旧水泥混凝土路面状况调查与评定

摘要随着公路事业的迅速发展，水泥混凝土路面由于其强度高、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好等优点，在我国得到了长足的发展。旧水泥混凝土路面状况调查与评定的结果直接影响路面加铺方案的确定，本文对如何调查与评定旧水泥混凝土路面进行了详细阐述。

关键词旧水泥混凝土路面；状况； 调查； 评定

Abstract with the rapid development of highway cause, cement concrete pavement due to its advantages of high strength, high stiffness, load transfer ability, good stability, obtained the considerable development in our country. Investigation and evaluation of old cement concrete pavement results directly affect the determination of pavement project, this paper elaborates the way to survey and evaluation of old cement concrete pavement.

Keywords old cement concrete pavement; status; investigation; evaluation

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中图分类号： U416.216 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、序论

路面结构评定主要是评定结构承载能力。评价的目的是确定路面的剩余寿命，即在达到预定的损坏状况之前尚能使用的年数或者能承受的标准轴载作用次数。根据剩余寿命之长短，可以判断路面结构的损坏程度及其损坏发展的速度，从而合理地评定路面等级，以确定是否采取修补，改建或进行加铺层补强设计等措施。结构评价的中心内容是评定路面的承载能力，也即确定影响承载能力的各项计算参数，对于刚性路面，除材料参数外，接缝的传荷能力、缝边板角处地基的支承情况也是结构评价的重要内容。

二、路况调查内容及方法

2.1、公路修建和养护技术资料调查

调查路面结构和材料组成、接缝构造等；调查各路段历史换板和其他全厚式修补的面积，以及中修以上路面维修历史情况。

2.2、路面损坏状况调查

路面破损状况以病害类型、轻重程度和出现的范围或密度三项属性表征。

2.2.1、损坏类型和分级

（1）水泥混凝土面层的断裂病害。

贯穿水泥混凝土面层的断裂裂缝，按裂缝出现的方位和板断裂的块数，分为下列4种病害：①平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝；②垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝；③从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8cm的角隅断裂；④两条以上裂缝交叉，使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。

（2）水泥混凝土面层竖向位移类病害

水泥混凝土面层的竖向位移，按产生原因的不同分为①沉陷、②胀起两类病害。

（3）水泥混凝土面层接缝类病害

水泥混凝土面层接缝处的损坏，按损坏的形态和影响范围可分为下列6种病害：①接缝填缝料损坏、②纵向接缝张开、③唧泥和板底脱空、④错台、⑤接缝碎裂、⑥拱起。

2.3、路面结构强度程度

2.3.1、路表弯沉

通过对试验路段全线有杉落锤式弯沉仪（FWD）进行动态弯沉测定，可以测量路面的最大弯沉和弯沉盆。通过对路面各结构层模量的反算，应用理论体系分析评定路面的结构承载力。

2.3.2、接缝传荷能力

接缝结构的传荷能力测定，采用前述方法在接缝处分别测定接缝两侧的弯沉值，用来评定混凝土板的传荷能力。

2.3.3、板底脱空状况

混凝土板板底脱空测定，用FWD和路面雷达进行，主要测定脱空程度和范围。

2.3.4、面层厚度和混凝土强度

钻孔取样主要是为了检测混凝土板土本身的强度，以进一步分析损坏原因。根据不同混凝土板的使用状况，分别钻取芯样，测定厚度并进行劈裂试验和抗压强度试验，检验其混凝土的强度。

三、水泥砼路面状况调查评定

3.1、路面破损状况评价指标

旧水泥路面的损坏状况采用断板率和平均错台量两项指标评定。

（1）依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数，按断裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权系数进行修正后，由下式确定该路段的断板率（DBL），以百分数表示。

DBL=（DBijW`ij）/BS

式中：

BDij——i种病害j种轻重程度的板块数；

W`ij——i种病害j种轻重程度的修正权系数，按下表1定；

BS——评定路段内的板块总数。

表1计算断板率的权系数W`ij

（2）错台调查可采用错台仪功其它方法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右侧边缘内300mm处，以调查路段内各接缝高程差的平均值表示该路段的平均错台量。

3.2、接缝传荷能力和板底脱空状况评定

测定接缝传荷能力的试验荷载应接近于标准轴载的一侧轮载（50KN）。将荷载施加在邻近接缝的路面列面，实测接缝两侧边缘的弯沉值。按式（3-2）计算接缝的传荷系数。

kj=×100(%)

kj——接缝传荷系数；

wu——未受荷板接缝边缘处的弯沉值；

wl——受荷板接缝边缘处的弯沉值。

板底脱空可根据面板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合考虑唧泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判别。

四、旧混凝土路面结构参数调查

4.1、旧混凝土路面的面板厚度

钻孔取样主要是为了检测混凝土板本身的强度，以进一步分析损坏原因。根据不同混凝土板的使用状况，分别钻取芯样，测定厚度并进行劈裂试验的抗压强度试验，检验其混凝土的强度。

旧混凝土路面厚度的标准可根据钻芯样的量测高度按式（4-1）计算确定。

he=he-1.04Sh（4-1）

式中：

he——旧混凝土路面层量测厚度的标准值（mm）；

he——旧混凝土路面层量测厚度的均值（mm）；

Sh——旧混凝土路面层厚度量测量的标准差（mm）。

4.2、旧混凝土路面层弯拉强度和弯拉弹性模量

（1）旧混凝土弯拉强度的标准值可采用钻孔芯样的劈裂试验测定结果按式中（4-2）和式（4-3）计算确定。

fr=0.621 fsp +2.64（4-2）

fsp = fsp -1.04 Ssp（4-3）

式中：

fr——旧混凝土弯拉强度标准值（MPa）；

fsp——旧混凝土劈裂强度标准值（MPa）；

fsp——旧混凝土劈裂强度测定值的均值（MPa）；

Ssp——旧混凝土劈裂强度测定值的标准值（MPa）。

（2）旧混凝土弯拉弹性模量标准值可按式（4-4）计算确定。

Ec＝（4-4）

式中：

Ec——旧混凝土的弯拉弹性模量标准值（MPa）；

fr——旧混凝土的弯拉强度标准值（MPa）。

4.3、旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量

旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量标准值，宜采用落锤式弯沉仪（标准荷载100KN、承载板半径150mm，量测板中荷载作用下的弯沉曲线，按式（4-5）和式（4-6）确定。

Et=100e（4-5）

SI=（4-6）

式中：

Et——基层顶面的当量回弹模量标准值（MPa）；

W0——荷载中心处的弯沉值；

W300、W600、W900——距离荷载中心300mm、600mm和900mm处的弯沉值(μn)。

当采用落锤式弯沉仪的条件受到限制时，也可选择在清除断裂混凝土板后的基层顶面进行梁式弯沉测量后按式（4-7）反算或根据基层钻芯的材料组成及性能情况依经验确定。

Et=13739 W0-1.04 （4-7）

式中：

W0——以后轴重100KN的车辆进行弯沉测定，经统计整理后的原路面计算回弹弯沉值（0.01mm）。

五、结论

通过以上对旧水泥混凝土路面状况调查与评定，能够准确的反映旧水泥混凝土路面使用状况及评定等级，为进行沥青混凝土加铺设计与施工提供详实、准确的基础资料。

六、参考文献

[1]江苏省交通厅公路局 水泥混凝土路面技术委员会 ，公路水泥混凝土路面养护技术规范，第1版，人民交通出版社，2004年3月。