浅谈水泥混凝土路面板底脱空检测评价方法
混凝土路面板底脱空检测、评定
１ ． ２基于弯沉差的板底脱空判别方法 弯沉 检测 经验 和研 究表 明 ：受 水泥 混凝 土 路 面
结构 、 面板 厚度 、 邻 板 的传 荷 能 力 、 层 的 强度 路 相 基
坡度等 ） 对弯沉值 的影响 ， 从而能更有效的判定板底 脱空状况。同板弯沉差可表示 为：
Ｌ１Ｌ 边 一 板 或 Ｌ２Ｌ 一 板 ｄ 板中Ｌ中 ＝ ａ ￣ Ｌ中 ＝ （） １
吉林 交通科技 Ｓ Ｉ ＮＣ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ ＦＪＬＮ Ｃ ＭＭＵ Ｉ Ａ Ｉ Ｎ Ｃ Ｅ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｏ ＩＩ Ｏ Ｎ Ｃ ＴＯ Ｓ ２ １ 年 第 ２期 ０ １
混凝土路面板底脱 空检测 、 评定
李 阳
（ 长春 １００ ） ３ ０ ０
龙静 波
在公 路施 工 和养 护工 程 中 ，具 有 可 观的经 济 效 益和
社会 效益 。
弯沉差大于理论计算值时 ， 即认为存在板底脱空。 首先 对未 脱 空板 板边 中点 或板 角 与板 中弯 沉差
４ 宁金 成 ．水 对水 泥混 凝 土路 面破 坏 的 实验研
究分析 ． 交通科 技，０ ９１４ — ５ 公路 ２０ ．：４ ４ 参 考 文献
及类型和测试季节等因素影 响，弯沉值变异性非常 大 。故根 据单 个弯 沉值 来判 定板 底 脱 空状况 显 然是 不准 确也 不合 适 的 ，而采用 同板 的板 边 中点 或 板角 与板 中弯沉差进行 比较分析 来评定路面板脱 空状
况 ， 以消除 上述 大部 分影 响 因素对 弯沉 值 的影 响 ， 可 从 而 能更 准确 的判 定 板底脱 空 状况 。 同板 弯沉 差脱 空判 别 的基本 原理 为 当实 测板 边 中点或 板 角与 板 中
水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究
水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究
水泥混凝土路面板底脱空是指路面板与基层之间存在空隙或脱粘现象。
底脱空会导致路面板与基层失去结合力，从而影响路面的平整度和承载能力，甚至引发路面板的断裂和变形。
因此，对水泥混凝土路面板底脱空进行判别和有效处治是非常重要的。
判别方法：
1. 目测法：通过对路面板进行观察，观察是否有裂缝、边角起翘或板块脱出等现象，这些往往是底脱空的表象。
2. 敲击法：用锤子轻敲路面板，观察是否有空洞声音出现，这可能是底脱空的存在。
3. 高频电磁法：利用高频电磁仪器，能够检测到路面板与基层之间的空隙，从而判别是否存在底脱空。
4. 红外线热成像法：利用红外线热成像仪器，观察路面板与基层之间的热分布，如果存在异常的热量分布，说明可能存在底脱空。
处治技术：
1. 固化填缝：在底脱空的部位进行固化填缝，填充材料可以选择聚合物修补材料、环氧树脂修补材料等，填缝后再进行加固处理，使路面板与基层恢复结合力。
2. 溶胶凝胶注浆：利用溶胶凝胶注浆技术，在底脱空部位注入特殊的固化材料，通过固化反应填充空隙，并增加路面板与基层之间的结合力。
3. 重铺法：对于严重底脱空的路面板，可以进行重铺处理，即将底脱空的路面板拆除，重新铺设新的路面板，并保证其与基层的结合性。
综上所述，水泥混凝土路面板底脱空的判别方法和处治技术主要包括目测法、敲击法、高频电磁法和红外线热成像法等判别方法，以及固化填缝、溶胶凝胶注浆和重铺法等处治技术。
对于底脱空问题的处理，可根据实际情况选择相应的方法进行修复和加固。
水泥路面板底脱空检测方法及对比评价
第１ １ 期
Ｓ Ｃ ⅢＮ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ ＹＩ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ达扫描检测板底脱空 ． 其判 断脱空的原理清晰 ， 在理想状 一般数毫米 ） ， 而且部 经验调查法具有原理简单 、 操作 方便的特点 ． 该检测 能够 较好地 态下是可行的 但是 由于路面脱 空量通常较小 （ 判定 出较为严重 的脱空板块 ． 脱 空量 较小时难 以判定 ． 只能做 定性的 分脱空的空腔被水 占用 ． 造成水泥混凝 土面层与基层界面难 以从扫描 同时检测 费用高 分析 ． 而无法判断脱空程度 同时定性判断的准确性与调查者 的业务 图上判定 ． 技术水平 、 工作 经验直接相关 ， 因而具有一定 的盲 目 性． 不稳定性 ， 不 结合在清连高速 的雷达检测得到的成果 ， 路面雷达扫描不 宜作为 验证其它检测方法是否可靠 的检测手段 可重现性 。 但是与其他方法的昂贵设备 、 复杂操作 、 工作量大相 比 ， 仍 然有其 ２ ． ７ 取芯灌水观测法评价 这种方法最适合作为脱空检测方法 ． 而且能够通过灌 水量的大小 优点 。因此 ． 在实际工程中 ． 经验调查法仍然在采用。 ２ ． ２ 贝 克 曼粱 弯 沉 测 定法 评 价 判定其脱空的程度和范围 ．能有效地测 定水泥混凝土板 底部 脱空情 但因为其为路 面有损检测 ， 考虑到路面行驶安全及工作效率 ， 该 方 与经验调查法相 比． 利用 弯沉检测数据更加科学 和准确 ． 排除 了 况． 人为 因素的影响 ． 在工程实践 中得到广泛采用 。 此方法原理简单 ， 评定 法只能在有代表性的位置进行钻孔 ． 不 宜全线普及检测 。 方便 ， 只需要知道 板角在荷载作 用下的弯沉 即可 ， 不需 要复杂 的计算 ３ 总 结 及 建 议 和分析 当实测的板角弯沉 大于此规范标准时 ． 则可说 明水 泥混凝土 板下存在脱空 综上所述 ． 目前水泥路 面脱空检测方法、 设备较 多， 但 是应用 以上 但是 。 此方法存在的问题是如何准确确定“ 标准板角弯沉值 ” 。板 方法 进行刚性路面脱空识别都处 于定性阶段 ．只能 判定 脱空的有无 、 角弯沉测定值表征测点处路面总刚度 ． 该值 受到路面结构组合 、 路面 严重与否 ． 对于定量确定脱空 的形状 、 大小等却无能为力 。Ｆ ＷＤ检测 各结构层强度和厚度 、 板问是否设传力杆 或拉杆 、 路基类 型与强度影 速度慢 ． 准确率一般 ， 检测费用高 ， 且需 要专业的技术人员 ； 雷达检测 响 因此 目前规范 中不考虑上述 因素 而制 定一个脱空评 定数值 推荐 受层间材料的影响大 ． 室 内判别等工作量大 ， 检测费用高 ， 也需要 专业 的Ｏ ． ２ ０ ｍｍ有必要根据各地 区和路面结构而作调整。 技术人员 ： 弯沉检测速度慢 ， 现场检测人员多， 对 于通行 中的道路检测 ２ ． ３ Ｆ ＷＤ弯沉多级加载测定法评价 不是很适用 ： 人工 目测原理 简单 、 操作方便受气候 、 车辆 、 人 为影响较 Ｆ ＷＤ多级加载法通 过回归直线 的截距 判定面板 是否脱空 ，其缺 大 ． 只能定性分析 ． 不可重现性 ， 而且 只有 出现大的脱空才 能观测到 ； 陷与贝克曼梁一样 ， 即未考虑路面结构组合 、 路面各结构层强度 和厚 取芯速度慢 ． 且属于有损检测 ． 不宜大面积使用。 因而研制一种实现水 度、 板 间是否设传力杆或拉杆 、 路基类 型和强度等对 回归 曲线截距 的 泥路面脱空检测快速 、 准确 、 完整 （ 包括尺 寸 、 范 围、 程度 ） 的连续式脱 影响 ． 而直接规定一个截距判定其是否脱空 ． 这是不科学的。 空检测仪以及 形成相应标准显得十分 重要。 ● 结合 在广东清连高速 、 海南海 Ｅ ｌ 至文 昌高速 、 广西桂林 至柳 州高 速等水泥路面 Ｆ ＷＤ脱 空检测 结果发 现 ：虽然 Ｆ ＷＤ能够 判定一部分 【 参考文献 】 路面脱空 ． 但是与钻孔取芯相 比对 ． 其准确率通 常在 ７ ０ ％左右 ． 回归曲 ［ １ ］ 韩西， 等． 水泥混凝土路面板脱 空检测方法综述［ Ｊ 】 ． 重庆交通学 院学报， ２ ０ ０ ６ ， ２ ５ 线得到 的截距值 大时 ． 并不 意味着该处脱空量较 大 ． 或者说在截距 大 （ ４ ） ： ７ ３ — ７ ６ ． ｆ ２ ］ 水 泥混凝土路 面养护维 修手册（ 编写组） ［ ｓ 】 ． 水泥 混凝 土路 面养护维 修手册 于 ５的所有数值 中 ， 截距值 的大小与脱空量没有相关性 。 ｉ ｒ ａ ］ ． 北京： 人 民交通 出版社 ２ ０ ０ ３ ： ２ ４ － ２ ６ ． ２ ． ４ 地基反应模量 比较法评 价 ３ ］ Ｍ． Ｙ Ｓ ｈ ａ ｈ ｉ ｎ ， Ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｆ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｄｅ ｌ ｆ ｅ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｎｏ ｎ— 地基反应模量 的计算依赖于路面的结果参数和反算算法 ， 本身即 『 ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ￣ ｒ ｅ Ｄ ｅ 玎 ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ａ ｉ ｒ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ Ｐ ａ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｏ ｖ ｅ ｄ ａ ｙ ｆ Ｊ Ｊ ｌ ３ 存在很 大的不确定性 ． 所以这种方法需要 进一步深入研究 ， 不宜直接 Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｎａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｌ Ｃｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ， １ ９８５ ． 作为检测方法 ． 可作为理论性指导。 ［ ４ ］ 林有 贵， 凌桂芳， 周书林， 等． 水泥混凝土路面板底脱 空检测方法研究 ［ Ｊ 】 ＿ 公路交 ２ ． ５ 频谱分析法评价 通科技 ２ ０ ０ ５ ， ２ ２ ｆ ４ １ ： ２ ０ — ２ ２ ． 该方法原理清晰 ， 操作简单 ， 由于实际路 面检测 时通常不能完全 ［ ５ ］ 曾海， 张东长地 质雷达在混凝土路面板脱空检测 中的应 用探讨Ｕ １ ． 公 路交通 封闭交通 ，车辆在临近路 面板上行驶会对检 测板 产生一定 的振动干 技术 ． ２ ０ ０ ５ ０ ） ． 扰． 因而数据处理复杂 ． 精确度不 高， 同时也不能实现连续检测 。 ２ ． ６ 探地雷达 （ Ｇ Ｐ Ｒ） 评 价 ［ 责任编辑 ： 杨扬 ］
水泥混凝土路面板底脱空的检测方法及原因分析
面结 构会 随之迅 速破坏 ，导 致修复 花费大 大增加 。板底脱 空是 水 落锤 式弯 沉仪 ＦＷＤ多级加 载法一般 要求采 用 ３级荷 载
泥 混凝 土路 面常见 的病 害之 一 ，在反 复 的行 车荷 载的作用 下 ，其 （６０ＫＮ，８０ＫＮ，ＩＯＯＫＮ）下 的水 泥混 凝 土路 面板 边 或板 角 弯沉 测
压 静 载试 验汇 总表 。从表 １知 最 大加 载量 为 ２００ｋＮ，最 大沉 降量 ２—９＃楼 、２－１０＃楼 各 抽 取 ４个 试 验 点 检测 ，２－１ｌ＃楼 、２－１２＃楼 、
为 １４．０８ｍｍ，试 验 测得 最 大 回弹量 为 ０ｍｍ，回弹率 为 ０％。单 桩 ２－１３＃楼 各抽 取 ，３个 试验 点 检测 ，所 检测 的 ４１个 试 验 点 的竖 向 的 Ｑ—ｓ曲线均呈缓变型 ，未发生陡降 ；未出现某级荷载作用下， 抗压 承 载力 特 征值 均 为 １５０ｋＰａ，２—５＃楼 、２—６社楼 各 抽 取 ４个 试
桩顶沉降量大于前一级荷 载作用下沉降量的 ５倍 的现象 ；未出 验点 检 测 ，所 检 测 的 ８个试 验 点 的 竖 向抗 压 承载 力 特 征值 均 为 现某 级 荷载 作 用下 ，桩顶 沉 降 量 大于 前 一级 荷 载作 用 下 沉 降量 １６０ｋＰａ，满 足设 计要 求 。
的 ２倍 ，且经 ２４ｈ尚未 达到 相对 稳定 标准 的现象 。单桩 承载 力极
受 力状 态类似 于悬臂梁 ，将 会产生 过大 的应力 、应 变和弯沉 ，会 严 试 ，然 后 利用荷 载板 中心 的弯沉 与 分级 荷载 进行 回归 分析 ，得 出
重影 响水 泥混凝 土路 面的使用 性 能和使用 寿命 。
弯 沉一荷 载 的回归 曲线 ，通 过 回归 直线 的斜率 或截距 分析板底 是
浅谈现有水泥面板脱空检测方法及评价
基 （ ） 之间将 出现微小 的空隙 ， 垫 层 即出现了板下局 部脱 检测法 也存 在一定 的缺 点 ， １ 施 时困难 较大 ， ： 如 ． 实 如 要 空， 或称为原 始脱 空区 。 同时温度 、 度 的变 化 ， 湿 以及板 观测板块 是否 垂直位移 或翘动 ， 需要等待较 重 的大 型车 内温 度 的 非线性 分布 ， 起板 向上 或 向下 的翘 曲， 引 加速 辆通 过板角 ， 检测速 度慢 ， 测人 员较为危 险； ． 检 ２实施受
检 测 时 ， 般 可根 据 经 验 对脱 空 的大 致 情 况 进行 定 性 当于Ｂ 一１０重 型标准 汽车 ， 一 ＺＺ ０ 弯沉 仪的 测点与支座 应 的判 断 。 用 的 板 底 脱 空 区 的定 性 判 断 方 法有 ： 常 ①重 放 在 相邻 板板 上 ， 测 方法 如 图Ｉ 后 轮着 地 矩形 的边 检 。 型 车 辆 通 行 时， 处 于相 邻 板 处 能感 觉 到 垂 直位 移 和 缘 离横 向接 缝 的距 离 不大于 ｌ ｃ 贝克曼 梁 的变 位感 人 Ｏ ｍ， 板块翘动； ②板 角相 邻 两 条 缝 的 填 缝 材料 产生 严 重 剥 应 支点尽量 接近 缝边 ， 贝克 曼梁 的中间支 点及百分 表 支
否脱 空 ， 缺陷 与贝克 曼 梁一样 ， 其 即未考虑 路面结 构 组 合、 面各结 构层 强度 和厚度 、 间是否 设 传力 杆或 拉 路 板 杆、 基类 型和强 度等 对 回归曲线截距 的 影响 ， 直 接 路 而 规 定一 个截距 判定其是否脱 空， 是不科学 的。 这 Ｆ Ｄ多级 加载 法 虽能判定一 部 分 路面脱 空 ， 是 Ｗ 但 与钻 孔取 芯 相 比对 ， 其准确 率通 常在 ７ ％左 右， ０ 回归曲
２ 优缺点分析评价 ． ２
水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究
还会使得路面出现断裂 的现象 ， 因此在这样 的情况下一定要采取相 应的措施进行维修 ， 否则就会出现非常严重 的安全隐患。 ２ 落 锤 式弯 沉 仪 对水 泥 混 凝土 路 面检 测 落锤式弯沉仪是直接量 测行 车荷载或模拟 的行车荷载下路表 的弯沉盆 ， 以分析实 际荷载作用下的路面的动力 刚度组成 ， 准确预 估路面的承载能力的弯沉量测仪器 。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通常情况下 ， 落锤式弯沉仪在对水泥混凝土路面板底进行检测 时， 会采用单位多级加载的形式 ， 在每一级上不断累加 ， 这样就可以
要 的意 义 。
１ 水 泥 混凝 土 路面 板 底 出现 脱 空 现象 的 原 因 １ ． １ 道路施工的地质条件。由于道路施工现场的地形 、 地质和地貌 通过弯沉程度的大小来判断出脱空 的使其情况。其次 ， 随意在路面 都存在着很大的差异 ，所以即使在同一个地段进行填挖方施工 ， 但 上选择一个位 置， 并用落锤 多次锤敲， 以此来检测 出路面的弯沉值 ， 是因为这一因素的影 响，其施工 的条件还是存在着不小 的差异 ， 这 在这一过程中 ， 施工人员一定要注意落锤的力度 ， 应该逐次加力 ， 只 些差异就会使得施工 中， 施工路段 的路基出现不同形式和不同程度 有这样 ， 弯沉 的测量值才会呈现依次递增的状态 。在弯沉值与落锤 的沉降现象 ， 如果沉降量非常大 ， 就必然会导致板底的基础会承受 力 关 系平 面坐 标上 可 以 用 ４个 点 拟合 出一条 曲线 ， 它 应该 是 一 条 斜 非 常大 的荷 载 ， 情 况 如 果 得 不 到 有 效 的 控制 ， 就 会 出 现板 底 脱 空 的 线 ， 因为 水 泥板 受 到 冲击 力 作用 而 产 生 弹性 变形 。当 水 泥板 与 地 层 现象 。 紧密接触时 ， 这 条斜线 的延长线应该通 过坐标原 点； 当水泥板与地 １ ． ２ 交 通 荷载 的逐 渐 累积 。 通 常 情况 下 ， 水 泥 混凝 土 路 面在 运行 的 层 脱 空 时 ， 这条 斜 线 的延 长 线则 不 通 过 坐标 原 点 。 过程 中能够体现 出非常大的刚度 ， 所 以如果路面结构 的受力十分均 ３ 探 地雷 达 对水 泥混 凝 土路 面 进行 检 测 匀 ，对整个路面 的刚度和强度以及稳定性都不会产生非常大的影 ３ ． １ 雷达检测脱空的原理。探地雷达作为工程物探 检测 的一项新
水泥混凝土路面板底脱空的检测方法与影响因素分析
水泥混凝土路面板底脱空的检测方法与影响因素分析摘要：水泥混凝土路面随着长时间的使用，受到环境或者交通量方面因素影响，底板脱空问题频现，导致道路出现错台或者断板病害。
因此，在路面检修过程当中，需要检测人员利用技术手段对于路面底板的脱空问题进行检测，分析问题原因，结合实际情况选择解决措施。
下文简要论述常用的检测方法，之后梳理影响混凝土路面出现底板脱空问题的因素，结合工程实例，对于解决措施的应用进行探讨，以供行业人员参考。
关键词：水泥混凝土；路面；板底脱空；检测方法；影响因素引言：在公路工程建设阶段，混凝土路面因为对荷载适应能力强、材料本身刚度好、维护成本低等优势，适合应用在工程建设。
但是，公路使用过程也会伴随磨损，加上其他因素导致路面底板出现开裂或者脱空问题，影响道路交通，威胁行车安全。
底板脱空属于混凝土路面典型病害，根据病害特点，选择检测方法，寻找病害成因，制定解决措施极为重要。
一、水泥混凝土路面底板脱空检测方法（一）观察法所谓观察法检测就是检测人员到现场观察道路裂缝情况和接缝情况，对底板脱空问题进行初步判断。
在观察过程，如果受损位置有重型车辆驶过，人员正在相邻底板位置能够明显感觉底板出现翘动或者垂直移动情况。
但相邻底板错台距离高于5mm，代表较低的底板存在脱空问题。
此时，检测人员还可以结合填缝材料受损程度、底板翘曲位置以及错台情况进行综合判断[1]。
（二）弯沉法弯沉检测法的应用种类相对较多，常见的有以下几种：第一，利用落锤弯沉仪，采取多级加载方式进行检测，分别对道路实施60kN、80kN和100kN的压力，对于路面板的边缘、板角等位置采取测试，借助荷载板中心弯沉、分级荷载等采取回归分析，获得回归曲线，根据回归直线截距、斜率等对于底板脱空问题进行判断。
第二，利用贝克曼弯沉仪进行监测，利用载重量10t汽车配合弯沉仪共同检测，利用仪器设备对于横向接缝的两侧和角点相距30～50cm位置弯沉情况进行测量，得出横向裂缝或者街坊平均弯沉值。
混凝土路面板下脱空的原因及主要判别方法
容忽视 。荷 载作用在路 面板不 同部位时 ，所产 生的弯沉量 不 同 ，板角 锤式弯沉仪 来检测弯沉值 。 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 差 异 ，路基 的累计变形量 也不 同 ，板角 隅处最大 ，板边缘 次之 ，板 中
１ 路基 的不均 匀变形 ． ３ 公路 为线 形结构物 ，由于线路 经历许 多具有复 杂工程地 质条件 的 区域 。因此 ，路基 的物质组成 、地质构 造 、地 貌 、地 表水 、气候 及地 下水 等条件存在着较 大 的差异 ；即使在 同一 区域 ，填 方段 、挖方段 、
１ 能 够极大地反 映出板下脱 空的实 际情 况 。 ） ２ 选取 的判定指标 ，快速 、简单 、适用 。 ） ３ 指标要 可靠稳定 ，离散性 小。 ）
建 筑 施 工
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩ ＯＮ
混凝土路 面板 下脱 空的原 因及主要 判别 方法
董 艳 杨 朝 晖
１中 交路 桥 技 术 有 限公 司 １ ０ １ ． ００８ ２长 安 大学 ７ ６ ． １０ ４ ０
摘 要 ：本 文 详 细介 绍 了水 泥混 凝 土板 下 脱 空 的 原 因 ，提 出 了判 别 的原 则 并 建 议 采 用 弯 沉 指 标 和 直 观 法 相 结 合 的判 别 方 法 。
ｄ ｆｅ ｔ ｎｉ ｄｃ ｔｒ ｎ ｕｉｉｅｏ ｅＣｏ ｂｎａｉ ｎｏ ｃ ｉ ． ｅ ｃｉ ｎ ｉａｏｓａ ｄｉ ｌ ｏ ｎｔ ｔｖ ｎｔ ｍ ｉ ｔｏ ｆｃ ｈ ｈｅ ｋｎｇ Ｋｅ ｒ ｓ ｖ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌｂ， ｒ ａ ｏ ｆ ｒ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌｂ， ｄ ｔｒ ｉ ｔｏ ｔｏ ｙｗｏ ｄ ： ｏｄｂ ｎ ａｈ ｓａ ｅ ｓ ｎ ｏ ｄｂ ｎ ａｈ ｓａ ｖｏ ｅｅｍ ｎａｉｎｍｅｈ ｄ
水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法
水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法一、前言水泥混凝土路面在长期的使用和自然力的作用下，可能发生底脱空病害。
底脱空病害是指水泥混凝土路面板与路基之间存在空隙，造成路面板下沉和损坏的状况。
为了确保路面使用寿命和交通安全，需要及时检测和修复底脱空病害。
本文将介绍一种具有实用性和可行性的检测判定方法和施工工法。
二、工法特点该工法采用无损检测和修复结合的方法，能够精确判定底脱空病害的位置和程度，并采用适当的施工工法进行修复。
工法特点包括定位准确、操作简便、结果可靠、修复快速等。
三、适应范围该工法适用于各类水泥混凝土路面，包括高速公路、城市道路、机场跑道等。
适应范围广泛，能够满足实际工程的需求。
四、工艺原理该工法基于无损检测技术，通过地面雷达和红外热像仪等设备对水泥混凝土路面板下的空隙情况进行探测和分析。
根据检测结果，采取相应的措施进行修复，包括填充材料选择、填充方法等。
五、施工工艺施工工艺包括以下几个阶段：前期准备工作、无损检测、空隙修复等。
前期准备工作包括确定施工区域、清理路面、准备材料等。
无损检测阶段使用地面雷达等设备对路面板底部情况进行检测和分析。
根据检测结果，选择合适的填充材料和方法进行修复。
六、劳动组织劳动组织包括施工人员的组织和安排，确保施工工序的顺利进行。
根据工期和工艺要求，制定合理的施工计划和人员配置。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括地面雷达、红外热像仪、振动板等。
地面雷达用于无损检测，红外热像仪用于确定路面板下的空隙情况，振动板用于填充材料的压实。
八、质量控制为确保施工过程中的质量达到设计要求，需要采取相关质量控制方法和措施。
包括材料质量检查、施工记录、填充材料的密实度检测等。
九、安全措施施工中需要注意的安全事项包括施工人员的个人防护、设备安全操作、施工现场的安全等。
特别是对施工工法的安全要求，例如在气温较低时避免填充材料冻结等。
水泥混凝土路面板底脱空检测方法及封堵技术研究
水泥混凝土路面板底脱空检测方法及封堵技术研究作者：孙文静王彬来源：《城市建设理论研究》2013年第24期摘要：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。
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。
目前脱空的判别方法主要有人工判别法、贝克曼梁、FWD和探地雷达法。
板底封堵技术是常用的脱空处治方法，其施工工艺主要包括钻孔、制浆、压浆、养生、封孔清场和封堵效果检测等步骤[1]。
关键词：水泥脱空检测封堵中图分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：1脱空的机理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,虽然板可以在荷载驶离后恢复原状,但路基则残留着部分不可恢复的塑性变形,虽然每次荷载作用后路基所残留的塑性变形量极其微小,但经过数百万、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。
这样,在重车荷载的反复作用下,在路面板角隅和板边缘处就形成了板底同路基顶面间的脱空。
大量的试验数据也表明,路面板的板角和板边是最有可能存在脱空的部位。
脱空检测的方法目前,我国公路养护管理部门在水泥混凝土路面脱空检测和评定方面仍以定性方法为主,难以实现脱空程度的量化判别,因此,开展板角脱空的定量评定方法研究具有重要的实用价值。
当前水泥混凝土路面板底脱空常用判别方法2.1 人工判定法目前，在某些特定的情况下，技术人员只能凭经验来大致判定水泥混凝土板的脱空状况。
非施工期间水泥混凝土板的裂缝、断板以及较大的破碎板块，可以通过相邻板块之间的错台、路面唧泥、车辆行驶通过水泥混凝土板块发出的声音来来判断是否脱空。
水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究
水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究水泥混凝土路面接缝较多，对超载较为敏感，易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害，从而导致路面的破损，影响行车的舒适性和安全性。
水泥混凝土路面板底脱空的及早处理是延长混凝土路面使用寿命的关键环节。
前期可采用落锤式弯沉仪与探地雷达相结合的方法探测板底脱空部位及板下各承层病害，并对病害部位进行处治，对处治效果做出科学评价。
导致脱空的四种因素路基土的不均匀沉降变形路基的物质组成、地质构造、地貌、地表水、气候及地下水等条件存在着较大的差异，即使在同一区域，填方段、挖方段、半填半挖段之间也有很大的不同。
将不可避免地导致路基在纵向、横向上产生不均匀沉降。
沉降量大的区域就形成了板下基础的不均匀支承。
交通荷载的累积作用水泥混凝土面板具有很大的刚度，基础均匀支撑时，对路基的强度要求不高。
当交通荷载作用于路面时，面板会产生一定的弯沉变形，量重复作用导致了局部的不均匀支承。
环境温度的影响由于现场浇筑的混凝土的水泥浆下渗，使得板与基础之间形成一个具有一定抗剪能力的整体材料，但受温度的影响，板要伸缩，反反复复的作用，使得水平抗剪能力下降。
同时，板内的温度的非线性分布，引起板向上或向下的挠曲，加速了板与基础的分离，致使水泥混凝土板局部范围不再与基础保持连续接触，即板下局部出现了脱空。
地下水对路基的影响在自然环境下，由于纵缝、横缝的存在，当板下基础出现不均匀支承后，大气降水或融化雪水会沿缝隙下渗，并积滞在上述脱空区域内。
当交通荷载驶过板体时，板体回弹使板底形成瞬时真空，这种负压进一步让水进入原始空隙中，随着板下水的积累，基础材料趋向于自由水饱和状态，开始表现为汽车荷载驶过时冒水现象。
在重型荷载的频繁作用下，板后方的边缘或角隅先向下弯沉，将脱空区内积滞的水挤向前方，而后车轮行驶到板前方时，又将水挤向后方。
在相对狭小的脱空区域内，高压水的反复冲刷，使得板下基础中的细料部分成为自由水中的悬浮颗粒，随即被挤出缝隙，这就是唧泥。
水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究的开题报告
水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究的开题报告一、研究背景水泥混凝土路面是公路建设中最常见的路面类型之一，是公路基础设施中重要的组成部分。
随着交通运输业的不断发展，水泥混凝土路面的使用寿命越来越短，出现了许多问题，其中一个较为常见的问题就是路面板底脱空。
路面板底脱空是指路面的混凝土板底部出现空隙或不粘贴现象，出现的原因可能是施工时配合比不合适、振捣不充分、抹平力度不到位、养护不当等。
这种问题严重影响了路面的耐久性和使用寿命，如果不及时处置，会给行车安全带来威胁。
目前国内外针对水泥混凝土路面板底脱空问题的研究较少，特别是在脱空的判别方法和处治技术方面还比较薄弱。
因此，开展针对水泥混凝土路面板底脱空的判别方法和处治技术研究意义重大，对于保障公路交通安全和提高路面使用寿命具有重要作用。
二、研究目的和内容本研究旨在探究水泥混凝土路面板底脱空的判别方法和处治技术，以便更好地保障公路交通安全和提高路面使用寿命。
具体内容包括以下几个方面：1.分析水泥混凝土路面板底脱空产生的原因及危害，明确判别方法的研究意义。
2.总结水泥混凝土路面板底脱空的判别方法，包括现场观察法、声波检测法、红外线检测法等，分析各种方法的应用范围和优缺点。
3.探讨水泥混凝土路面板底脱空的处治技术，包括注浆加固法、搭接法、动力加固法等，分析各种方法的适用条件和效果。
4.通过现场试验和数据分析，比较各种判别方法和处治技术的效果，提出最佳的方法和建议，为路面维护提供参考。
三、研究方法本研究采用实验、调研和理论分析相结合的方法进行。
具体措施包括：1.利用现场实验平台，收集不同地域、路段、交通量的水泥混凝土路面板底脱空数据，分析其产生原因和特征。
2.对比各种判别方法的原理和应用范围，通过现场试验对比效果，得出最佳的判别方法。
3.总结不同处治技术的适用条件和效果，通过现场试验对比效果，得出最佳的处治方案。
4.通过调研和理论分析，结合实验数据，得出结论和建议。
水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法(2)
水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法水泥混凝土路面板底脱空病害的检测判定与施工工法一、前言水泥混凝土路面广泛应用于城市道路、高速公路等各类交通工程中，但在使用过程中常常会出现底脱空病害，严重影响路面的使用寿命和交通安全。
本文旨在介绍一种有效的检测判定与施工工法，以提供解决该问题的可行方案。
二、工法特点该工法采用灌浆注浆技术，结合现场应力监测和变形观测等方法，通过检测路面板的应力变化和变形情况，判断是否存在底脱空病害。
然后，通过施工工艺对底脱空病害进行修复，保障路面的稳定性和使用寿命。
三、适应范围该工法适用于各类水泥混凝土路面，尤其是长期使用后出现底脱空病害的路面。
它可以应用于城市道路、高速公路、机场跑道等各类交通工程。
四、工艺原理通过施工工法与实际工程之间的联系，分析和解释采取的技术措施，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
该工法基于以下原理：1. 底脱空病害的形成原因是路面板与基层之间的变形不匹配，导致应力集中和板底的空隙形成。
2. 底脱空病害会引起路面板的沉降和变形，进而影响路面的平整度和使用寿命。
3. 通过灌浆注浆技术可以有效填充路面板与基层之间的空隙，提高路面的稳定性和承载能力。
五、施工工艺该工法包括以下施工阶段：1. 施工前准备：清理路面，排除障碍物，确定施工区域。
2. 检测判定：采用现场应力监测和变形观测等方法，判断路面板是否存在底脱空病害。
3. 施工准备：根据检测结果确定灌浆注浆的施工计划，准备所需材料和设备。
4. 灌浆注浆：将混凝土灌浆液注入路面板与基层之间的空隙，填充并固化，修复底脱空病害。
5.整平养护：通过机械整平，并进行养护保养，确保修复后的路面平整稳定。
六、劳动组织根据施工工艺的要求，合理组织施工人员，确保施工过程的顺利进行。
包括施工队伍的组织和协调、分工和配合等。
七、机具设备该工法需要使用以下机具设备：1. 水泥搅拌机：用于制备混凝土灌浆液。
2. 注浆泵：将混凝土灌浆液注入路面板与基层之间的空隙。
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。
水泥混凝土路面板的脱空判别方法探讨
摘 要： 水泥混凝土路 面板底脱空， 对路面的破坏较大。根据威斯特卡德路 面弯沉计算理
论， 综合考虑接缝传荷能力和地基状况， 建立判定板底脱空方法， 并进行 了实例验证。
关键 词 ： 泥混凝 土路 面 ； 底脱 空 ； 别 方法 水 板 判 中图分 类号 ： ４ ６ ２ ６ Ｕ １ ． １ 文献 标识 码 ： Ｂ
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建立板底脱空判定方法 。当不考虑地基反应模量的 变化时 ， 荷载 尸作用于板边角隅时板边 Ａ的挠度 由
文章 编号 ：０８８４ ２０ ）４０６ ‘２ １０ ４ Ｘ（０６ ０ ‘０ ００
水 泥 混 凝 土 路面 板 的脱 空判 别 方 法探 讨
曹 才勇 陈湘 亮 ，
（． １ 湖南省路桥通泰工程有限公司 ， 湖南 长沙 ４ ００ ；． １０ ４ ２ 湖南大学 土木工程学院 ． 湖南 长沙 ４ ０ ８ ） １０ ２
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浅析水泥混凝土路面板底脱空
浅析水泥混凝土路面板底脱空1. 前言路面板在均匀支撑情况下，面层可保持其整体性。
但由于长期的荷载应力和环境因素的双重影响下，水泥混凝土路面板和基层之间产生空隙，出现脱离，从而形成脱空。
由于脱空区的存在，使水泥混凝土路面板的支承情况发生改变，将引起严重的应力集中和过量的弯沉，严重影响了其承载能力。
2.有限元模型的建立根据弹性地基上有限尺寸薄板理论，视路面结构为弹性层状体系，建立空间三维模型，进行有限元计算分析。
混凝土面板按长×宽=5m×4m的几何尺寸进行计算，基础扩大尺寸取9.4m×8.4m。
在模型的基层位置进行脱空处理，脱空尺寸分别取40cm×40cm、80cm×80cm、120cm×120cm，脱空厚度取1mm～20mm。
路面各结构层主要计算参数参考相关文献[1][2][3]。
3.有限元结果与分析3.1板角脱空结果分析分别采用轴载为100kN、150kN、200kN、250kN、300kN的车辆荷载对脱空模型进行计算，分析不同轴载对结构最大拉应力和最大竖向位移的影响。
当板角脱空面积为80cm×80cm，车辆荷载作用于脱空区的上方时，面层由原始状态的受压结构变成了受弯拉结构，即面层受到的最大拉应力由面层底部转移到了面层顶部。
同时，该结构在横向和纵向的边缘出现了应力集中。
结构最大拉应力的数值由正常状态时的0.345MPa增加到了脱空状态下的0.858MPa，增幅达148.70%；结构最大竖向位移也从0.389MPa增加到了0.719mm，增幅达84.83%。
这些数据说明板角位置一旦发生脱空，水泥混凝土内部的拉应力将急剧增加，对结构造成的危害不可忽视。
除此之外，随着荷载和脱空面积的增大，不同位置处的板内应力急剧增大，当脱空面积为120cm×120cm、轴重为300kN时，板角的应力达3.7MPa以上，接近水泥混凝土的极限强度5.0MPa，如果再考虑温度应力的影响，路面结构很有可能会出现一次性破坏。
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： A0 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。
浅谈混凝土路面脱空检测方法
浅谈混凝土路面脱空检测方法发布时间：2023-04-26T09:05:09.565Z 来源：《工程建设标准化》2023年38卷第1期作者：何海燕[导读] 随着我国公路建设发展，大量混凝土路面投入使用，已有混凝土路面在使用周期出现不同程度的病害，何海燕重庆交通大学重庆市 400030摘要：随着我国公路建设发展，大量混凝土路面投入使用，已有混凝土路面在使用周期出现不同程度的病害，已严重危害到行车使用安全及道路寿命，其中路面板脱空引起的早期病害更应引起重视。
路面脱空状态复杂，后期维护治理困难，不合理的维护可能使路面损坏加剧，是困扰公路部门的一大难题。
本文对不同混凝土路面脱空检测方法进行分析探讨，为进一步研究混凝土路面检测新方法和防治脱空做好准备。
关键词：混凝土路面板；板底脱空；脱空检测技术；FWD；瞬态冲击响应法；1 引言实际生活中，混凝土路面在实际使用过程，经受长期的车辆荷载重复作用，长期以往板下基础产生不同程度的塑形变形。
局部范围混凝土板便不能与板下基础连续接触，逐渐形成板下脱空。
道路上急剧增加的车辆及车载量，见证着国家经济社会的快速发展，某省道上超载者甚至达到了百分之七十以上，超载吨位则达到了百分之六十至百分之一百及以上。
过大的车辆荷载给道路带来了不同程度的损害。
路面板厚度对脱空的影响也是不可忽视的因素，当路面板尺寸增加时，路面板寿命减小加快，双轴载比单轴载对路面板寿命影响大得多，超载作用时路面板寿命极急剧减小。
脱空程度相同时，板厚的减小，使脱空路面板寿命急剧减小，当板厚增加时，不同脱空状态下的混凝土路面寿命均有显著增加。
2 混凝土路面脱空形成机理混凝土路面板通常直接铺设在支撑均匀的路基上，因为混凝土路面具有很大的刚度，对路基的要求并不高。
当车辆荷载作用于路面板上时，面板产生一定程度的弯沉变形，板的弯沉带动连续连接的路基，路基产生塑性变形，车辆荷载驶过卸载过后路面板恢复原有形状，而路基所产生的塑形变形存在残留变形。
砼路面板脱空检测方法综述
砼路面板脱空检测方法综述1基于经验的脱空检测法在没有专门的仪器设备进行脱空检测时,一般就根据经验对脱空的大致情况进行定性的判断;以及在使用专门设备进行定量判断以指导灌浆时,也依据经验方法对脱空区进行定性地寻找.常用的板底脱空区的判断方法有:①重型车辆通行时,人处于相邻板处能感觉到垂直位移和板块翘动;②板角相邻两条缝的填缝材料产生严重剥落的破坏;③相邻板出现错台5mm以上时,位置较低板一般有脱空存在;④板的接缝和裂缝产生唧泥的位置;⑤板的接缝两侧弯沉差大于0·06mm处;⑥人工使用大锤敲打板块时有脱空的回响声。
2基于落锤式弯沉仪(FWD)脱空检测法早在上世纪70、80年代,国外对刚性路面板下脱空课题的研究颇为重视.文献的研究表明,在当时准确地进行砼板下脱空状况的评定是很困难的,只能从外观调查进行评判.一般判定地基是否脱空多采用经验方法,由板角弯沉断面图进行脱空评定的方法,即由FWD(或其它动力弯沉仪)实测“一定荷载作用下砼路面的板角弯沉,并绘制成弯沉断面图;当实测弯沉值大于标准板角弯沉值时,则认为砼板下存在脱空”;但此方法存在两点不足之处:①标准板角弯沉值难以确定,②如果各接缝的荷载传递情况变化较大时,这一弯沉断面法将导致错误的结论.并且,加拿大的Wu.s-s的试验研究结果表明:当只用弯沉一个指标来评定脱空时,该方法并不可靠,评定结果与实际情况不一致.1990年唐伯明在道路试验槽内制作了三块长300cm,宽250cm,厚18cm,并在板之间设置了拉杆,在板边和板角位置设置了脱空区域.其主要结论为:①随脱空尺寸的增大,实测弯沉值明显增大,但其弯沉盆的形状并无多大变化,随脱空尺寸的增大整个弯沉盆近似的向下平移、盆变深,即弯沉盆与坐标轴包围的面积不断增大;②地基脱空对路表弯沉盆的影响是显著的,但改变接缝的传力装置(切断传力杆),对弯沉盆有同样的影响效果,可见要将两者的影响区分开来是不容易的.作者通过有限元理论分析,结合FWD在南京机场跑道检测的应用情况建立了一种简洁实用的脱空评定方法———比较分析法:①进行缝边板角处的FWD弯沉测定,以获取板角弯沉,接缝传荷系数;②根据上述的δ、E 及已知的面板厚度,可求得地基反应模量及接缝的传力杆系数CW,并计算出K/Kj 之值;如果K < Kj,则说明砼板角下存在脱空,因为大量的试验研究表明:当砼面板均匀支承时,应有K接近于Kj;③根据K、CW及K/Kj,可以初估砼路面缝边板角处地基的脱空尺寸.因此,基于FWD的脱空检测方法,其对应的地基弹性模量的反演成了关键性的问题,它直接影响到对脱空状态的判定.因此,许多学者都在这一领域内开展了一系列的研究工作.东南大学的张宁在大量分析缝边、板角实测荷载—弯沉曲线特征的基础上,提出了以传荷状态临界荷载及其对应弯沉为判定指标的脱空评定方法,编制了适合工程实际应用的脱空评定系统软件并在宁杭公路句容段,应用上述脱空评定系统软件对其中的几块板进行了评定以检验该软件的实际使用效果;随后,张宁又以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行排除了接缝传荷状况不确定的影响.最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用其对水泥砼路面板下脱空进行快速评定.张建华等通过对旧水泥砼路面状况调查和检测,应用FWD实测弯沉盆,用几种不同的方法来评定砼路面板的脱空状况.评定结果表明,用FWD结合有限元分析能对板下地基脱空状况进行较为准确的评定.姬亦工等系统地研究了粘弹性层状地基上板的动力响应及结构材料参数识别方法.在一次样条半解析法求解粘弹性地基动力柔度系数的基础上,应用子结构法求解了粘弹性层状地基上板的动力响应.应用快速傅立叶变换将落锤式弯沉仪(FWD)所记录的荷载和时程反应曲线转化为频域内的一系列稳态振动.进而利用系统识别技术在频域内反算结构材料参数.数值分析结果表明,该方法能有效地识别结构参数.查旭东据三层BP神经网络模型和弹性层状体系理论,结合JII·S FWD研究了层状体系路面的模量反算.通过理论和实测弯沉盆的反算,比较了精确网络与噪音网络的反算能力,从而提出了人工神经网络实现模量反算的关键技术.噪音网络与国内外常用反算程序的比较结果表明,神经网络法的反算结果具有良好的精度和可靠性.随后,他根据最优化问题的权值条件[17],将模量反算转化为非线性映射求零点的问题,结合数值微分计算弯沉对模量的一阶和二阶偏导数,建立了基于同伦方法反算路面模量的数学模型;并采用LI-YORKE算法求解微分方程初值问题跟踪同伦曲线,获得模量的反算结果,在此基础上编制了相应的模量反算程序,通过对3种路面结构的落锤式弯沉仪(FWD)的实测弯沉盆进行模量反算,井与国内外其它反算程序比较,验证了同伦方法反算结果的精度和可靠性.同时,通过选取不同初始值进行反算比较,验证了同伦方法的大范围收敛性和反算结果的稳定性.结果表明,采用同伦方法进行路面模量反算有效地解决了常规最优化算法的初始值和局部收敛的问题,是一种精度高、速度快、效率高、结果稳定且大范围收敛的模量反算方法.王陶利用有限单元法建立了可考虑接缝和地基脱空的刚性路面位移计算模型.模拟生物进化过程,基于落锤式弯沉仪(FWD)实测板中弯沉盆数据,利用遗传算法建立了反演路面结构层模量的方法,最终提出了判定刚性路面板角(边)脱空面积的迭代方法.。
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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。
2.1、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。
2.2、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。
2.3、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，然后由接收天线接收，利用电磁波在路面结构层和路基中的传播和反射，根据回波的传播时间、波幅与波形，确定目标体的空间位置或结构。
电磁波理论认为当雷达脉冲在地下进行传播的过程中，遇到不同电性介质交界面时，由于上下介质的电磁特性不同而产生折射和反射，再使用相应雷达资料处理软件对数据文件进行预处理、增益调整、滤波和成图等方法的处理，最终得到各测线的成果图，以此分析水泥混凝土板下是否脱空，基层是否完好。
探地雷达检测后的判断方法，主要是通过对检测得到的图像进行分析。
目前，超声波探地雷达应用于水泥混凝土路面脱空检测的研究已有开展，但设备昂贵，而且脱空识别的精度和根据测量数据进行脱空评定的方法还不够完善，也没有明确的技术指标及其判断标准，主要是由经验丰富的专家进行分析判断。
2.4、弯沉指标判别方法目前通过弯沉指标判断板底脱空的方法很多，包括贝克曼梁脱空判别法和落锤式弯沉仪检测法。
贝克曼梁弯沉仪（Benkelman Beam，BB）是1953年在AASTO 道路试验时研制的，正是AASTO道路试验将弯沉指标首次应用于刚性路面的评价中。
我国《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）中规定，采用用黄河JN150作为检测车，其后轴重100kN，用5.4m贝克曼梁检测板角和板边的弯沉，凡弯沉值大于0.2mm判定为脱空。
该方法的特点是操作简单、精度较高和设备要求不复杂，是工程单位常采用的一种方法。
落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，FWD）是目前先进的路面弯沉检测设备，它具有无破损、测速快、精度高等优点，并很好地模拟了行车荷载作用，检测结果为弯沉盆数据，其应用范围主要是在路面养护管理（比如脱空检测与评定、路面结构承载力测定等）方面。
落锤式弯沉仪仍以弯沉作为判别指标，常采用弯沉对比法，即由FWD实测的弯沉与理论计算弯沉Wc’进行比较，当Wc>Wc’，说明混凝土板下存在脱空。
此外还利用板边弯沉差、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。
继落锤式弯沉仪之后，新一代滚轮式弯沉仪（Rolling Wheel Deflectometer，RWD）正处于研究阶段，它是采用高频激光扫描，连续地记录行驶中的测试车在路表产生的弯沉，所得弯沉结果更为符合实际，具有实时、准确和高效的特点，但应用于路面板脱空检测还有待时日。
（1）多级加载轴距法轴距法是根据FWD的检测结果回归得到不同荷载作用下弯沉盆中心处弯沉值和荷载的线形关系，进一步计算得到该回归曲线的弯沉截距值，进行判断，见示意图3。
图3 FWD截距法计算示意图图4 夹角计算法示意图根据图9可知，当回归后得到的弯沉值截距大于50um时，认为其板下出现脱空，当该值小于50um时，认为其板下不存在脱空。
（2）弯沉盆夹角法夹角法是利用FWD检测得到的弯沉盆曲线进行脱空的判断。
首先画出弯沉盆曲线图，对距离FWD承载板中心处30cm与180cm的弯沉测试点进行连线，经过距FWD承载板中心180cm的弯沉测试点作一水平线，利用这两条直线之间的夹角Q进行脱空判断，见图4[3]。
通过反正切公式可以计算出Q，但是由于实际测试中Q值非常小，通常计算时统一把距FWD承载板中心距离为30cm与180cm的弯沉点之间的水平距离统一为609.6um来放大计算的结果，以便于直观的判断脱空，Q的计算公式为：（2-1）式中D30、D180分别表示距FWD承载板中心30cm、180cm处传感器测得的弯沉值，如果Q大于等于22°，则认为板底存在脱空，否则认为板底不存在脱空。
（3）弯沉值与荷载的斜率FWD测量得到的弯沉盆曲线含有荷载作用下的水泥路面板大量的响应信息，荷载状态下弯沉盆曲线的形状和特性将会发生变化。
针对脱空与非脱空状态下，FWD荷载作用下的弯沉盆曲线特征分析，同时利用有限元对FWD的加载过程进行数值模拟，根据理论计算结果：弯沉值与荷载的斜率能够用于对板底是否脱空的判断，但需要针对荷载作用位置的不同，提出不同的标准。
同时该标准还与路面结构状况有很大关系。
（4）弯沉盆曲线的平缓度通过理论研究分析及计算可知，在某些脱空状况下，FWD测量得到的弯沉盆曲线会在一定的范围内趋于平缓，即随着离FWD作用中心的距离的增加，弯沉值减小缓慢或出现增大的趋势，与不存在脱空时相比，随着离FWD作用中心距离的增加，弯沉值迅速减小，但该指标并未计算相应标准，在实际应用过程中，可以根据FWD测量的弯沉盆曲线直接进行人工判断。
（5）弯沉指数法影响路面板在荷载作用下的弯沉因素很多，板上任意一点的弯沉与荷载和路面结构有关，荷载因素包括荷载大小P、荷载作用面积S，荷载中心点作用位置（xp、yp）、路面结构因素包括面层平面尺寸（板长L、板宽B）、面层厚度h1、面层模量E1，基层厚度h2、基层模量E2、土基模量k、基层超宽Ba，层间接触状况c、传力杆剪切刚度Cw、脱空大小Lv。
若以单一弯沉指标进行板底脱空的判别，需要考虑的因素太多，因此引入板角和板中弯沉比值的弯沉指标值，定义为弯沉指数DI，其定义描述如下。
DI= wl / wz（6-2）式中：wl——荷载作用于板角位置时板角测试点的弯沉值；wz——荷载作用于板中位置时板中测试点的弯沉值。
这样可将荷载作用大小P与面积S、地基参数k几方面因素对弯沉的影响以比值的形式消除，将面层参数（面板厚度h1，面层模量E1）以刚度半径l一个参数表征，从而使得参数简化，通过归纳得到路面板平面尺寸影响系数、接缝传荷影响系数、板角脱空影响系数的回归计算式，并研究测点偏移、温度梯度和半刚性基层超宽等因素对实测弯沉的影响，在此基础上建立利用FWD和贝克曼梁弯沉试验结果定量判断板角脱空范围的方法，并通过室内试验及现场弯沉测试对该方法进行验证[4]。
3 小结通过对水泥混凝土路面板的损坏调查发现接缝处由于水的渗入及行车荷载的反复作用，造成接缝处基层的水冲刷，从而形成板底脱空，通过对板底脱空的形成机理分析及演变发展规律的推定，得出了板底脱空主要发生在路肩侧的行车道边缘，且沿着车辆行驶方向，驶近板板角处较驶离板板角处脱空明显，然后回顾了路面弯沉检测设备的发展演变及其各自的工作原理与测试方法，并总结了板底脱空检测的几种判别方法，重点对利用FWD弯沉数据及弯沉盆特征判断板底脱空的方法进行详细介绍。
参考文献：姚祖康．水泥混凝土路面设计，安徽科学技术出版社，1999周玉民. 水泥混凝土路面脱空状态下的结构分析[D], 同济大学硕士论文，2004李昌铸，卢铁瑞，刘月莲等. 水泥混凝土路面再生利用关键技术，人民交通出版社，2010赵军. 刚性路面板底脱空检测评定的理论与方法[D]，同济大学交通运输工程学院博士论文，2006。