水泥路面板加鋪瀝青面層后板底脫空檢測技術(shù)

聶璐林

（中交四航局第二工程有限公司，廣東廣州 510230）

在對舊路改造措施方法中，最常用的方法就是加鋪瀝青面層法，其優(yōu)勢在于效率高、工期短、操作簡便，但劣勢在于面板底會有脫空情況發(fā)生，雨水滲透量大或行車荷載過大時，對路面的安全性有一定影響，導(dǎo)致坑槽、唧泥和壓裂的情況時有發(fā)生，甚至導(dǎo)致整塊板體出現(xiàn)斷裂的情況。在實(shí)踐中的檢測方法最常用的是多種板底脫空檢測評價方法，加鋪瀝青面層法剛性體與彈性體結(jié)合以后，其工作原理對原有受力模式發(fā)生質(zhì)的變化，使現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)無法滿足原水泥板的脫空評價方法，急待研究出一種適合加鋪瀝青面層法的客觀評價方法。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于香洲區(qū)主城區(qū)，起點(diǎn)位于香洲區(qū)人民醫(yī)院附近，與完成改造的蘭埔路西段進(jìn)行對接，沿線貫穿白石路、桂花北路，終點(diǎn)與迎賓南路相連接，道路設(shè)計全長約1.788km，道路等級為城市次干路，設(shè)計時速為30km/h，道路紅線的規(guī)劃寬度為24m，本次改造后道路寬度16～27.5m。具體施工建設(shè)的內(nèi)容為：部分路段改建、交通設(shè)施改造、照明設(shè)施改造、安監(jiān)設(shè)施改造、管線（含給水、雨污水等）改造、行車道瀝青罩面、人行道及附屬設(shè)施提升改造、交叉口改造、圓明新園正門前廣場景觀工程及停車場改造、部分商鋪前區(qū)鋪裝升級改造、拆除工程、綠化工程等。該項(xiàng)目位于香洲區(qū)主城區(qū)，起點(diǎn)位于香洲區(qū)人民醫(yī)院附近，對接已經(jīng)完成改造的蘭埔路西段，沿線經(jīng)過白石路、桂花北路，終點(diǎn)接迎賓南路，道路設(shè)計全長約1.788km。根據(jù)對本區(qū)出露的地層、地質(zhì)構(gòu)造資料分析及實(shí)地踏勘，本區(qū)應(yīng)定為區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性較好的地區(qū)?？紫端侵饕牡叵滤问?，埋深非常深，地基條件較好，適宜于各類建筑。

2 檢測指標(biāo)分析

日常實(shí)踐運(yùn)用中，及時監(jiān)測對比加鋪瀝青面層板底脫空的實(shí)際情況，實(shí)時監(jiān)測反射裂縫嚴(yán)重程度、彎沉、滲水、斜率、FWD 荷載—彎沉線性回歸曲線截距和唧泥等數(shù)據(jù)變化信息，較早發(fā)現(xiàn)干擾板底脫空的因素。通過抽取樣勘測獲取加鋪瀝青面層路面板角存在118 處鉆芯，其中有34 處已有脫空現(xiàn)象，對這118 處所對應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合對比分析。為減少溫度因素對分析結(jié)果造成干擾，在控制地面溫度值時，使用的主要方法為規(guī)范的落錘式彎沉儀（FWD）測試控制法，其最佳的溫度范圍為20~25℃之間。

2.1 彎沉

通常情況下，加鋪瀝青面層的表面附著較薄一層瀝青，水泥板底是彎沉支撐物質(zhì)的主要形式，在縱向受力下，錘擊力的力度被瀝青面層分散開來，減輕加載到水泥板上的錘擊力度，在同樣的荷載下，彎沉值也會跟著出現(xiàn)下降的情況。

對比118 個鉆芯位置樣本分析數(shù)據(jù)，彎沉超過18（0.01mm）的有34 處，而且其中已有27 處鉆芯檢測出現(xiàn)脫空情況，占彎沉總比超標(biāo)點(diǎn)數(shù)的79.4%；并且34 處脫空板角位置中，有27 處彎沉值都超出18（0.01mm），占脫空總數(shù)79.4%。由此可以證明彎沉判斷脫空情況的精準(zhǔn)度79.4%，脫空位置彎沉比18（0.01mm）大可能性為79.4%。

2.2 荷載一彎沉線性回歸曲線截距

國內(nèi)外工程實(shí)踐數(shù)據(jù)總結(jié)驗(yàn)證：假如荷載一彎沉線性回歸曲線多級加載后的截距比50μm 大時，脫空現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁。因此暫可將截距50μm 作為衡量加鋪瀝青面層路面脫空現(xiàn)象的判別依據(jù)，用測出數(shù)據(jù)值來判定脫空現(xiàn)象發(fā)生的概率。

對比118 個鉆芯位置樣本分析數(shù)據(jù)，截距比50μm 大的為33 處，其中經(jīng)過鉆芯檢測出的脫空情況就有28 處，達(dá)到截距超標(biāo)點(diǎn)數(shù)的84.8%；脫空在板角位置的有33 處，截距值比50μm 大的有27 處，占總脫空數(shù)的79.4%。由此可見截距判定脫空情況準(zhǔn)確率達(dá)到84.8%，脫空位置截距比50μm 大的可能性為79.4%。

表1 正確率分析下的權(quán)重分配

表2 可能性分析下的權(quán)重分配

2.3 荷載一彎沉線性回歸曲線斜率

國內(nèi)外工程實(shí)踐數(shù)據(jù)總結(jié)驗(yàn)證：在荷載—彎沉線性回歸曲線多級加載以后，斜率大于4 時，脫空現(xiàn)象出現(xiàn)更頻繁。因此有效控制斜率在4 以內(nèi)是加鋪瀝青面層路面脫空判斷的主要依據(jù)，有利于研究斜率值的變化值對脫空的影響。

對比118 個鉆芯位置樣本分析數(shù)據(jù)，有21 處斜率大于4 的，通過鉆芯檢測以后，發(fā)現(xiàn)有16 處存在脫空問題，達(dá)到斜率超標(biāo)點(diǎn)數(shù)的76.2%；脫空在板角位置的有34 處，斜率值大于4 的有16 處，占總脫空數(shù)的47.1%。由此可見用斜率判定脫空情況準(zhǔn)確率達(dá)到76.2%，斜率超出4 導(dǎo)致脫空情況的可能性為47.1%。

2.4 判別反射裂縫嚴(yán)重程度

依據(jù)瀝青路面規(guī)范規(guī)定，裂縫寬度大約3mm 以后，即可判定是嚴(yán)重裂縫，再將水泥板縫反射影響列入干擾因素，加鋪瀝青面層路面的嚴(yán)重裂縫值設(shè)置為5mm，裂縫值大于5mm 以后，板底脫空的現(xiàn)象就會出現(xiàn)。

對比118 個鉆芯位置樣本展開分析數(shù)據(jù)，有34 處存在著嚴(yán)重裂縫的情況，使用鉆芯監(jiān)測以后，有29 處存在著脫空的情況，占斜率超標(biāo)點(diǎn)數(shù)的85.3%；脫空在板角位置的有34 處，裂縫寬度大于5mm 的有29 處，達(dá)到脫空總數(shù)的85.3%。由此可見用裂縫判定脫空情況準(zhǔn)確率達(dá)到85.3%，出現(xiàn)脫空情況是斜率超出4 的可能性為47.1%。

2.5 滲水

實(shí)施滲水試驗(yàn)?zāi)康氖抢眉愉仦r青面層路面反射裂縫位置來對滲水率進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)其滲水速率要比正常瀝青路面高，板底空洞情況相應(yīng)嚴(yán)重，滲水系數(shù)也隨之變大。因此把滲水系數(shù)大小變化與板底脫空情況關(guān)聯(lián)起來，可以進(jìn)行多次大水量的滲水系數(shù)測試，把滲水系數(shù)值達(dá)到4L/min 判定為嚴(yán)重滲水情況，同時判定板底已出現(xiàn)脫空。

對比118 個鉆芯位置樣本開展分析數(shù)據(jù)，有34 處存在著嚴(yán)重滲水的情況，使用鉆芯監(jiān)測以后，有32 處存在著脫空的情況，占滲水系數(shù)超標(biāo)點(diǎn)數(shù)的94.1%。脫空在板角位置的有34 處，滲水系數(shù)過大的有32 處，達(dá)到脫空總數(shù)的94.1%。由此可見用裂縫判定脫空情況準(zhǔn)確率達(dá)到94.1%，因出現(xiàn)脫空情況而導(dǎo)致滲水的可能性為94.1%。

2.6 唧泥

通過規(guī)定時間的病害情況調(diào)查，又多次測試反射裂縫位置的實(shí)際滲水情況，加之車輪荷載量不確定性的影響，導(dǎo)致基層泥漿從反射里翻出涌出，專業(yè)角度稱之為唧泥。

在分析相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，對118 個鉆芯位置進(jìn)行詳細(xì)的分析，有34 處存在著唧泥的情況，而且有32 處通過鉆芯檢測出脫空情況發(fā)生，達(dá)到唧泥總數(shù)的94.1%；脫空在板角位置的有34處，有32 處出現(xiàn)嚴(yán)重唧泥情況，占總脫空數(shù)的94.1%。由此可見用唧泥情況判定脫空情況準(zhǔn)確率達(dá)到94.1%，唧泥現(xiàn)象導(dǎo)致脫空情況的可能性為94.1%。

3 分配各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

實(shí)踐通過對反射裂縫嚴(yán)重程度、彎沉、截距、斜率、滲水、唧泥等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)對脫空判斷準(zhǔn)確率沒有達(dá)到預(yù)期100%，因此考慮多樣性，應(yīng)選擇多個恰當(dāng)?shù)闹笜?biāo)綜合考量參數(shù)，從而提高準(zhǔn)確率，然后再配以對應(yīng)的權(quán)值，能夠使脫空情況得以有效的綜合判定。

綜合比對試驗(yàn)，采用斜率判斷脫空情況的準(zhǔn)確率是六項(xiàng)指標(biāo)中準(zhǔn)確率最低的，僅占正確率的一半，完全可以證明斜率對脫空情況判斷準(zhǔn)確率差，可以不作為在實(shí)踐中的衡量指標(biāo)。正確率分析下的權(quán)重分配和可能性分析下的權(quán)重分配的詳細(xì)信息見表1和表2 所示。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段被廣泛運(yùn)用的對板底無損壞檢測技術(shù)是效果較好的，綜合對比分析加鋪瀝青面層路面的脫空病害特點(diǎn)、力學(xué)響應(yīng)、滲水卿泥等情況，及時分析誘導(dǎo)脫空因素的起因，對各項(xiàng)指標(biāo)影響因素的權(quán)重實(shí)施量化管理，最終確定的判別標(biāo)準(zhǔn)為滲水、反射裂縫嚴(yán)重程度、卿泥、截距和關(guān)聯(lián)性比較理想的彎沉值等因素，并通過準(zhǔn)確率確定其權(quán)重。