道路工程测试技术

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 道路工程测试技术调研报告 题目： 旧水泥混凝土路面检测技术分析 学生姓名： 学 号： 班 级： 专 业： 道路与铁道工程 指导教师： 秦志斌

2016年4月12日

旧水泥混凝土路面检测技术分析 （长沙理工大学 交通运输工程学院 道路与铁道工程） 摘 要：近年来随着高速公路交通流量的迅速增长，以及受建设时社会经济水平、技术水平的影响，相当一部分早期修建的高速公路面临着大修，如何对高速公路现有状况进行方便快捷且行之有效的检测，以期对路面的大修提供有效的基础数据，成为一个值得深入研究的问题。本文以兰南高速公路大修项目为依托，在路面调查的基础上，系统地阐述旧水泥混凝土路面检测项目、检测方法和测试流程。 关键词：旧水泥混泥土；检测方法；测试流程 Abstract: In recent years, with the rapid growth of highway traffic, and by the influence of the social economic level and technical level in construction period, a part of the early built highway is facing overhaul, It is a worthy of in-depth study that how can use convenient , quick and effective detection of existing highway condition, in order to provide effective basic data for pavement overhaul. This paper based on LAN Nan Expressway overhaul project and on road survey basis, systematically elaborate detection project of old cement concrete pavement, detection methods and testing process, and some matters needing attention. Key words: Old cement concrete test method test procedure 0引言 路面调查应分段进行，检测方法和测点频率按相应规范确定，并考虑测点、温度、天气、季节变化的影响，检测数据要进行统计分析，使检测结果全面、真实、客观反映路面的实际情况，为旧水泥混凝土路面的维修提供可靠的技术资料和科学依据。作为公路工程试验检测的重要组成部分，路面现场检测方法的研究以往多集中于如何对新建工程的施工质量进行控制以及如何作为工程竣工验收评定的标准，而在已建高速公路维修工程中路面现场检测则不同于施工阶段的现场检测：①检测过程中不得中断现有交通；②检测路线长，全面检测工作量大；③测试结果的精度对于工程概（预）算影响大，直接关系到维修成本等特点。论文以兰南高速公路大修工程为依托，着重系统地对旧水泥混凝土路面的检测技术、方法及流程进行了全面研究。 旧水泥混凝土路面主要检测项目：1）混凝土面板破损状况；2）回弹弯沉检测；3）回弹模量检测；4）芯样劈裂强度检测；5）路面平整度检测；6）面板抗滑性检测等。 1混凝土面板破损状况 水泥混凝土路面的损坏分为五类：裂缝、变形、接缝损坏、表层损坏和修补损坏。检测方法可采取人工徒步观察的方法,每100m统计记录一次破坏数量。每公里汇总一次各类破坏的数量,得出各路 段的破坏状况汇总数量。检测频率为公里单位,逐公里进行,破坏面积按100m 统计。检测仪具为直 尺、皮尺及塞尺等。 测试流程：通过检查把每千米的破碎、沉陷、断角等存在病害的板块数和面积进行合计计算出破损面积和1km的路面总面积，按下式计算混凝土面板破损率(混凝土路面破损率是指混凝土面板 中破碎板、沉陷板、断角、麻面等病害板块面积占全面积的百分比),然后按桩号分千米列出破损率[1]。 混凝土面板破损率=破损面积/路面总面积 2回弹弯沉检测 主要的弯沉测试方法：贝克曼梁法、自动弯沉仪法、落锤式弯沉仪法。用弯沉指标来表示路面强度的做法早在20世纪30年代已经开始，美国在50年代研制出贝克曼弯沉梁，我国也仿照贝克曼弯沉梁研制了现在的弯沉仪[2]。我国目前多采用贝克曼弯沉仪测弯沉。 测试流程：首先，选定测点，一般路段可在行车道上每隔50-100m选一测点，并记录测点里程、位置。如果情况特殊，可根据具体情况适当加密测点。有条件时，可用两台弯沉仪的左、右两行车带同时进行测定。接着，用“前进卸载法”测定，将试验车的一侧后轮（一般均使用左、右轮）停于测点上。迅速在此一侧后轮的两轮胎间隙安置弯沉仪测头，并调平弯沉仪。测头应置于轮胎间隙中心稍前3-5cm处。调整百分表，使读数为4-5mm。轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否稳定回零。然后吹口哨，指挥汽车缓缓前进，使百分表指针随路面变形的增加持续向前转动。当转动到最大值时，迅速读取初始读数1d，汽车仍在继续前进，百分表指针反向回转。待汽车驶出弯沉影响半径后，百分表指针回转稳定，读取读数2d.当弯沉仪的杠杆比为2:1时，则回弹弯沉值（mm）如下： 1212100tldd

最后记录下回弹弯沉测量的结果。 3回弹模量检测 土基的回弹模量是公路设计中一个必不可少的参数，回弹模量值的检验将会作为控制施工质量的一个重要指标。土基的回弹模量测定方法目前主要是使用承载板法，也可以使用贝克曼梁法和某些间接的测试方法，如CBR测定法，贯入仪测定法等。承载板法是在现场土基表面用承载板逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载相应的回弹变形值，通过计算求得土基的回弹模量值。 测试流程：首先选定有代表性的测点，测点应位于水平的路基上，土质均匀，不含杂物。然后仔细平整土基表面，撒细砂填平土基的凹处，砂子不可覆盖全部土基表面，避免形成一层砂面。安置承载板，并且用水平尺进行校正。将试验车置于测点上，使系于加劲小横梁中部的垂球对准承载板中心，然后收起垂球。在承载板上安置千斤顶，上面衬垫钢圆筒、钢板并将球座置于顶部与加劲小横梁接触。然后安置弯沉仪，将两台弯沉仪的测头分别置于承载板上，百分表对零或其他合适的位置。测定土基的压力变形曲线，采用逐级加压、卸载法，用经过标定的压力表或测力环控制加载大小[3]。每次加载、卸载稳定1min后立即记录读数，两台弯沉仪回弹变形值之差与平均值之比小鱼30%时取平均值，如超过30%则应重测。 当回弹变形值超过0.5-1mm时，即可停止加载。加载结束后取走千斤顶，重新读取百分表初读数，再将其车开出10m以外，读取终读数，两个百分表的终、初读数之差即为总影响量。各级压力回弹变形值加该级的影响量后，则为计算回弹变形值。按下式计算相应于各级荷载下的土基回弹模量值：

2

0120.74iiiii

ppD

EuLl

式中：iE—对应于各级荷载下土基回弹模量，MPa； 0u—泊松比；

D—承载板直径30cm； pi—承载板压力，MPa；

iL—对于荷载的回弹变形，cm。

4芯样劈裂强度检测 水泥混凝土路面的强度控制指标主要是弯拉强度和劈裂强度，由于弯拉强度试验方法比较复杂，不适宜推广，现在多用劈裂强度试验来代替[4]。旧水泥混凝土芯样的钻取和劈裂试验使用到的仪器有：钻孔取样机，定位压力架，压力机，劈裂夹具，木质三合板垫条。 测试流程：在钻取前，先必须选取路面具有代表性的地方，将取芯机放稳、安平，使钻头与路面表面垂直，开钻时钻头应洒水以免过热，试件应一次钻取，中途不应停钻或提起钻头，以保证侧面平整。取出的试件，应检查其外观情况，包括对各个试件应详细描述有无裂缝、接缝、分层、麻面或离析等情况，检查并记录存在的气孔及其位置、尺寸与分布，必要时应拍照留存。取出试件两端部的平面，应与试件轴线垂直，其偏差不应大于5。然后测量试件的平均直径dm和平均长度Lm。然后从试件中部划出试件劈裂面的位置，安放在压力试验机上。放好下垫条，将试件固定在定位加内，放好上垫条和上压板，借助两侧杆将试件对中。开动压路机，调整球座，使接触均衡，压力加到5000N，将定位架两侧杆抽出。然后以每秒0.04-0.06MPa的速度连续而均匀加荷。当试件接近破坏时，停止调整油门，直至试件破坏，记下破坏荷载。然后，进行试验结果的计算。 需要注意的是：在开展水泥混凝土路面芯样取样前，应当对钻芯对水泥混凝土路面结构的影响进行充分考虑，进行水泥混凝土路面芯样取样时，应当避免在靠近混凝土构件的接缝或边缘处进行芯样的钻取，同时避免在路面芯样钻取过程中触碰到钢筋。 5路面平整度检测 国内最常用的测试方法是3m直尺法和XLPY-E型路面平整度仪测定法。 测试流程：在3m直尺两端向直尺中间各量取75cm的距离处画出两道标记线，测量时，沿测量方向一尺接一尺的连续测量下去。每测量一尺，应在距离端部75cm的两个标记处测量三米直尺底边和路面间的间隙，即三米直尺的每测一尺要量取两个读数，要求精确至1mm。测量结果按下式计算标准差：

122

iXXN







式中：iX—测量值，mm； X—测量值的平均值，m； N—测量读数的次数m。 6水泥混凝土路面抗滑性能检测 在进行水泥混凝土路面抗滑性能试验检测时， 其检测方法主要有以下两种:(1)摆式仪测定路面摩擦系数试验方法；（2）手工铺砂法测定路面构造深度试验法。 测试流程：摆式仪测定路面摩擦系数试验通过对沥青路面、标线或其他材料试件的抗滑值的测定， 来对水泥混凝土路面在潮湿状态下的抗滑能力进行测试。单点的路面抗滑检测值以摆值BPN 表示，取整数。在进行摆式仪测定路面摩擦系数试验时，用温度计记录下测试点潮湿路面温度，并将测试温度精确到1 ℃。每个测试点均包括3个单点，取3次测量的平均值作为测量值代表，并将其数