FWD在水泥砼路面脱空评定与压浆效果检测中的应用研究
FWD在道路使用性能评价中的应用

混凝 土管 片作 为联 络通 道处 特殊 管片 , 采用工程分 析法对受施 工
维普资讯
第3 2卷 第 1 5期 20 0 6 年 8 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TE 兀 瓜 E
Vl. 2 No. 5 0 3 1 1
A g 20 u. 06
・2 1 ・ 6
文章 编号 :0 96 2 {0 6 1 —2 10 10 —8 5 20 )50 6 —2
F WD 在 道 路 使 用 性 能 评 价 中 的 应 用
汪航 东
摘
黎 木 平
要 : 研究现有 国内外技术成果 的基础 上, 在 结合工 程实 际, 应用 落锤 式弯沉仪 ( WD) 改建路 面进行 了弯沉 、 F 对 模量
反算及接缝传荷 能力的测试 , 详述 了测试 过程和结果 , 其分析 成果在 实践 中得到 了良好 的应用。 关键词 : 落锤 式弯沉仪 , 检测技术 , 模量 反算
当隧道ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过桩 的侧 面时 , 在桩 底荷载 的作 用下会 产生 剪切 , 影 响的基础进行判 定。隧道施 工情况及运 营情况证 明 , 这些技 术 由平衡方程可算 出桩底 是否破 坏 。当隧道 穿过桩 的侧 面时 , 由于 的采用是 成功的。 盾构管片与岩 土体在 1 5m 存在 有 1 I 的间 隙 , . 5CI T 在隧 道 的一 参考文献 :
为 因素引起 的误差几乎 为零 , 对结构 层无破损 。4 对弯沉 的采集 配碎石 。同时调查 发现 旧路 存在较严重 的路基沉 降、 ) 路面破损 等 是通过多个传感器 实现 的 , 因此在 一次 荷载 的作用 下 , 同时采 病 害。旧路 的路况已逐渐难 以满足使用需要 。 可
水泥混凝土路面脱空检测及压浆处治技术

0 引 言
文 献 标 志 码 :B
文 章 编 号 :10 —82 (0 0 0 0 4 0 0 3 8 5 2 1 )3— 2 9— 3
线 ,两线 之间的夹角为 Q。若 QI2 。 > 2 则认 为板底存在
路 基 工 程
・
2 0・ 5
Sbr e ni en ug d g erg a E n i
21 0 0年第 3期 ( 总第 10期 ) 5
电厂 , Ⅱ级 ;③ U A 混 凝 土 膨 胀 剂 ,膨 胀 率 为 E 00 .3% ~ .5% ;@H 00 Z型复合早强剂 ,其减水率 ≥ 8% ,泌水率 ≤9 5% ,1天抗 压强 度 >10% ,3天 5 抗压强度 >10% ,7天抗 压强 度 >10% ;⑤ 水 用 4 2
表 1 各 种 方 法 判别 脱 空 结果 对 比
( )弯 沉盆 变异 法 。均匀 支撑 的混凝 土 路 面板 2 在荷 载下 的弯沉 随离荷载 作用点 距离 的增大 而减小 ,
若离荷载作用点较远位置 的弯 沉值 比近位置 的弯沉值
大 ,则说 明可能存在脱空现象 。 ( )F 3 WD反算基层 模量 对 比法。利用 混 凝 土板 受测部位的实测弯沉值 ,选用模量 反算软件 ,反算板
程继顺 ,等 :水泥 混凝 土路面脱空检测及压浆处 治技 术
・4 2 9・
水 泥混 凝 土 路 面 脱 空 检 测 及 压 浆 处 治 技 术
程 继 顺 ,邓 小 刚 ,郭庆 坪
( .江西省公路 桥梁工程局 ,南 昌 1 3 00 ;2 3 0 9 .江西省公路管理局 ,南 昌 3 00 ) 30 9
FWD技术在水泥混凝土路面检测中的应用

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E 一基层 顶 面的 当量 回弹模 量标准值 ( a ; MP )
一
1 00 0 ~
00 . 1 5 1 0 1 5 1 0 1 5 l 0 l 5 48 0 49 0 4 9 0 50 0 50 0 5l 0 5 l0
U 1 .1 ; 4 62 6
文献标志码
B
落锤 式弯 沉仪 ( 称 F 简 WD) 目前 国际 上最 先 是 进 的路 面强 度 无 损 检 测 设 备 之 一 。通 过 落 锤 式 弯
声 信号 。
沉仪测定路面的动态弯沉反算路面的回弹模量 , 已 成为 世界 各 国道 路 界 的热 门课 题 … 。美 国 战 略 公
工程 , 目前流行 的几种路面脱 空检测方法进行横 向对 比。经过 对 比之后 发现 F 对 WD设备在对路 基顶 面弯沉 , 底脱 空检 测 板 等多方面具有体积小 、 经济 、 快速 、 准确等优点 , 根据 实际情况值得大力推广使 用。 关键词 板底脱空检测 弯沉 落锤 式弯沉仪
中图法分类号
路研究 计划 ( H P 也 把 F SR ) WD作 为对 2 0 0 0条 试 验 路面 的强度 评 定 和跟 踪 检 测 手 段 , 以 F 并 WD 测定 反 算 的 回弹模 量作 为基 准 , 究 开 发材 料 回弹 模量 研 的室 内试验 方 法 。近 年 来 , 国也 已引 进 F 我 WD, 并
号, 然后 提取 信 号 的频 域 特 征 , 输 人 神 经 网络 识 再
别 路面是 否脱 空 。本 设 备 正是 利 用 声 卡 的 A D转 P
水泥混凝土路面脱空与压浆处治研究综述

逐年增多 , 而水泥混凝土路面板 的设计是依据 一定交通 等级 标准设计的 , 大交通量和重载 、 载加 速了路面的破 坏 , 路 超 是
收 稿 E期 :0 0—0 t 21 7—1 9 作 者简 介 : 海 滨 ( 96一), , 程 师 。 程 16 男 工
・
[ ] 张建华 , 3 应荣华 , 张起森 , . F D进行 板下地基脱空状况 等 用 W 的评定 [] J.湖南交 通科技 , 0 ,2 ) 2 3 (9 . 0
2 水 泥 混 凝 土 路 面 脱 空 识 别
土路面的使用年限, 因此具有十分重要 的现实意义。压浆施工 是 以准确评定脱空状况为基础 的, 否则可能造成路面使 用性能 下降甚至加速破坏。鉴于压浆对施工要求较高, 以与其说它 所
是一种技术, 不如说是一种工艺。 1 水 泥 混 凝 土 路 面 脱 空 原 因 1 1 基 层 材料 选择 不合 理 . 基层材料级配不够合理或细料太多 , 不耐冲刷 , 稳定 性、
21 00年 第 9期 ( 总第 19期) 9
黑龙江 交通科 技
HELONGJANG I L I JAOTONG J KE I
No 9, 0 0 . 2 1
( u N .9 ) S m o I9
水 泥 混 凝 土 路 面 脱 空 与 压 浆 处 治 研 究 综 述
程 海 滨
基层软化 。 15 行 车荷 载 的作 用 . 随着经济的 日益发展 , 交通量逐 年增 长 , 重载 、 载车辆 超
[ ] 罗教荣 , 1 张素云 , 元 . 陆学 水泥 混凝土路面压浆技术处理 的实 践与认 识[ ] 西部探矿工程 , 0 , ( ) J. 2 3 1 8. 0 5 [ ] 杜立峰 , 2 屈彦玲 .旧水泥混凝 土路面压浆 补强施 工[ ] 石家 J. 庄铁道学 院学报 , 0 , ( 0 ) 2 31 17 . 0 6 3
基于FWD的水泥混凝土路面脱空评定方法

中图分 类号 : 4 6 U 1 文献标 识码 : A
O 引 言
近年来 , 我国现有的水泥混凝土路面有相当部分接近或超过设计年限, 有的虽还没有达到设计年限, 但 由于交通量的剧增 , 汽车荷载 日 益加大 以及超载等因素的影响, 加上基层施工质量的影 响, 板下基础将产生
第3 卷第4 7 期 20 年 5月 08
贵 州 工 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
J OUR NA[ OF GUI HOU U VE I Y 0F T HN0L Z NI RST EC OGY
Nau a ce c iin tr lS in e Edto
Vo . 7 No 4 13 . Ma . 0 8 y2 0
文章编号:0 9— 1 3 2 0 ) 4— 14— 3 10 0 9 ( 0 8 0 0 3 0
基于 F WD的水泥混凝土路面脱空评定方法
张文武 廖 启 , , 刘志- 马世 洪 g,
(. 1重庆 交通 大学 土木建筑学院 , 重庆 40 7 ; .湖南 q南市政建设 集团股份有 限公 司, 00 4 2 - 湖南 长沙 40 1 ) 10 5
寸。
收稿 日期 :0 8一 3— O 20 O 2
基 金资 助 : 庆 市 科 委 攻 哭 项 H(0 5— 37 重 20 84 ) 作者简介 : 张文武 (9 1一) 男 , 18 , l U东济宁人 , 重庆交通大学硕 I = 研究生, 主要从事路面材料 的改性与武 , : 于 F 等 基 WD 的水 泥混 凝 土路 面脱 空评定 方 法
15 3
2 局 部 脱 空 状 态 下 混凝 土 路 面 的有 限 元 分 析 结 果 ]
浅谈水泥砼路面养护中压浆技术的应用

}
I Im
工 程 技 术
浅 谈 水 泥 硷 路 面 养 护 中 压 浆 技 术 的 应 用
刘 意德
(广西金秀公路管理同
545709 )
摘 要:结合工作实际, 简迷了水泥硷路面维修中压桨技术的 原理和施工工艺, 并对压浆技术的质I 控制和经济效益分析进行了详细论述。 t 关键词: 压浆技术 水泥吐路面 养护 应用 t I s 编号 :1672- 3791( 2007)08(a)- 0059- 0 1 中图分类 号 : T U72 文 橄标识码 i A 近些年来, 随着我国水泥混凝土路面在全 国迅猛的发展。有很大一部分路面已接近或 超过设计年限, 或者未达到设计年限却存在诸 多路面裂缝。这样的路面一旦承载超重或环 境等外部条件恶劣 , 没有良好的养护维修, 其 使用性能就会迅速下降。鉴于这些公路已经 成为我国公路交通改善的一个重点和难题, 本 文主要探讨一种切实可行的修补方法— 压 浆技术, 希望能在地方公路硷路面养护中得以 1.4 压桨工艺 (1)准备阶段在板的四个角选择孔位, 距板 边各 50cm 为宜, 进行钻孔, 钻头直径5cm, 孔 应保特垂直. 其深度要穿透板块并稍经过稳 定的基层, 用吹气的方法形成空腔以便于砂浆 初始分布。用5 cm 长像胶管安插在孔口作为 衬垫 , 橡胶管外径与孔径一致为宜, 以便使灌 浆拴塞与孔口紧密结合, 防止端桨。 ( ) 压桨阶段。首先制备砂浆, 将水泥、 粉煤灰按比例放人搅拌筒内, 搅拌15s ,然后加 推广 . 人所需的外加剂等搅拌 I ss , 再加水或乳化沥 青等搅拌均匀?将灌浆栓塞打入孔中, 栓塞底 1 压浆技术工艺 及设备 部适 当离开基层, 软管出料 口 套在栓塞上并固 1 ,板块调套 定好, 开始连续地向泵内送砂浆, 直至观察到 水泥混凝土路面板块和基层之间出现空 隙. 空洞而导致路面损坏, 对这种脱空的判 砂桨从一个孔流入另一个孔? ( 3) 养生阶段。灌桨后, 残留在板面上的 断一般是通过板角弯沉测定和板块使用状况 浆料要及时冲扫掉, 应避免桨液充入缝隙。当 绘合 确定。 取出木塞, 用快凝水泥 ( 1) 板块状况。将所有的板块编号, 区分 相邻饭均灌桨完毕后 , 井抹平。灌浆后 完好板,断板( 断裂成两块、断角) ,破碎 砂浆或快硬密封胶密封孔 口 的2H 内应避免车辆通过灌浆区。一般养生期 板《 破裂成三块以上) 等几种类型。完好板, 3D。达到养生期后, 通过弯沉检测若板块出现 断板形成脱空大致有几种情形 .下雨之后, 板 块周边接缝有卿泥; 当重型车辆驶过时能感觉 单点弯沉值大于控制代表值班再一次钻孔补 到两析之间 有明显相对垂直位移。 当重轴车辆 灌 。 行过, 人站在板边能听到空洞声. 错台逐渐加 2 压 桨施工质旦控制 重的板块 。 (2)弯沉测定在每块板板角 布置测点, 用标 现场施工员应认真作好施工记录, 主要包 准轴载和轮压的 100KN 侧试车侧出四个板角 括以下几个方面详细记录每块板的具体位置, 的单点弯沉值, 将全线除破碎板块以外的每块 错台或下沉高度, 钻孔位置.认真填写压浆记 录.由项 目 部派专门技术人员对每台压浆机进 板的弯沉值测好后, 1- 2k m 为一段 按95% 以 的保证串计算该段代表弯沉值 , 每块板实测单 行全程监控, 压浆材料的配合比必须淮确 , 井 点弯沉值若大于该段代表弯沉值, 这块板就有 对每个孔的孔号、 孔深、 稳定压力、 最大压力、 始压时间、 终压时间、 稳压时间、压浆量进行 可能 脱空 。 详细记录.根据记录, 每天整理出当天灌浆面 1.2 压浆材料选择与用. (1 )材料选择采用水泥、粉煤灰混合料, 积合计和用料数量(含人工、材料,机械等》 . 以便以后进行经济分析 .定期制作灰浆试块进 并惨外加剂, 另外还可根据具体情况添加其它 拿握第一手资料, 谁确掌握 掺和料. 考虑到广西区内情况和防水, 增强 行抗压强度试验, 柔性的需要, 施工时添加了一定剂量的乳化沥 开放交通所需的最短时间. 压浆必须按照一定顺序进行 , 一般应先压 青。水泥一般采用 52 5 # 普通硅酸盐水泥。 横缝两侧的孔, 再压其它孔, 依次向前推移。 其颗粒级配和球形状使它具有填充细小空隙 所需要的流动性。外掺剂包括减水剂、早强 压浆时对每个孔位的压力和时间应严格把捏, 剂、膨胀剂, 以补偿收缩 , 提高早期强度。 压力达不到不行, 达到了不稳定也不行 , 稳压 (2)砂浆用量。每块板的灌桨最随板下空 时间对压桨结果有很大影响. 工地试验室应深入工地, 对压浆材料的质 隙 小 变 一 为。 0.09m3 大 而 ,般 . 03, (3 )砂桨配比。水泥: 粉煤灰: 水 = 1 , 2量进行抽检. 3 : 1.5- 2 ,7d 的杭压强度不小于 5mp a. 1 .3 压桨板块养护 3 天后进行弯沉检侧, 实侧 弯沉应不大于14(0 .0I mm) ,对不合格的应贵 压桨设备与人员. ①设备。一个工作台班需要的设备为空 成原施工组重新钻孔压浆, 直至合格为止。 压机 1台, 钻孔机 1台, 压浆机1 台, 小型农用 车 2- 3 台。②人员。一个工作班需要人员共 3 压桨技术应用和效益分析 12 人, 其中班长 1人, 钻孔2 人(钻孔 1人, 驾驶 压浆板块确定原则为对于 2条或2条以上 员1 人, 压浆,人《 控制压力 1 人, 拌和砂浆 1 裂续的破碎板, 缝隙较大的断板、弯沉值大 可凿除重浇 , 对于 人, 灌桨2 人、卸压嘴2 人, 驾驶员1人).封孔 于 40 的板块不予压浆处理, 与维持交通 2 人。 单点弯沉值大千 20 且小于40 的板块, 采取压 桨处理。弯沉值在 20 以内, 但伴有脚泥现象 或形成错台的板块 , 采取压浆处理 。压桨效 果, 养生一周后. 实侧单点弯沉值均刁 20 , 汗 采用压浆材料本身的稳定性好 , 强度大流 动性好, 在压力作用下, 形成较强的渗透力, 使 得墓层与路基密实度, 强度、 稳定性都得到改 善和恢复, 使得原路面状态保持稳定性, 延长 使用寿命, 提高了使用价值。 效益分析: 当前就广西而言 , 高速公路硅 路面常见用类似方法养护, 但在一些地方公 路, 由于经济不发达, 经济困难 , 对于引起水泥 硷路面破坏数是等待观望, 不能不修时才 到了 进行大修或推掉重来, 这样即浪费人财物力, 耗费时间, 又使得原有水泥路面板没有得到充 分利用, 造成更大的资源浪费, 通过压浆技未 的应用,可以有 6 5 % 板体不需破碎抽换 , 10% 一15%左右下沉板得到恢复, 仅破碎抽换 面层板一项按当地价格50 - 60 元/ m' 计算 而 压浆需15 - 20 元/ m' 坏板降低造价 35 - 40 元/ m' . 若每km 有按 14M 宽路面分四幅, 板 幅为5. 3.5m, 按每年8%一 30%左右坏板率计 算需抽换板体可以使 1000* 14*10%二1 ' m 0 4 坏板得以恢复 可节省资金140o m2(3 5- 40) 元/ m' 则每k m 节省资金4 .9 - 5 .6 万元, 对 公路来说, 数百km 水泥路面的养修工作, 其发 挥的效益是可想而知的, 同时这项修补工作节 省工期, 减少噪音, 提高了运营. 4 结语 公路水泥硷路面养护中压浆技术的运用, 体现了养护工作方针 “ 预防为主, 防治结合, 宗旨。把吐路面的养护列入预防性工作范围, 对延长硷路面的使用寿命, 防止硷路面的早中 期破坏将有积极作用。在硷路面板尚未破损 时, 压浆技术是成本底、速度快、效果好、通 车快, 也可避免被清除的破碎板废渣对环境的 污染, 是有效延长路面使用寿命的科学养护技 术, 随着压力灌桨技术的不断推广, 将进一步 取得良好的经济效益和社会效益。 参考 文献 [ 1] 李华等.水泥混提土路面修补技术.北京: 人民交通出版社, 1999 . 121 J TJ073 .1- 200 1,x: 路水N K 凝土路面养 护技术规范.北京: 人民交通出版社 , 2001.
落锤式弯沉仪(FWD)在公路检测中的应用

落锤式弯沉仪(FWD)在公路检测中的应用1.研究背景近20年来,路面无损检测技术研究和开发在国内外受到日益广泛的重视。
弯沉作为最普遍的路面结构状况评价指标,其量测设备及分析技术发展很快,自1953年发明粱式弯沉仪以来, 路面弯沉检测设备已从静力弯沉仪发展到模拟行车荷载作用的落锤式弯沉仪( FWD) ,从单点最大弯沉测试发展到对路面弯沉盆的测试,并将局限于柔性路面上的弯沉概念发展到刚性路面的结构评价与设计分析之中[1]。
由于我国高速公路建设起步较晚, 弯沉检测技术仍停留在一个较低的水平上, 各级公路部门通常采用的弯沉检测设备为贝克曼梁( Benkleman Beam,以下简称BB) , 尽管BB 法操作简单,但该方法存在着以下几点不足[2]:(1)不能用于评价刚性路面;(2)BB测试的荷载作用时间要比正常行车荷载作用时间长,因而所测的弯沉和实际行车状况下的弯沉有差异;(3)不能测出弯沉盆的形状;(4)不能对路面各结构层进行分析;(5)耗时间。
测试过程需要交通封闭或交通分流;(6)精度差。
整个过程基本上由人工操作,精度得不到保证,只能在广泛的经验修正的基础上用于路面承载能力的评定。
相比之下, FWD被认为是评价路面结构状况较为理想的弯沉检测设备, 其优点是:(1)可同时用于评价刚性路面和柔性路面;(2)能较好的模拟正常行车荷载的作用,其应力、应变和弯沉与实际交通荷载下的结果十分吻合;(3)可测出弯沉盆的形状;(4)可对路面各结构层进行分析;(5)速度快,且无需交通封闭;(6)精度高。
整个过程均由电脑控制,无任何人为因素的影响。
尽管FWD 具有无可比拟的优越性,其应用也非常广泛,但在我国,其应用尚未步入规范化、标准化。
我国的《路基规程》虽已将FWD 列为弯沉检测设备,但没有具体评定的标准,不能直接用于施工质量检测。
因此,为了将FWD 弯沉数据直接用于施工质量检测中,需进行FWD 和BB 之间弯沉检测对比试验研究, 建立其相关性。
FWD在水泥路面大修改造中的应用

达到 4 6 0 7 3 p c u / d , 远 远 超 出原设 计 标 准 。交通 量
摘 要 :以 某 高 速 公路 提 质 改 造 工 程 为 依 托 , 利用 F W D对 大 修 改 造 中 旧 水 泥路 面 进 行 脱 空 检 测, 并 与 贝克 曼 梁进 行 对 比 , 提 出 了快 速 、 准确 、 高效 的大修 改造方案 ; 通过 对压 浆前后 F W D脱 空
检 测 数 据 的分 析 进 行 压 浆 效 果 评 定 , 给 旧水 泥 路 面处 治施 工控 制 提 出科 学合 理 的 参 考 依 据 。
中有 明显病 害 的水 泥 板 如 破 碎板 等 进 行 标 记 , 直接
采 用换 板方 案 ; 对 于其 他 明显 病 害 的 水 泥 板 , 如裂
缝 、 唧泥 、 错台、 板角 断裂 、 接缝料 损坏等 , 则 进行
[ 6 ] C h u J , Y a n S W, L i W. I n n o v a t i v e me t h o d s f o r d i k e c o n — s t r u c t i o n : a n o v e r v i e w [ J ] . G e o t e x t i l e s a n d G e o me mb r a n e s ,
1 工 程 概 述
1 . 1 工 程 背 景
行换 板 和压 浆处 治 , 处 治合 格后 , 再 在上 层加铺 连续 配 筋水 泥砼板 和 沥青 混 合 料 。 由于大 修 时 间 紧迫 , 并 且路 面普 遍病 害严 重 , 压浆 前 , 首先通 过对 6个标
浅谈FWD在公路工程检测中的应用

浅谈FWD在公路工程检测中的应用作者:张剑浩来源:《城市建设理论研究》2013年第08期摘要:Falling Weight Deflectometer,简称FWD,落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无破损检测设备之一,落锤式弯沉仪测定路面的动态弯沉,并反算路面的回弹模量。
文中介绍该设备的工作原理及其在公路路面检测中的实际应用。
关键词:落锤式弯沉仪;公路工程;检测应用Abstract: Falling Weight Deflectometer, referred to as FWD, falling weight deflectometer is the strength of pavement is currently the most advanced non-destructive testing equipment, falling weight deflectometer dynamic bending tester for pavement settlement, and inverse rebound modulus of pavement. This paper introduced the working principle of the equipment and its practical application in highway pavement detection in this paper.Key words: falling weight deflectometer; highway engineering; application中图分类号:X734当今国际上应用最广泛的高科技路面弯沉检测系统Oynatest 8000型FWD。
它是由Dynatest国际集团公司研制和生产的。
Dynatest 8000型FWD测试精度高、性能可靠,特别是经过举世注目的美国战略性公路研究计划(SHRP)长时期、大范围地应用和验证,被认为是代表了目前国际上弯沉检测技术的发展方向和水平,至今已在近40个国家和地区得到广泛地应用。
水泥混凝土路面脱空检测方法探讨

佳 碾压 速度 为 6—8m h k/。
4 总 结
很大程度上取决于压实机械的压实方式及具体操作
选择。
最后 在华 北路 K 00一K1 9 0段 施 工 中 , 0+ 0 0+ 6
() 1 压实频率选择 。沥青混合料压实 中, 动 振 压路机的频 率可选 用 3 6 H , 3— 0 z最佳 频率为 4 5—
me t o s u t n,h a e u s fr a d meh d o e u t n o e e a in p e o n n l n t n o e r n n t ci t e p p rp t w r t o sf rr d ci fs g g t h n me a a d ei a i f i c r o o o r r o mi o h t
对结果做 了分析和总结; 基于脱 空形成的复杂性 , 认为采用多种检测手段是有效解决水泥路面
脱 空检 测 的重要途 径之 一 。
关键词
水泥路 面 脱空 落锤式弯沉仪
声振法
据 , 文将依 托 实 际 工 程 的实 践 , 用 现 有 检 测 手 本 运 段, 对水 泥混 凝土路 面脱 空检 测方 法应 用进 行 探讨 ,
实 质量 有着 密切 的关 系 , 而沥 青 路 面 的压 实 质 量 在
主骨架公路 , 国家十大重点工程之一。经济的快 是 速发展 促 进 了交 通量 快 速 增 长 , 量 重 载 车 辆 的 增 大
加 , 成 全 长 4 . 8k 的水 泥 混 凝 土 路 面 出 现严 造 2 7 8m 重 的破 坏 , 通行 能力 和 服务 水 平 已无 法 满 足 1益增 3
5 0Hz 。
我们通过采用 以上施工方法基本上解决 了沥青路面 施工 中 出现 的离 析现 象及其 对路 面所 产 生 的不 良影
水泥混凝土路面脱空及检测方法

水泥混凝土路面脱空及检测方法浅析摘要:水泥混凝土路面是以种性能优良的高等级路面,但是在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,可能产生路面脱空。
本文对路面脱空的原理、脱空的检测方法进行了详尽的阐述。
最后以一个实例证明在检测的时候要根据不同的实际情况对路面脱空进行检测。
关键字:水泥混凝土路面;路面脱空;脱空原理;脱空检测方法1.前言水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、板体性强、耐久性好等优点,是一种性能优良的高等级路面,水泥混凝土路面正在为我国的交通运输事业发挥着巨大的作用。
但造价较高,养护期较长(一般浇筑后湿养生20天左右才能开放交通),接缝较多,损坏后修复困难。
如忽视其结构强度、设计厚度,或施工质量达不到设计要求,将会过早地出现结构性和功能的破坏,大大缩短使用周期,造成不必要的经济损失。
实际使用中的水泥混凝土路面,绝大多数的破坏都发生在接缝的附近。
近年来,各国对水泥混凝土路面接缝问题越来越重视,有关接缝的设计、传荷状况的评定、接缝的修复等已成为混凝土路面结构状况评定的重点[1]。
在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,板下基础将产生一定的塑性变形和唧泥,致使混凝土板的局部范围不再与基础保持连续接触而失去支撑,即为板下脱空。
2.水泥混凝路面脱空2.1脱空原理[2]重型车辆的频繁作用,路基排水不良和基层材料抗冲刷性能不好是产生水泥路面脱空的三个关键因素。
当重车荷载作用于路面上时,面层板会产生弯沉变形,从而使路基产生一定量的变形,虽然每次荷载作用后路基所残留的塑性变形量极其微小,经过数百万、数千万次荷载作用后的累积,塑性变形量就相当可观了。
理论上,荷载作用于路面板上不同部位时,所产生的弯沉量是不同的,板角隅处大于板边缘处,而板中部的量最小。
由于不同部位板的弯沉量有所差异,路基的累计塑性变形量也不同,在板角隅下为最大,板边缘下次之,板中下部最小。
再者,水泥混凝土路面存在接缝(有时还有裂缝)和自由边缘,降雨时地面水沿接缝下渗路基,如果路基排水不良,下渗水不能及时排走,而使路基处于浸润状态,此时,在车轮荷载作用下,路面板与基层之间会产生高压水流,从而侵蚀基层表面,这就是冲刷作用。
FWD检测在压浆效果评定中的应用及分析

利用落锤式弯沉仪F ( WD 标准荷载 10k . 0 N 承载板 半径 1011 5 11量 测 混 凝 土 板 中 荷载 作用 下 的 弯沉 曲 11 1
线, 弯沉传感器根据《 公路水泥混凝士路面设计规范》 ( G D 0 20) J 4 — 02设置距离排列。根据式( 和式( 计算 T 1 ) 2 )
中 图分类号 : 4 86 U 1. 文献标 识码 : B 文 章编 号 :0 0 0 3 (0 60 — 0 l 0 l0 — 3 X 2 0 )6 0 3 一 3
Ap l a i n o W D t ci n i r s u e Gr u i g p i to fF c Dee t n P e s r o tn o
抽 检2 , 块板共 3 块 每 个测 点 。 14 F 共 1个 wD测 点( 根据现 场桥 头路面 宽度相 应增 加测 点)每 处桥 头抽 芯2 , 。 个 共 抽 芯3个 。 8 抽芯极 块 为主车道 接桥 头搭 板 以后 的2 块连 续板 , 芯位置 为板 中。 抽 () 面混 凝 土板 浅 层注 浆 效 果检 测 频 率 2路 混凝
李建武 吕永雄 ,
(. 东茂湛高速公路有 限公司, 1 广 广东 洪江 54 5 ; . 2 0 1 2广东华路交通科技有限公司 , 广东 广 州 50 2) 14 0
摘
要: 基于F 的检测数据 , WD 结合广东茂湛高速公路养护维修工程的实践经验 , 从混凝士板块基层顶
面 当量 回弹模 量 、 缝传 荷能 力 、 接 板底 脱 空等方 面来评 价面 层与 基层 的结合情 况 , 以此来 判 断压 浆效 果。 关键 词 : 水泥 混凝 土路面 ; 落锤 式 弯沉仪 ; 压浆 效果
Ab t a t B s d o t e d tc i n aa f F D, te p e s r r u i g f cs r p r ie o t e sr c : a e n h e e t d t o W o h r s u eg o t ef t n e a e a p as d f m h r
落锤式弯沉仪在水泥路面大修改造中的应用

落锤式弯沉仪在水泥路面大修改造中的应用摘要:以某公路水泥路面大修改造工程为依托,利用落锤式弯沉仪FWD对原路面旧水泥路面进行脱空和传荷能力检测,提出了快速、准确、高效的大修改造方案;通过对压浆前后FWD脱空检测数据的分析进行压浆效果评定,给旧水泥路面处治施工控制提出科学合理的参考依据。
关键词:水泥路面,FWD,脱空,传荷能力上世纪70年代,欧美国家率先研制出落锤式弯沉仪(FWD)。
自此路面强度检测方式从单点弯沉检测向弯沉盆检测,从静力弯沉检测发展到模拟行车荷载作用的动力弯沉检测阶段转变,同时对该设备的应用得到了扩展。
中国从上世纪90年代开始FWD的研究和应用,在实践中取得了一定效果。
如今FWD广泛应用于路面结构强度,接缝传荷能力,水泥砼面板脱空状况,路面剩余寿命等方面的评价。
1.工程概述1.1工程背景某二级公路南依长江、北托汉水、头枕大武汉、腹卧江汉大平原,京港澳、沪蓉两条高速公路在境内交汇、318国道横贯全境,自蔡甸区到武汉机场、码头、火车站交通便捷,具有无以伦比的交通和区位优势。
近年来,随着公路所属地区经济的快速发展和城镇化步伐的加快,对区域交通基础设施提出了更高的要求。
该公路设计时速60km/h,路幅宽度18m(行车道宽15m,土路肩2×1.5m),为双向四车道水泥混凝土路面。
项目路段是上世纪九十年代由省道改扩建成水泥路面,通车至今已接近20年时间,由于运营时间较久,重车多、交通量大,致使部分路段水泥路面破损,出现裂缝、断板、沉陷、脱空、错台等多种病害,局部连续破碎板较为严重,通行能力已不能满足日益增长的车流量通行要求。
对该公路进行改造已经非常紧迫和必要。
为了对原路面的进行调查,委托检测公司对该路段进行FWD无损检测,为大修改造工程提供科学合理的参考依据。
1.2大修改造检测方案该公路长16.24km,对已存在的破碎板和断板采取换板措施;对于其他病害的板块,如裂缝、错台、板角断裂、接缝料损坏等,则进行FWD检测,如果判定为脱空或者传荷能力不足,则对其进行压浆处理。
无损检测技术在压浆工艺处理混凝土面板脱空中应用

K y od o ds ut e etcn rtfo a ; d akn ;p lain e w rsn n et c v s; cee or l mu jc iga pi t r i t o l s b c o
动落锤装置 进行加载测试, 接缝 两边的位移传感器 的测定 采集 值, 进行判断水泥混凝土路面的脱 空情况及接缝的传荷效果 。
23检测仪器及压浆材料与机具设备 .
231 测 仪 器 型 号 ..检
总体 强度不 足 ; 石灰土基 层水稳性差 , 路面使 用 中接 缝灌养 而
又不及时,中央绿化带也 没有排水措施,造成路表水渗入基层
F WD弯沉检测 仪:ya s 80 D nt t 0 0型路面弯沉检测 仪 ( e 弯沉 传 感器 分 辨率 1 m ;荷载 范 围 7 N 10 N ) k ~ 2产生唧泥, 在频 导致板底脱 空 ; 近
年来 的交通量剧增 , 车辆严重超载是该路段损坏的外 在原 因。
路 面弯沉 测试采 用符 合 《 路路 基路 面现场测 试规程 》 公
(T 09 9 ) JJ5 — 5 的落锤式弯沉仪( wD) F 测定动态荷 载作用下 产生
的动态弯沉及弯沉盆, 由此评价脱空情 况、 并 传荷能力 。
对水 泥混凝土 板逐条横缝进行检测 , 弯沉仪测点布置在横 向接缝板边距板角 3 c 5 c 位移传感 器分 开在接缝两边, 0m~ 0m, 启
能力下降, 通秩 序混乱 , 交 危及行 车安全, 急需补强改建 。此次对
病害较严重的 K 0 + 1~ 6 1 0 0段路面面板进行弯沉 及探 609 3K 0+ 8 地雷达检测, 确定路 面脱 空情况 、 接缝 的传 荷能力, 为路 面注浆 提供依据 。 通过路况 调查 与路面检测分 析, 认为路 面破坏的原 因主要 有 3个 : 设计标准低 , 施工质量较差, 路基含水量大 , 造成原路 面
FWD在旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量检测中的应用研究

FWD在旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量检测中的应用研究随着社会经济的发展和人们对基础设施建设的不断需求,水泥混凝土路面作为一种重要的交通路面材料,被广泛应用于各种道路建设中。
然而,由于水泥混凝土路面在使用过程中容易受到外界因素的影响而出现裂缝、破坏等问题,给交通运输和行车安全带来了一定的隐患。
因此,水泥混凝土路面的弯拉弹性模量检测显得尤为重要,可以有效评估路面的弯拉性能,为路面的设计、施工和养护提供科学依据。
在水泥混凝土路面的弯拉弹性模量检测中,传统的检测方法主要是利用静/动载荷试验、拟静态试验等,但这些方法不仅需要昂贵的设备和大量的人力物力投入,而且在实际操作中存在一定的不足之处,如试验过程繁琐、耗时耗力、数据准确性受到很大影响等。
为了解决这些问题,近年来,一种新的弯拉弹性模量检测方法,FWD(Falling Weight Deflectometer,落锤撞击式变形仪)被广泛引入到水泥混凝土路面的质量监测和评估中。
FWD检测技术是一种基于冲击动力学原理的非损伤性检测方法,通过在路面上释放一枚标准质量的冲击锤,记录锤击后路面的变形响应,从而实现对路面结构刚度和弹性模量的评估。
与传统的静/动载荷试验相比,FWD检测具有操作简便、高效快速、准确可靠等优点,能够有效降低检测成本和提高检测效率,因此在水泥混凝土路面的弯拉弹性模量检测中具有很大的应用前景。
在实际应用中,FWD检测技术主要通过测量路面的最大下沉量和回弹速度等参数来评估路面的弯拉弹性模量。
根据这些参数的变化规律,可以判断路面的刚度和变形性能,从而及时发现路面结构的问题并进行合理处理。
此外,FWD检测还可以结合数值模拟和图像处理等技术,对路面的损伤程度、裂缝情况等进行更加精准的评估,为路面的维护和修复提供科学依据。
总的来说,FWD在水泥混凝土路面的弯拉弹性模量检测中具有很大的应用潜力,可以有效提高路面检测的准确性和效率,为路面建设和养护工作提供有力支持。
浅谈路面工程施工中注浆技术的应用

浅谈路面工程施工中注浆技术的应用摘要:本文主要探讨注浆技术在道路工程中的应用,从常用的注浆处治水泥路面脱空板出发,结合工程实例,研究水泥注浆补强加固沥青路面基层和预铺柔性管注浆新技术的施工工艺、加固机理以及注浆效果。
关键词:路基;沥青路面;水泥路面;注浆0引言水泥混凝土路面作为目前我国公路主要的两大路面类型之一,其发展趋势及应用前景在未来的一段时间里仍占主导地位,与沥青砼相比,它具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点。
工程技术人员开始结合注浆技术与其它施工技术的优点,在施工工艺上开发了多种新的注浆技术:中空锚管注浆、水平注浆工艺、钢花管压力注浆技术、水平回填灌浆等,这些新技术均是对既有注浆加固技术的发展和深入,并在实际应用中均取得了较好的施工效果。
1 注浆处治水泥路面板脱空公路在路基、材料等内部因素和超限运输车辆、雨水等外部因素的共同作用下,水泥混凝土路面板出现了裂缝、破碎、桥头下沉跳车等严重病害,严重影响了行车舒适和安全。
1.1病害分析引起水泥混凝土路面的这些病害的原因有很多,其中尤以超限、雨水侵入路面为主要诱发因素。
雨水从接缝或裂缝处侵入路面,基层材料受到浸泡,在车辆荷载的反复作用下,发生泵吸作用,使基层材料从接缝中以泥浆的形式溅出,导致路面板底脱空、局部基层材料松散、失去对路面板的板体支承能力。
如不及时修复,很快会发展到破碎板,危害性极大,将严重影响公路的通行能力和使用寿命。
1.2施工工艺处治板底脱空可采用灌水泥浆的方式,水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,处理方法如下:(1)钻孔。
用凿岩机在路面上打孔,孔的大小应和灌注嘴一致,一般为50mm左右,灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5m。
一般情况下,在一块板上的灌浆孔可设置为5个,见图1(2)灌浆。
灌注机械用压力灌浆机或压力泵,灌注压力1.5-2.0MPa,灌浆作业应从沉陷量大的灌浆孔开始,逐步由大到小。
当相邻孔或接缝中冒浆可停止灌浆,并用木楔堵孔。
FWD在旧水泥混凝土路面检测中的应用

FWD在旧水泥混凝土路面检测中的应用摘要:本文依托Dynatest8000型FWD在旧路检测中的应用,介绍其工作原理及检测方法,并结合道路工程实践,探析检测技术的进一步发展。
关键词:无损检测;FWD;应用1.技术背景城市道路维修、养护及快速化改造进入新的全盛时期,这就要求对原道路状况必须进行全面、合理、快速、规范的检测与评价,因此无损检测技术得到加快应用。
FWD(Falling Weight Deflectometer,落锤式弯沉仪)作为国际上推广具有代表性的先进路面无损检测设备,由于其能很好地模拟行车荷载对路面的作用,相比其它静态检测技术具有明显优势,其所测弯沉盆蕴含着丰富的路面结构强度的信息,受到越来越多建设者的青睐并大力推广应用。
2.FWD的测试原理FWD是通过计算机控制液压系统提升重锤,释放后自由下落,产生一脉冲荷载作用于路面,其作用时间和幅值行驶中的汽车轮载非常接近。
该脉冲荷载通过一刚性圆盘传递到路面上,其大小由传感器精确测定。
在该荷载作用下,路面产生变形,变形大小由分布在几个不同位置上的位移传感器测定,形成动态弯沉盆。
加荷原理如下图1:图1:落锤式弯沉仪(FWD)加荷原理3.FWD的优势及应用3.1 FWD的优势FWD的优越性主要体现在以下几个方面:(1)仪器轻便,单人驾驶拖车便可完成操作;(2)施加瞬态脉冲荷载,较好的模拟实际行车荷载,速度快、精度高、交通干扰小,适合大规模检测;(3)能够测定多点弯沉,量测各级荷载作用下的动弯沉曲线,准确地反映弯沉盆的形状;(4)弯沉盆可以作为评价指标评价路面整体强度,也可反算路面结构各层的模量;(5)与贝克曼梁在弯沉测定值之间具有良好的相关关系。
3.2 FWD 的应用FWD现阶段主要应用于评估道路结构的承载能力或使用寿命、混凝土路面的接缝传荷效率、混凝土路面的脱空检测、路网管理、路面调查及材料等很多方面的研究应用.3.2.1 检测旧水泥混凝土路面面板弯拉弹性模量检测采用一级荷载,两次加载,设定标准荷载为50kN,与水泥混凝土设计规范采用的100kN单轴双轮组一侧的荷载对应。
基于FWD测试的水泥路面板底脱空判别物元分析方法

中 外 公 路
第3 1卷 第4期 2 0 1 1年8月
( ) 1 6 7 1-2 5 7 9 2 0 1 1 0 4-0 0 6 4-0 5 文章编号 :
基于 FWD 测试的水泥路面板底脱空 判别物元分析方法
2 ,肖春发2 吴传海1,
( 华南理工大学 土木与交通学院 ,广东 广州 5 广东华路交通科技有限公司 ) 1. 1 0 6 4 0; 2. 摘要 :当采用 FWD 多级加载法评价水泥路面板底脱 空 时 , 若 仅 用 FWD 板 角 最 大 弯 沉 、 以及接缝传荷系数等单项指标进行评价 , 因受到 单 指 FWD 荷载 - 弯沉回归曲线斜率和截距 , 标局限或主观因素的影响 , 通 常 会 带 来 误 判 的 后 果。为 此, 笔 者 提 出 了 一 种 基 于 FWD 测 试 的水泥路面脱空判别物元分析方法 , 即以水泥 路 面 脱 空 状 况 、 评价指标及其特征值构造物元 模型 , 并根据计算出的综合关联度实现对各水泥路面板底脱空状况的多指标综合判定 。 工程 该模型能够更加客观 、 准确地反映水泥路面板底脱空状况 , 具有一定的推广应 应用实例表明 : 用价值 , 为水泥路面的预防性养护提供了科学依据 。 关键词 :道路工程 ;水泥路面 ; FWD 测试 ;脱空判别 ;物元分析法
参考文献 :
[ ] 高等级公路半刚性基层沥青路面[ 北 京: 人 1 M] . 沙庆 林 . 民交通出版社 , 1 9 9 8. [ ] 2 M] . 沙庆林 .高 速 公 路 沥 青 路 面 早 期 破 坏 现 象 及 预 防 [ 北京 : 人民交通出版社 , 2 0 0 1. [ ] 李福普 , 陈景 .高 速 公 路 沥 青 路 面 早 期 损 坏 分 析 3 沈金安 , 收稿日期 : 2 0 1 0-1 2-1 9 : 作者简介 : 吴传海 , 男, 博士 , 高级工程师 . E-m a i l w c h a i t o m. c o m @
FWD等高新技术在沥青混凝土路面检测中的应用

FWD等高新技术在沥青混凝土路面检测中的应用郑世强【期刊名称】《《交通世界(建养机械)》》【年(卷),期】2011(000)009【总页数】2页(P229-230)【作者】郑世强【作者单位】唐山市交通建设质量监督处【正文语种】中文近年来,随着计算机自动化控制技术和高精度测微技术的发展,公路检测技术已成功实现了由自动化检测代替人工检测、由传统的破损类检测向先进的无损检测技术发展的转化。
国内外公路路面检测技术的发展上世纪60、70年代以来,许多国家认识到了路面检测技术的重要性,逐步建立了较为完善的路面检测系统,但普遍存在数据采集手段落后、大量的设备使用时对交通影响大以及路面结构的完整性被破坏、数据的精度无法得到保证等问题。
为此,各国针对道路检测技术存在的问题开展了更为深入的研究,半个世纪以来有了突破性的进展。
美国和澳大利亚最先开始了路面检测技术的研究,并逐步在全球推广其系列产品。
Waylink数字式高速公路多功能检测车、ARRB多功能检测车,就是我国引进的美国和澳大利亚的公路路面检测成熟产品。
我国路面检测工作起步较晚,始于上个世纪80年代,通过对国外先进设备和技术的引进,在路面检测自主研发方面取得了关键技术的突破。
比较有代表性的有南京理工大学的高速路面检测车、由北京星通联华科技发展有限公司开发研制的快速、高效、低成本和安全性能较高的S A T C O M ITS智能公路检测车以及长安大学研制并投入使用的高速公路路面激光检测车等,其性能指标均已经达到或超过国外先进水平。
近年来正式发布实施的JT/T 677-2009《车载式路面激光车辙仪》、JT/T 676-2007《车载式路面激光平整度仪》以及JJG 077-2007《车载式路面激光视频病害检测系统》等行业标准,从标准化和规范化的角度表明了我国公路检测技术的发展。
沥青混凝土路面检测新技术应用路面承载能力检测自动检测技术是通过自动检测设备对公路路面弯沉、路面平整度、路面损坏状况等各项基本数据进行自动采集,利用计算机技术和专门的软件对数据进行科学的分析,为公路养护管理方案的确定提供完整的科学、详实、符合实际的基本数据。
FWD在旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量检测中的应用研究

FWD在旧水泥混凝土路面弯拉弹性模量检测中的应用研究杨俊池;谢振乾;关志深【摘要】结合莞深高速公路K0+000~K41+000段改扩建工程勘测设计的实际需要,按我国现行的相关技术规范要求,采用FWD的先进检测手段,对该路段水泥混凝土路面面板的动态弯沉及弯沉盆进行现场测定,在参考国内外研究成果的基础上,建立了弯拉弹性模量反算的数学模型,为旧路大修工程设计提供了路面性能评价依据和设计参数.【期刊名称】《广东交通职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(010)001【总页数】4页(P36-39)【关键词】弯拉弹性模量;FWD检测;水泥混凝土路面;模量反算;数学模型【作者】杨俊池;谢振乾;关志深【作者单位】广东交通职业技术学院,广东广州510650;东莞市交业工程质量检测中心,广东东莞523125;广东华美加工程顾问有限公司,广东广州510627【正文语种】中文【中图分类】U416.216路面弯沉不仅反映了路面结构层的整体强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。
它作为路面工程竣工后的一项重要检测指标,反映了路面的整体强度质量。
因此,准确地测定路面弯沉对评价路面强度意义重大。
落锤式弯沉仪(FWD)是目前世界上最先进的路面弯沉强度无损检测设备之一,FWD由荷载发生装置、弯沉检测装置、运算控制系统与车辆牵引系统等组成。
其工作原理是在标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载作用下,测定路基或路面表面所产生的瞬时变形,即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆,并由此反算路基路面各层材料的动态弹性,所测结果可作为设计参数使用,也可用于评定道路承载能力。
东莞至深圳高速公路(东莞段)起于深圳市观澜镇黎光村,止于东莞市石碣镇与增城市交界处,全长约53.04377 km。
该项目分三期建设,一、二期工程已建成通车多年,三期正在建设中。
本次旧路改扩建路段为一、二期工程,其中K0+000~K4+000为一期工程;K4+000~K41+000为二期工程(莞深高速公路塘厦至附城段),全长36.675 km。
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2.水泥混凝板脱空识别与评价方法研究 2.1理论分析
国内外研究表明,水泥混凝土板脱空通常发生在板缝与 板角处。以下将采用Winkler地基模型进行地基脱空分析:将 薄板划分为若干个单元,每个节点范围的地基作为弹性支 柱,同时,节点的挠度就是弹性地基的压缩量,地基的反力 来自于假定弹性支柱的压缩。按照Winkler地基理论,假定地 基表面所受压力q与地基表面的沉降w成正比,地基某一点的 沉降仅取决于竖向压力,按虚功原理,可以求出矩形单元下 Winkler地基单元刚度矩阵:
根据前节所述路面脱空的基本原理及识别方法, 混凝土路面基础脱空大多数发生在缝边板角处,而在 板角荷载作用下,以地基反应模量k表征的Winkler地 基模型与实际状况相接近。本节基于FWD检测数据,结 合湖南长益高速公路养护维修工程,对某段水泥混凝 土路面进行压浆后的评价,从强度及层间结合上对压 浆效果进行检验,以评价压浆后混凝土路面强度是否 符合对应标准要求,特别是基层的强度是否达到均匀 支撑板或正常工作板平均基础支撑强度
压浆处治前后板角和板中弯沉值对比
2.在不同测试区域基于FWD检测弯沉盆,通过双 层体系的模量反算,建立一个前后基础模量比, 即 k = E ,K2值大,说明压浆后地基模量比压浆前变
后 2
E前
化更明显强度提升越快。
压浆处治前后板角、板中模量对比值
从中央最大弯沉值来看,对板中弯沉而言,压浆前与压浆后, 中央弯沉变化不大,弯沉比皆在1.0与1.2之间,平均值为1.1。对普 通混凝土板,其脱空状况对板中弯沉影响不大,或者说脱空状况主 要不集中在板中。从板角1和板角2的压浆前后的弯沉比可以看出, 压浆后弯沉变化较大,弯沉值明显变小,弯沉比平均分别为1.3和 1.6,可以判定,板角是压浆效果明显的区域,或者说,板角是路面 脱空的主要区域,脱空主要集中在板角区域,这进一步验证了上一 节有关脱空原理及评价方法的正确性。 从上两表可以看出:压浆前后板体不同区域的基础模量之比变化 幅度不同压浆前后板中模量比平均值为1.1,而板角分别为1.6和2.0 ,压浆前后平均模量比为1.8。横缝中部地基模量比为1.2。从模量 比可以看出:压浆效果最明显的是板角,强度提升最快的是板角, 其次是横缝中部,最后是板中,这种规律和弯沉比很相似,因此, 弯沉比与模量比皆能判定压浆前后的效果,但模量比更能反应板体 地基的工作情况。从大量的处理工程实例来看,模量比更能有效表 征强度的提升。根据上述分析,一般来说,提高基础的强度,增强 地基的承载能力是改善脱空的最好途径。
双层反算模量
面板模量(MPa)
60000 50000 40000 30000 20000 10000 10 20 30 40 50 60 70
面板模量(MPa) 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 10 20 30 40 50 60 70
板中 板边
同时,通过对不同等级荷载作用下砼面板板边模量进行 反算(见下表),结果表明:完好的混凝土面板板边、板中 模量变化较小,脱空板变化较大;当施加的荷载大于临界荷 载时,接缝传荷作用才得以发挥,和脱空一起影响砼面板的 变形;当施加的荷载小于临界荷载时;由于传荷性能不能发 挥,反算的模量或弯沉只由脱空单独作用。
传统的分析方法将脱空和接缝传荷对弯沉的影 响独立地考虑,很少考虑到其相互作用的关联性及 对变形的共同作用,或者说,在脱空的情况下,荷 载与变形之间的关系怎样?对传荷影响如何?在不 同传荷状况下,脱空对于不同等级的荷载,其地基 的力学性能及对弯沉的变化影响如何? 按以上分析与计算方法,为研究接缝传荷和脱 空对砼面板弯沉盆的综合影响,在两块结构层厚度 不同的脱空砼面板上进行FWD多级荷载试验,下图为 两块脱空砼板在多级荷载作用下的中央弯沉——荷 载变化。
60000 50000 40000 30000 20000 10000 10 20
(c)完好板与脱空板面板板中模量对比图
30
40
50
60
70
荷载等级(KN)
(d)完好板与脱空板面板板边模量对比图
基 础 板 中 模 量 ( MPa)
250 200 150 100 50 0 10 20 30 40 50 60 70
[K ]
e
= k 0 ∫∫ [N ] [N ]dxdy
T
圆面积均布荷载作用下Winkler地基无限大板的挠度 解,可通过微小厚度环形荷载作用产生微小挠度求得。如图所 示,在厚环形荷载作用下板的挠度,在环内侧时
dw = qπ [ f 0 (a )u 0 (ξ ) − g 0 ( a )v 0 (ξ )]ada 2k
从图中我们可以看出,两块水泥砼面板在某一级荷 载的作用下,中央弯沉的变化基本上反映了面板的性能 变化,而且在某一荷载下,中央弯沉随着荷载的增加而 明显的增加,我们可将该荷载定义为临界荷载(P0)。 当施加的荷载P>P0时,则传荷系统对所施加的荷载进行 传递,弯沉变化较明显;当P<P0时,传荷未发生作用, 此时传荷未影响弯沉的变化,完全由脱空和板的自重决 定。研究表明:完好的砼面板其地基反应模量基本相 同,所以在路面结构地基支承条件相同时,其板中、板 边混凝土面板的模量应该是基本相同的。
随着我国经济的发展和改革开放的深入,交通基本建设 的投入也不断增大,近十年来,公路建设取得了巨大的成 就。 落锤式弯沉仪(FWD,Falling Weight Deflectormeter)是一种较为理想的弯沉检测设备,至今已 有60多个国家和地区先后应用FWD,特别在美国和欧洲发达 国家FWD的应用十分广泛。我国《路基路面现场测试规程》 (JTJ059-95)已将FWD列为弯沉检测设备。然而,目前我国 FWD应用还不是十分广泛,主要原因是人们对FWD还不够了 解,特别是FWD弯沉检测与传统的弯沉检测手段之间相关性 的好坏直接影响着人们对FWD科学性、先进性、可靠性的认 同程度。
在环外侧时:
dw =
qπ [ f 0 (ξ )u 0 (a ) − g 0 (ξ )v 0 (a )]ada 2k
w=
qπ qπ [ f 0 (a )u 0 (ξ ) − g 0 ( a )v 0 (ξ )]ada + [ f 0 (ξ )u 0 (a ) − g 0 (ξ )v 0 (a )]ada 2k 2k
板中 板边
(a)完好板板中与板边面板模量对比图
(b)脱空板板中与板边面板模量对比图
面板板中模量(MPa)
70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
完好板 脱空板
10 20 30 40 50 60 70
70000 面板板边模量(MPa) 完好板 脱空板
荷载等级(KN)
4.2 FWD弯沉盆检测及模量反算
在模量反算程序中,按两层体系反算,面层为25cm 厚的水泥混凝土板,泊松系数为0.15,承载板半径为15cm, 其下为基层,可反算出面层及基层的模量。依评价的需 要,本文在对压浆路段混凝土面板板中、板缝进行FWD检 测,测试间距取25m,荷载为5t,取最稳定值作为该测点 的实测弯沉值。下面两表为多个压浆板体压浆前后不同 区域的中央最大弯沉及基础模量汇总表。 1.在不同的测试区域,设一个前后弯沉比,分别检 测压浆前后的弯沉盆,并选用中央最大弯沉作为一个独 l前 立量,即压浆前和压浆后的弯沉比 k 1 = l ,比值越大 后 说明压浆前后弯沉变化越大,效果越明显。
2.3实例验证
广东某水泥混凝土路面左半幅板体不同区域 的弯沉值(FWD最大弯沉),通过模量反算得出 不同板体两个板角及横缝中部的地基模量,然后 与该路段均匀支撑时地基横缝板中模量EN 比较, 判别板体脱空情况,并将判别结果与雷达人工综 合检测结果对比,以检验判别结果。
地基综合模量
对比评价
3.传荷与脱空的相互作用机理研究
FWD在水泥砼路面脱空评定与 压浆效果检测中的应用研究
长沙理工大学 曾胜(博士) 2005年4月
本报告的主要内容包括:
• • • • • 1.前言 2.水泥混凝板脱空识别与评价方法研究 3.脱空与传荷的相互作用机理研究 4.压浆效果评定 5.结论与展望
1. 前言 1.1 我国高速公路的发展与FWD的应用情况
而圆面积荷载作用下板的挠度,在荷载范围以内,
在荷载范围以外,即时:
w=∫
q 0
qπ [ f 0 (ξ )u 0 (a ) − g 0 (ξ )v 0 (a )]ada 2D
在水泥砼板传荷性能完好的情况下,混凝土板与地基连续接 触,共同作用,则Winkler地基上无限大板其受力和变形关系,用 弹性曲面方程表示为:
D∇ 2 ∇ 2 w(r ) + kw(r ) = q (r )
FWD荷载作用为半正弦荷载,在一定的范围内可按圆面积场均 布荷载作用下求解,挠度方程为: qa ∞ J 0 (ξr ) J 1 (ξa) w(r ) = ∫0 1 + l 4ξ 4 dξ k
2.2 评定指标的提出
水泥混凝土板脱空使得基础的承载力下降,脱 空的区域往往发生在两块板交接的板缝位置,以地 基反应模量K表征的Winkler地基模型与实际较为接 近,以上选用了K地基作为作为地基脱空状况的分 析模型。研究表明:地基脱空就等同于地基刚度的 消减,所以通过求板体不同敏感区域基础综合模 量,即水泥混凝土面板两板间及板缝中部地基的平 E=( 均模量,定义E1 + E 2 + E 3 ) / 3 ,将这一刚度值与地 基均匀支撑时的标准值进行比较,就可检测板下地 E<E 基脱空的位置,预估脱空的范围。如果N 则判 定该评价板体存在脱空,这里为均匀支撑时板缝板 中地基的平均模量。
板边、板中砼面板及地基反算模量值
不同等级荷载作用下砼面板板边反算模量值
4.压浆效果评定
4.1概述 随着水泥混凝土路面在全国迅猛的发展,近年来,我国 现有的水泥混凝土路面有相当部分接近或超过设计年限,有 的虽还没有达到设计年限,由于交通量剧增、汽车荷载日益 加大以及超载现象的影响,加上由于基层施工质量的影响, 出现路面损坏、行车舒适性差的现象。水泥路面由于行车荷 载的冲击及施工材料、工艺及质量的影响,有些板体存在脱 空现象。由于脱空的存在,使水泥混凝土路面承载力明显降 低,会导致断板、错台等破坏,严重影响行驶质量。一般来 说,灌浆在很大程度上解决了混凝土板的脱空及错台现象, 板体脱空压浆,是为了恢复板与基层的密贴,从而形成均匀 的支承,提高基础的强度和对面板的支承力。但对压浆效果 的好坏,在工程中很难作出正确的评价。