文档介绍：浅谈水泥混凝土路面板底脱空检测评价方法
浅谈水泥混凝土路面板底脱空检测评价方法
摘要:分析了水泥混凝土路面板底脱空形成及其演变过程,给出判别板底脱空是否存在及其大小的检测方法及评价指标,总结了不同的检测评价方法的特点及适用性。
关键词:水泥混凝土路面,脱空,评价方法
中图分类号: TU37文献标识码: A
0 引言
水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下出现的损坏可以分为断裂、变形、接缝损坏及表面损坏四类。由于水泥混凝土路面设置了纵横向接缝,在降水量大、接缝填封料失效的情况下,下渗到基层或垫层内的水常积滞在路槽内,从而侵蚀基层、垫层和路基,形成局部的脱空,造成唧泥、错台、板角开裂和传力杆锈蚀的出现[1]。
1 板底脱空形成机理
同济大学周玉民、谈至明等人根据现场调研得出水泥混凝土路面板底脱空可分为结构性脱空和唧泥型脱空两类。结构性脱空是指水泥混凝土路面板底因温湿度翘曲变形及基层塑性变形累积等原因形成的脱空,其脱空程度和量级都较小,对板的应力挠度影响不大,但它为最初的板底滞留水提供存储空间。若雨水能通过接缝渗入结构性脱空区,且基层材料不耐冲刷,则在行车荷载重复作用下,板底冲刷唧泥,细颗粒不断被带出,导致结构性脱空区不断发展扩大,形成所谓的唧泥型脱空,如图1所示。
图1 水泥混凝土路面的唧泥
根据对行车荷载及温度梯度作用下路面板的弯沉分布规律的计算分析,以及路面板现场观测到的所谓“前冲后淤”现象,推定横缝不设传力杆路面的板底脱空的一般演变发展规律是先板角后横缝,然后形成四边脱空状,且行车方向的前板板底脱空区明显大于后板,如图2所示[2]。
(a) 板角脱空(b) 板角+横边脱空(c) 板角+横边+纵边脱空
图2 单块板板底脱空一般图式
2 板底脱空检测方法及评价指标的发展
当前,水泥混凝土板下脱空检测技术主要有4类:一类为经验判别法(人工判别);一类为声振判别方法(通过声音回波变化识别);一类为弯沉指标判别方法(贝克曼梁、落锤式弯沉仪);以及探地雷达识别(电磁波反射识别)等方法。
对于显性的板底脱空,可以通过是否存在错台、唧泥现象或敲击辨声等方法来判断;对于隐性的板底脱空,检测手段主要以FWD、探底雷达为主。FWD以测定板边弯沉差、截距法、夹角法、弯沉值与荷载的斜率法、弯沉盆曲线的平缓度来判定是否存在板底脱空;探底雷达主要以介电常数、路面各层面回波形状来确定,目前定量的指标还不太成熟,主要依靠使用者的经验判断。
、经验判别法
经验判别是通过敲击声音的变化、车辆经过时震动情况、雨天唧泥情况等加以判断,对人的经验要求较高。经验判别法是一种定性的检测方法,受检测者经验等人为因素大。
、声振判别方法
声振法通过激励被测混凝土路面产生机械振动(声波),测量其振动的声学特征来判定板下是否存在脱空的技术。通过传声器(麦克风)采集声音信号,然后提取声信号的频域特征,判别路面是否脱空。声振法是一种定性分析的方法,其主要的优点在于设备造价低廉、检测速度迅捷、实用性和操作性强等。
、探地雷达法检测及评价
探地雷达是一种宽带高频电磁波信号探测方法,它发射天线将高频(106~109 Hz或更高)的电磁波以宽带短脉冲的形式送入地下,被地下介质(或埋藏物)反射,然后由