尽量每一个问题都不要忽略，质检部门要及时提出发现的问题，书面交给施工方。
一些比较严重的问题，一定要强调质量第一，这样才能保证工程的质量。
如果工人有较高的质量意识，对工程质量有可观的促进作用，因为高速公路是大批工人实实在在建成的。
只有建设工程的人有了质量意识，他们才会建设出优质工程。
提高工人的质量保障意识，管理者就要不断向工人们宣传质量的重要性，将质量意识传递到所有建设人的心中，让他们完全认同建造优质工程的目标，这样才能从理论到行动[19]，共同努力提高高速公路工程建设。
要及时采取预防措施防止可能会发生的质量问题，尽量避免质量问题的出现[13]。
结构物也要进行检测，并认真审核计算，在放样之前把错误处理好。
在实地进行检测确认质量[19]，确定放样的准确性。
原材料可以在实验检测中得到充分利用。
及时测量施工过程中隐蔽工程和变更工程，会很大程度的影响正式工程。
严格按照验收标准进行工程的交工验收，那些超过规范标准误差要用必要的措施调整。
施工单位自检合格，然后申请正式验收，并向监理提交自检报告。
施工过程中，应该有驻地办质量检查组深入施工现场，进行质量检查的指导[15]。
驻地办质量检查组能够督促施工单位自检，监督施工单位的操作，并及时发现解决质量问题。
在如今的市场经济条件下，自身的管理水平必须提高，合理的分配和设置每个部门的功能，企业才能得到发展。
升级会员 