水泥混凝土路面板底脫空檢測技術(shù)研究

摘要：水泥混凝土路面是道路施工工程中經(jīng)常使用的一種路面，這種路面能夠提高道路的使用年限，而且因為原材料容易得到，并不需要長距離運輸，因此應(yīng)用成本大為降低，但是這種路面因為地質(zhì)以及交通荷載等影響，經(jīng)常出現(xiàn)板底脫空的情況，這使得路面基礎(chǔ)大受影響，而且這種病害維修起來比較困難，因此需要對水泥混凝土路面板底進行檢測。本文主要從板底脫空出現(xiàn)的原因以以及檢測技術(shù)等兩方面來進行介紹，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；板底脫空；檢測技術(shù)；研究

導致水泥混凝土路面出現(xiàn)板底脫空的現(xiàn)象的原因有很多，其中地質(zhì)條件因素是不可避免的一個因素，有關(guān)人員只能憑借自身的技術(shù)盡量的改善地質(zhì)條件，使其能顧適應(yīng)水泥混凝土路面的建設(shè)，而交通荷載的影響則可以控制，有關(guān)部門可以在道路兩旁設(shè)置限重為牌子。為了及時的發(fā)展板底脫空的現(xiàn)象，做好及時處理，有關(guān)人員需要進行檢測，而檢測技術(shù)的應(yīng)用必不可少。

1、水泥混凝土路面板底出現(xiàn)脫空機理

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研得出水泥混凝土路面板底脫空可分為結(jié)構(gòu)性脫空和唧泥型脫空兩類。結(jié)構(gòu)性脫空是指水泥混凝土路面板底因溫濕度翹曲變形及基層塑性變形累積等原因形成的脫空，其脫空程度和量級都較小，對板的應(yīng)力撓度影響不大，但它為最初的板底滯留水提供存儲空間。若雨水能通過接縫滲入結(jié)構(gòu)性脫空區(qū)，且基層材料不耐沖刷，則在行車荷載重復(fù)作用下，板底沖刷唧泥，細顆粒不斷被帶出，導致結(jié)構(gòu)性脫空區(qū)不斷發(fā)展擴大，形成所謂的唧泥型脫空

2、水泥混凝土路面板底出現(xiàn)脫空的重要原因

作為道路路面建設(shè)中最為常用的原材料，水泥混凝土得到了普遍的認可，但是因為水泥混凝土的強度以及其他方面的性能都特別適合應(yīng)用在道路工程建設(shè)中，而且水泥混凝土原材料易得，這既能夠減少運輸成本，也能夠減少購買成本。一般情況下，道路工程建設(shè)人員都將水泥混凝土作為路面，盡管水泥混凝土有上述多種優(yōu)勢，但是當其作為路面時，經(jīng)常會出現(xiàn)板底脫空的情況，這使得道路行駛非常危險。而之所會板底脫空的情況，主要是因為如下幾點：

首先，受到不良的地質(zhì)條件影響，道路工程施工的地質(zhì)條件多種多樣，比如地形以及地貌差別等，有些情況，即使是相同的地段，也會存在著差別，比如有些地段需要進行填方，而其附近的地段則需要進行挖方段施工。這些差別都會使得水泥混凝土路面基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，一旦沉降量超過道路基礎(chǔ)承受的范圍，就會出現(xiàn)脫空的情況，該種情況的嚴重程度與沉降量的大小有著直接的關(guān)系。

其次，受到交通荷載的影響，這種影響主要是累積而成。眾所周知，水泥混凝土的強度以及剛度性能俱佳，一般而言，在正常荷載情況下，不會對其性能產(chǎn)生嚴重的影響，但是如果某一段時間或者某一路段荷載突然增加，并且重復(fù)多次，久而久之，某一路段的底板因為承受不住過大的交通荷載就會出現(xiàn)塌陷等現(xiàn)象，使得板底出現(xiàn)了脫空，這種脫空主要是由于路面不同的路段出現(xiàn)了不同的交通荷載。

再次，受到地下水腐蝕的影響，水泥混凝土施工期間，經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫等病害，而這種病害持續(xù)較長時間之后，就會造成某一路段的板底脫空。當遇到比較風雪或者風雨天氣時，形成的雨水或者雪水就會進入脫空的位置中，這種情況下，路面車輛一旦經(jīng)過該路段，必然出現(xiàn)回彈，板底即會呈現(xiàn)出真空的狀態(tài)，因為路面車輛的行駛使得脫空位置中的水被擠到前面空隙中，長此以往，底板下部水逐漸增多，使得基礎(chǔ)材料被水浸泡之后，形成飽和狀態(tài)，這時車輛行駛在路面上經(jīng)常出現(xiàn)冒泡情況。一旦重型車輛駛過，強大的交通荷載會使板底某一部位尤其是邊緣位置出現(xiàn)彎沉，這樣在脫空的地方集聚的水就會不斷地涌向前方，而當汽車等交通工具的后車輪駛到板前面時，水就會自然的向后面涌入。經(jīng)過這樣反復(fù)的幾次，就會出現(xiàn)唧泥的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是板底脫空更加的嚴重。綜上我們知道，板底脫空對水泥混凝土路面有很大的影響。

3、水泥混凝土路面板底脫空的檢測技術(shù)

上文中筆者向我們介紹了水泥混凝土路面板底出現(xiàn)脫空的原因，我們對板底脫空現(xiàn)象有了更深入的了解，那么，有哪些技術(shù)來檢測水泥混凝土路面板底脫空現(xiàn)象呢？筆者總結(jié)如下：

目前檢測板底脫空的主要方法有探地雷達和落錘式彎沉儀（F W D）檢測兩種方法。

水泥混凝土路面的板底脫空狀況檢測，宜先采用路面探地雷達進行快速掃描，定性板底脫空輕重狀況及范圍，估算出脫空區(qū)的位置。然后再采用F W D對該路段進行多級加載測試，準確地測定具體板塊的脫空情況，為預(yù)防性養(yǎng)護提供科學依據(jù)。落錘式彎沉儀對水泥混凝土路面檢測落錘式彎沉儀（F W D）是直接量測行車荷載或模擬的行車荷載下路表的彎沉盆，以分析實際荷載作用下的路面的動力剛度組成，準確預(yù)估路面承載能力彎沉量測儀器。

FWD檢測板底脫空的主要方法及原理利用F W D實測彎沉盆，用幾種不同的方法來評定混凝土路面板的脫空狀態(tài)。實測彎沉盆曲線判斷板角脫空狀況隨著與荷載作用點距離的不斷增大，均勻支承的水泥混凝土面板在荷載作用下彎沉而不斷減小。如果離荷載作用點較遠位置的彎沉值大，則可能存在脫空現(xiàn)象。

路表彎沉盆評定混凝土板下基礎(chǔ)的剛度參數(shù)確定脫空狀況路表彎沉盆是路面結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)的體現(xiàn)，而地基脫空對路表彎沉盆的影響是明顯的。因此，這意味著可以通過路表彎沉盆來評定混凝土路面板的脫空狀況。將混凝土板下地基的脫空理解為地基剛度參數(shù)的衰弱，建立了一種簡便實用的脫空評定方法——比較分析法。比較分析法是由F W D實測縫邊板角彎沉，評定出水泥混凝土板下基礎(chǔ)的剛度參數(shù)，再將這一剛度參數(shù)值與基礎(chǔ)均勻支承時的標準值進行比較，可檢測板下地基脫空的位置、預(yù)估脫空的尺寸。

截距法判斷脫空通過F W D進行水泥混凝土路面板角測試，按4噸、5噸、6噸的額定荷載進行單點三級加載，各級一次，通過三級加載的中央彎沉數(shù)據(jù)評定水泥混凝土板底脫空狀況。板角彎沉判斷脫空綜合以上幾種方法及我國水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范和《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（J T J073.1-2001）的規(guī)定，在脫空檢測時需要將F W D與貝克曼梁進行比對試驗，建立動態(tài)彎沉與靜態(tài)彎沉的相關(guān)關(guān)系。FWD的分級標準目前對于利用F W D判斷板底脫空的分級標準，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標準。我國新版法規(guī)將脫空的程度按照外觀調(diào)查分為輕微和嚴重兩種，在實際運用中，利用F W D進行脫空程度判定時借鑒此標準，對大量的判斷為輕微脫空和嚴重脫空的板塊進行F W D彎沉的測試。

4、結(jié)語

綜上所述，可知檢測水泥混凝土路面板底脫空技術(shù)比較多，其中最為電典型的有兩種，一種是探地雷達，另一種是FWD，即落錘式彎沉儀，這兩種方法都有不同的評價方式，因此其應(yīng)用的環(huán)境也有相應(yīng)的差別，為了能夠更加準確的檢測出水泥混凝土路面是否存在脫空的現(xiàn)象，相關(guān)研究人員在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上，也在進行著更為深入的研究。本文是筆者經(jīng)過多年對水泥混凝土路面板底脫空檢測技術(shù)研究經(jīng)驗的總結(jié)，希望對我國道路工程事業(yè)的發(fā)展提供幫助。

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