旧路路面技术状况调查与检测实践分析.pdf

江西建材质量控制与检测562023年7 月旧路路面技术状况调查与检测实践分析李志龙厦门市政工程研究所有限公司，福建 厦门 361000摘 要：文中以厦门某旧水泥混凝土路面提升改造项目为研究对象，调查分析各项技术参数，系统地介绍了旧水泥混凝土路面技术状况调查与评定方法，为道路改扩建及提升改造提供了准确、定量的数据资料。关键词：路面技术状况调查；路面损坏；接缝传荷能力；路面承载能力；路面脱空中图分类号：U418.8文献标识码：B文章编号：1006-2890（2023）07-0056-03Investigation and Testing Practice Analysis of the Technical Conditions of Old Road PavementsLi ZhilongXiamen Municipal Engineering Research Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361000Abstract:Thisarticle takes the Xiamen old cement concrete pavement upgrading and renovation project as the research object.Through the investigation and analysis of varioustechnical parameters,it systematically introduces the investigation and evaluation methods of the technical condition of the old cement concrete pavement,providing accurate and quantitative data for road renovation,expansion,and upgrading.Key words:Investigation of pavement technical conditions;Road damage;Joint load transfer capacity;Road bearing capacity;Road void0 引言城市道路是城市重要的基础设施，对城市经济发展起着重要作用。然而，随着时间的推移，道路的使用寿命逐渐缩短，路面的状况也逐渐恶化，给交通安全和城市形象带来了负面影响。因此，对旧路路面进行技术状况调查与检测成为保障道路安全和保养维护的重要环节。1 研究背景和意义旧路路面技术状况调查是一项繁琐且严谨的工作。在实践中，常常会遇到一些问题，如路况复杂、检测参数不全、数据分析不合理等。这些因素会影响调查与检测的质量和效果，甚至造成不良后果。因此，本文通过实践分析旧水泥混凝土路面技术状况调查过程中的常见问题，并依据规范标准采用适当的检测方法，合理分析各类型病害数据，为路面结构设计提供准确、定量的数据资料，以便采取必要的应对措施，为保障道路安全和保养维护提供参考。2 旧水泥混凝土路面状况调查2.1 路面调查内容及方法旧水泥混凝土路面经长期使用通常会出现面层的断裂裂缝、沉陷、胀起等接缝类和表层类病害。本文通过调查旧水泥混凝土路面的断板率和平均错台量两项指标，评定路面的损坏情况。路面承载能力和接缝病害通过落锤弯沉试验，分别测定路面落锤弯沉值和混凝土板块间接缝传荷能力。在混凝土路面的使用过程中，路基在交通荷载和各种外界环境的影响下，可能出现混凝土面板板底脱空甚至地下空洞现象，因此，有必要对道路地下空洞进行检测。对于路面结构参数如厚度、面层弯拉强度、基层顶面当量回弹模量等，采用路面取芯并结合芯样参数来调查。2.2 路面损坏状况调查下式确定路段断板率（DBL/%）,以百分数表示。（1）式中，DBij为 i种类裂缝病害 j种轻重程度的板块数（块），W ij为 i种裂缝病害 j种轻重程度的修正权系数，BS为该路段内的板块总数（块）1。对于平均错台量，采用水准尺等工具量测接缝两侧板边的高程差，量测点的位置在错台严重车道的右侧边缘内300 mm处，以调查路段内各条接缝高程差的平均值表示该路段的平均错台量2。2.3 接缝传荷能力检测接缝是水泥混凝土路面结构的薄弱部位，路面损坏多数发生在接缝附近，接缝边缘处相邻板传荷能力的大小主要通过接缝传荷系数来表示。测定接缝传荷能力的试验荷载应采用设计轴载的一侧轮载，将荷载施加在临近接缝的路面表面，实测接缝两侧边缘的弯沉值，形成弯沉差，并计算接缝传荷系数3。2.4 路面结构承载能力检测弯沉指的是路面在规定荷载作用下产生垂直变形，卸载后能恢复，反映了路面结构的整体刚度和强度，是路面技术状况调查的重要指标之一。通常，回弹弯沉值越大，路面结构的弹性变形越大，路面结构的塑性变形也越大（刚度差）。路面结构承载力调查采用落锤弯沉仪测定回弹弯沉值，依据 JTG 34502019公路路基路面现场测试规程的要求，采用落锤式弯沉仪测试路表在冲击荷载作用下产生的瞬时变形，即动态弯沉，以评价路基路面承载能力，以每车道每20 m测1点的频率进行测试。作者简介：李志龙（1987-），男，福建南安人，本科，工程师，主要研究方向为工程质量检测。江西建材质量控制与检测572023年7 月2.5 路面脱空状况检测水泥路面板底脱空严重影响道路的性能和使用寿命，也是旧水泥路面处治中最难处治的一种病害，为做好路面的脱空处治，需完成路面水泥板脱空的测试和判别。本文采用地质雷达对路面地下缺陷进行调查，使用 GR-IV型便携式地质雷达，根据探测目的和要求，选用主频为900 MHz雷达屏蔽天线。2.6 路面结构参数调查根据 JTG D402011公路水泥混凝土路面设计规范、JGJ/T 3842016钻芯法检测混凝土强度技术规程相关要求，对芯样进行圆柱体劈裂抗拉强度试验4。其中，面层参数包括面层厚度和面层弯拉强度，基层参数为基层顶面当量回弹模量标准值。旧混凝土面层的弯拉强度标准值可采用钻孔芯样的劈裂试验，测定结果按照下式计算得出。（2）式中，为面层厚度标准值（mm），为面层厚度平均值（mm），sh为面层厚度标准差（mm）。（3）（4）式中，fr为弯拉强度标准值（MPa），fsp为劈裂强度标准值（MPa），为劈裂强度测定值的均值（MPa），ssp为劈裂强度测定值的标准差（MPa）。旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量，根据落锤式弯沉仪（设计荷载100 kN，承载板半径150 mm）量测板中荷载作用下的弯沉曲线，求得基层顶面的当量回弹模量标准值（MPa）5。3 项目概况与调查分析工程项目位于厦门某地，共5 条城市道路，均为提升改造项目，总长度约4538 m。本文以其中某一条旧水泥混凝土道路为例，总长466 m，为城市主干路，设计速度为50 km/h，双向58车道。3.1 路面调查与分析3.1.1 断板率和平均错台量对路面裂缝类型的病害和错台量进行现场调查与统计后，根据公式（1）计算得到该路段的断板率为6.56%，评定等级为中，平均错台量为8 mm,评定等级为次。表1 旧混凝土路面错台量汇总错台位置平均错台量 D/mm路段平均错台量 D/mm分级标准评定K0+000K0+460 左幅108次K0+000K0+460 右幅6表2 旧混凝土路面断裂类病害汇总病害类型水泥砼面层断裂类病害交叉裂缝角隅断裂纵、横、斜向裂缝轻重程度轻微 中等 严重 轻微中等严重 轻微中等严重权系数 Wij0.60 1.00 1.500.200.701.000.200.601.00DBij小计4101218411120DBijWij2.410180.25.642.27.20板块总数 BS756断板率 DBL/%6.563.1.2 路面接缝传荷能力和路面承载能力接缝传荷能力和路面承载能力汇总情况分别见表3 和图1、图2。表3 旧混凝土路面接缝传荷能力汇总车道里程优良/%中/%次/%差/%K0+000K0+440 右幅第1 车道82.6134.30K0+000K0+440 右幅第2 车道95.74.300K0+000K0+440 右幅第3 车道100000K0+000K0+440 右幅第4 车道100000K0+000K0+440 右幅第5 车道878.74.30K0+000K0+440 左幅第1 车道100000K0+000K0+440 左幅第2 车道100000K0+000K0+440 左幅第3 车道100000K0+000K0+220 左幅第4 车道91.78.300图1 右幅车道路面承载能力汇总图2 左幅车道路面承载能力汇总由表3 可知，接缝传荷状况较好，传荷能力等级以优良为主。根据弯沉检测结果可知，旧水泥混凝土路面部分路段承载能力降低。结合图1 和图2 旧水泥混凝土路面的承载能力（弯沉）变化走势图可知，该路段弯沉不均匀性较大。3.1.3 路面脱空对路面脱空，采用探地雷达进行检测并结合雷达图谱进行判别。从雷达波形图发现，旧水泥混凝土板底存在2 处脱空的缺陷，其缺陷的板块总长度为4 m。脱空缺陷汇总见表4。表4 旧混凝土路面脱空汇总序号车道缺陷路段起点缺陷路段终点缺陷长度/m缺陷范围/cm1右幅第4 车道K0+141K0+143245752右幅第2 车道K0+136K0+138220403.1.4 路面结构参数在旧水泥混凝土面板块钻取砼芯样，分别测量旧水泥路面层厚度及劈裂强度，调查旧路面结构参数。旧路面结构参数调查结果详见表5、表6。江西建材质量控制与检测582023年7 月表5 旧水泥路面层厚度及芯样描述芯样编号桩号平均值/mm芯样描述1K0+350 右幅215芯样完整，与下部基层连接较好2K0+336 右幅228芯样完整，与下部基层连接较好3K0+270 左幅210芯样完整，与下部基层连接较好4K0+250 左幅242芯样完整，与下部基层连接较好5K0+230 右幅228芯样完整，与下部基层连接较好6K0+191 左幅217芯样完整，与下部基层连接较好7K0+071 左幅210芯样完整，与下部基层连接较好8K0+050 左幅212芯样完整，与下部基层连接较好9K0+042 右幅275芯样完整，与下部基层连接较好10K0+060 右幅290芯样完整，与下部基层连接较好表6 旧路面芯样结构参数芯样编号劈裂强度/MPa平均值/MPa标准差/MPa劈裂强度标准值/MPa弯拉强度标准值/MPa弯拉弹性模量标准值/MPa14.654.590.534.036.294122525.1734.6044.7953.72对旧水泥混凝土路面进行钻芯取样，根据芯样检测结果可知，其厚度平均值为232.7 mm，标准差为28.33 mm，换算旧水泥路面层量测厚度标准值为203.2 mm，厚度满足设计混凝土路面厚度要求。对5 个芯样进行劈裂抗拉强度检测得出，强度平均值为4.59 MPa，换算弯拉强度标准值和弹性模量标准值分别为6.29 MPa和41 225 MPa，弯拉强度满足规范要求，相对于通常水泥混凝土路面的弯拉弹性模量2060 GPa6，旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量满足要求。3.1.5 基层顶面当量回弹模量根据落锤弯沉仪测得的数据，基层顶面当量回弹模量标准值如表7 所示。表7 旧混凝土路面基层顶面当量回弹模量汇总评定区间基层顶面当量回弹模量标准值/MPaK0+000K0+440 右幅第1 车道109.6K0+000K0+440 右幅第2 车道158.3K0+000K0+440 右幅第3 车道163.5K0+000K0+440 右幅第4 车道142.5K0+000K0+440 右幅第5 车道193.5K0+000K0+440 左幅第1 车道175.2K0+000K0+440 左幅第2 车道133.6K0+000K0+440 左幅第3 车道205.2K0+000K0+220 左幅第4 车道168.3对旧水泥混凝土路面进行基层顶面当量回弹模量检测，由结果可知，其范围介于109.6205.2 MPa，处于正常模量范围内。4 调查数据结果分析旧混凝土道路的各检测参数调查结果可知，该段道路路面接缝传荷能力优，路面结构参数满足设计要求，对局部存在路面脱空的，应及时进行修复处理。对断裂板块及路面承载能力弯沉值、错台量较大的病害板块，可依据CJJ 362016 城镇道路养护技术规范进行相应整治及补强处理。5 结语本文以某道路提升改造工程为研究案例，系统地介绍了旧水泥混凝土路面病害调查与评定方法，对旧路路面的技术状况进行调查与检测分析，了解其现状和存在问题，对道路进行技术状况调查，通过量化和分析统计，获得了直观可靠的数据，为后期路面修缮、改扩建编制施工图等设计文件提供了参照依据，保证了工程设计的合理性、科学性和经济性。参考文献 1 尹凯.城市水泥混凝土路面沥青混凝土罩面改造的研究D.合肥：合肥工业大学，2010.2 张忠桥.旧水泥混凝土路面直接加铺沥青面层的设计与施工 J.中外公路.2013（2）：75-77.3 陈晓，杨娜，柳宇.水泥混凝土路路面改建方案比选J.西南公路.2007（4）：25-27.4 陈宇.福清市江阴镇南港大道路面状况调查J.福建建设科技.2018（4）：61-63.5 陈晓磊，代海燕.水泥混凝土路路面改建方案比选J.科技信息（科学教研）.2007（36）：141，153.6 任新涛.港务大道旧水泥混凝土路面沥青加铺改造技术研究 D.西安：长安大学，2017.本文以在建南京地铁7 号线螺塘街站项目围护结构施工为依托，对地下连续墙砼试块的强度检测结果进行分析，发现存在试块不合格的问题。解决办法如下：首先，研究造成砼试块强度不合格的原因，提出处理方法，即钻孔取芯法，明确了合理的取芯位置和数量；其次，对芯样进行试验检测，分析判定地下连续墙的施工质量满足设计和规范要求；最后，从加强商品混凝土质量管控和加强现场施工及试块制作过程管控两方面，提出了防范砼试块强度不合格的处理措施，保证了后续工程的施工质量，也为同类型工程问题提供了有效参考。参考文献 1 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