文档介绍：第十七章路面使用品质及路况评定
§17-1 路面功能及其评价
路面结构在汽车和自然因素的反复作用下,其使用性能会发生改变,由此路面结构逐渐出现破坏,并最终导致不能满足使用性能的要求(图17-1)。
在路面使用过程中,必须采取相应的养护、补强和改建措施,使路面的使用性能得到部分恢复,甚至提高。
图17-1 路况随时间的变化曲线
为了了解和掌握路面使用性能的变化情况,以便及时采取各种养护和改建措施,延缓其衰变或恢复其性能,必须定期对路面的使用性能进行评定。路面使用性能包括功能、结构和安全三方面。
路面功能是路面为道路使用者提供的舒适程度。
路面结构是指路面的物理状况,包括路面损坏状况和结构承载能力。
路面安全是指路面的抗滑能力。
功能和安全方面的使用性能是道路使用者所关心,道路管理部门则更注重结构方面的使用性能。路面使用性能的三个方面既有区别又有一定的联系。
路面使用品质及路况的评定就是确定路面结构现时的使用性能。
§17-2 路面结构承载能力的评定
路面结构承载能力,是指路面在达到预定的损坏状况之前还能承受的行车荷载作用次数,或者还能使用的年数。
路面结构的承载能力同损坏状况有着内在联系。在使用过程中,路面的承载能力逐渐下降,与此同时损坏逐步发展。承载能力低的路面结构,其损坏的发展速度迅速;承载能力接近于临界状态时,路面的损坏达严重状态,此时必须采取改建措施(设置加铺层等)以恢复或提高其承载能力。
路面结构承载能力的测定,可分为破损类和无破损类两种。前者从路面各结构层内钻取试样,试验确定其各项计算参数,通过同设计标准相比较,估算其结构承载能力。无破损类测定则通过路表的无破损弯沉测定,估算路面的结构承载能力。
一、弯沉测定
路表面在荷载作用下的弯沉量,可以反映路面结构的承载能力。路面的结构破坏可以是由于过量的竖向变形所造成,也可能是由于某一结构层的断裂破坏所造成。对于前者,采用最大弯沉值表征结构承载能力较合适;对于后者,则采用路表弯沉盆的曲率半径表征其承载能力更为合适。因而,理想的弯沉测定应包含最大弯沉值和弯沉盆两方面。
目前使用的弯沉测定系统有4种:(1)贝克曼梁(Benkleman beam)弯沉仪;(2)自动弯沉仪;(3)稳态动弯沉仪;(4)脉冲弯沉仪。前两种为静态测定,得到路表最大弯沉值。后两种为动态测定,可得到最大弯沉值和弯沉盆。
(一)静态弯沉测定
最常用的是贝克曼梁弯沉仪,测定时梁的端头穿过测定车后轴双轮轮隙,置于车轮前方10cm左右的路面测点上。梁在后三分点处通过支点承于底座上。梁的另一端处架设一百分表,以测定端头的升降量。车辆以爬行速度向前行驶,车轮经过梁的端头时,读取百分表的最大读数;车辆驶离后,再读取百分表的读数;两者差值的两倍即为路表面的回弹弯沉值。
自动弯沉仪将弯沉测定梁连接到测定车后轴之间的底盘上。测定时,梁支于地面保持不动,车辆向前移动,当后轮驶过并通过梁端头时,弯沉值被自动记下来,达最大弯沉值时测定梁被提起,并拉到车辆底盘的前端,到下一测点处测定梁再被放下。自动弯沉仪可连续进行弯沉测定,并自动记录测定结果。车辆行驶速度为3~5km/h,每天约可测定30km。
承载板法是通过加载-卸载测定路面结构的综合回弹模量。
贝克曼梁弯沉仪量测到的是最大回弹弯沉值,而自动弯沉仪测到的是最大总弯沉值。
轮载、轮压和加载时间(行驶速度)是影响测定结果的三项加载条件。在测定前和测定过程中,必须认真检查是否符合规定要求。
测定时,测试车辆沿轮迹带行驶。如仅使用一台贝克曼梁弯沉仪,测点沿外侧轮迹带布置。测点间隔可为20~50m,视测定路段长度要求而定。
测定结果可点绘成弯沉断面图。由于影响承载能力的变量众多,可以预料各测点的弯沉值会有较大的变异。因而,通常采用统计方法对每一路段的弯沉值进行统计处理,以路段的代表弯沉值表征该路段的承载能力。
路段的代表弯沉值l0可按下式确定:
(17-1)
式中:——路段各测点弯沉的平均值,即
(17-2)
s——该路段弯沉测定标准偏差,即
(17-3)
l——控制保证率的系数,保证率为50%时,l=0;保证率为90%时,
l=;95%时,l=;%时,l=;
n——该路段的测点数;
沥青面层的劲度随温度而变,路基的模量随湿度而变。因而,弯沉测定结果同测定时路面结构的温度和湿度状况有关。通常以20℃作为沥青路面的标准测定温度,以最不利潮湿或春融季节作为测定时期。对于在其他环境条件下测定的结果,应作温度和湿度修正。
温度修正系数kt可按下述经验公式确定。
当测定时沥青层内的平均温度T<20℃时
式中:h——沥青层厚度(cm);
T——沥青层平均温度(℃),按下式计算:
T=α+