城市老旧道路检测技术研究

发表时间:2021/5/19   来源:《城镇建设》2021年第4卷4期   作者:周靖
[导读] 针对我国现在的基础设施建设情况,目前部分地区的路面在一定程度上需要进行公路工程的修补。

        周靖
        成都市武侯区市政设施养护中心  成都  610041
        
        摘要:针对我国现在的基础设施建设情况,目前部分地区的路面在一定程度上需要进行公路工程的修补,然而,在基础公路工程的建修补中,如何保证路基和强度,提高公路的工作质量,采用合适的检测方法则在此过程中扮演了重要角色,通过旧路检测,工程的质量好坏才能够得到检验,可以准确反应公路好坏和性能[1]。做好这项工作,能够为下一步确定工程投资和施工图的设计打下坚实的基础。
        关键词:旧路;检测;车辙;弯沉
1 概述
        道路检测的重要性及必要性在于通过检测能够对管辖区内的道路状况进行长期监控。及时的发现道路在使用过程中存在的安全隐患,进一步保障行车安全。近年来随着城市的发展,道路的交通量也变得越来越大,也越来越受到老百姓的关注,道路里程的增加以及现有道路的升级改造、维修养护都是非常重要的民生工程。但现阶段因道路病害及塌陷造成的安全事故也屡见不鲜。通过对道路进行定期检测能够及时避免行车安全事故的发生,对提升老百姓行安全及行车舒适度有着非常重要的作用。
        车辆的行驶所产生的压力负荷比较大,在这个长期性的过程中,或多或少都会对道路桥梁结构造成影响[2]。为全面系统的了解和掌握现有道路路基、路面及桥涵的技术质量状况,合理利用旧路提供科学、可靠的技术资料和依据,技术团队对某拥堵段改造工程旧路利用路段进行了路面破损状况调查、路面平整度检测、路面车辙检测、路面弯沉检测、路面结构层厚度检测。
2 检测方法及原理
2.1  路面破损徒步调查
        本次路面破损检测采用人工徒步调查的方式分幅进行。调查中采用轮式步距仪测量路线桩号位置,并在每整公里处进行校准,减小距离误差。在人工徒步调查过程中,详细记录每个病害的桩号位置,并选取路面典型病害拍摄照片。再者选取不同段落采用卷尺和直尺等设备对病害面积、长度或深度进行测量,并按照规范要求对病害程度进行现场评定。然后按照测量和评定结果对路面病害的面积和程度进行人为评估,并抽取部分人为评估结果进行现场测量以检验矫正。
        路面损坏状况指数(PCI):各项病害检测结果生成后,根据《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)中的沥青路面破损率的计算方法得到路面破损率DR,进而生成PCI报表。
        破损状况检测采用人工徒步调查,分幅进行,主要检测内容有:路面重度裂缝的桩号;每百米轻度裂缝的条数;路面单个病害如沉陷、龟裂、块裂、坑槽、修补的桩号,轻重程度和面积。认真记录并分类整理,按照《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)中的规定计算各百米及公里内的路面破损状况指数PCI。
3.2  3m直尺测定路面平整度
        本次路面平整度检测采用3m直尺法,在检测过程中,按根据需要确定的方向,将3m直尺摆在测试地点的路面上,目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况,确定间隙为最大的位置,并用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量记最大间隙的高度。按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2004)的规定,每1处续检测10尺,按上述步骤测记10个最大间隙值。
        本次对沥青路面的双幅行车道进行检测,按照每200米1处,1处连续检测10尺的频率进行,本次测试一共检测了60处,共600组最大间隙数据。
3.3  横断面尺测点路面车辙深度
        路面车辙检测采用路面横断面尺。横断面尺为硬木或金属制直尺,刻度间距5cm,长度不小于一个车道宽度。顶面平直,最大弯曲不超过1mm。两端有把手及高度为10~20cm的支脚,两支脚的高度相同。将横断面尺就位于测定断面上,两端支脚置于测定车道两侧。沿横断面尺每隔20cm一点,用量尺垂直立于路面上,平视侧记横断面尺顶面与路面之间的距离,精确至1mm。如断面的最高处或最低处明显不在测定点上,应加测该点距离。记录测定读数,绘出断面图,最后连接成圆滑的横断面曲线。确定车辙深度D1及D2,读至1mm。以其中最大值作为断面的最大车辙深度。求取各测定断面最大车辙深度的平均值,作为该评定路段的平均车辙深度。
        本次对沥青路面的双幅行车道进行检测,按照每200米1处,1处间隔检测10次的频率进行,本次测试一共检测了60处,共600组最大车辙深度数据。
3.4  贝克曼梁测定路面回弹弯沉
        结合当地物质及交通条件,本次采用贝克曼梁测定路面的回弹弯沉以评定其整体承载能力,可供路面结构设计使用。
        本方法需要下列仪具与材料:
        ⑴标准车:双轴,后轴双侧4轮的载重车。测试车采用后轴8.2t,标准轴载BZZ-80的汽车。
        ⑵路面弯沉仪:由贝克曼梁、百分表及表架组成。贝克曼梁由合金铝制成,上有水准泡,其前臂(接触路面)与后臂(装百分表)长度比为2:1。弯沉仪长3.6m,前后臂分别为2.4m和1.2m。弯沉采用百分表量得。
        ⑶其它:皮尺、口哨、白油漆或粉笔、指挥旗等。
        在测试过程中,用路表温度计测定试验时气温及路表温度,沥青路面的弯沉检测以沥青面层平均温度20℃时为准,当路面平均温度在20℃±2℃以内可不修正,在其他温度测试时,对沥青层厚度大于5cm的沥青路面,弯沉值予以温度修正。
贝克曼梁,梁长3.6m,前后臂分别为2.4m和1.2m。标准车为后轴双侧4轮的载重车,测试车采用后轴8.2t,为标准轴载BZZ-80的汽车。弯沉采用百分表量得。测试轮胎接地面积与轴载的关系如下:

        其中:δ-轮胎接地面积当量圆半径,m;
                P-车轮荷载,kN;
                p-轮胎气压,kPa。
        本次测试中轴载为8.16吨,单个车轮荷载P为2.04吨(为19.992 kN),轮胎气压p为95psi(95磅/平方英寸约为653.001915 kPa),计算测试车轮胎接地面积的当量圆半径δ为9.86 cm。
        本次对沥青路面的双幅行车道进行检测,按照每200米检测一处的频率进行,本次测试一共选取了64个测点,共128组回弹弯沉数据。
3.5  路面结构层厚度检测
        钻孔取芯法是传统的路面厚度检测工作中使用的检测方式,沥青面层与水泥混凝土路面板的厚度应用钻孔法测定[3]。沥青路面钻芯检测是检测路面结构层厚度及病害发展层位最直观、最准确的方法。钻芯检测是在结合路面破损检测的基础上,采用Ф100mm路面取芯机对旧路进行钻芯检测。钻芯深度至路面结构层底部。通过现场钻芯检测并结合室内试验,分析各类病害发生的层位及路面结构性能,工作流程图如下所示。

图1 现场取芯工作流程图
        沥青路面钻芯检测是检测路面结构层厚度及病害发展层位最直观、最准确的方法。采用路面钻芯机钻至路面结构层底部,现场简要描述芯样状况并摄像。
4 结论与建议
4.1 结论
        由路面破损调查结果可见检测路段主要以坑槽、龟裂和沉陷为主,公里PCI 多为中、次、差,表明现有路面路面破损较为严重。路面平整度检测发现左幅行车道的路面平均最大间隙值为6.2mm,右幅行车道的路面平均最大间隙值为5.6mm,均超JTG F80/1-2004中对二级及以下公路平整度小于5mm的要求;路面车辙检测可见左幅行车道的平均车辙深度为12.2mm,右幅行车道的平均车辙深度为10.3mm,均超10mm的界限值。
        由于旧路修建于上世纪七十年代,运营中加铺保养现象严重,经取芯查看发现,检测范围的6.2公里范围内,面层厚度从4厘米至30厘米不等,有些路段仅有一层沥青层,有的路段多达六层。基层为碎石,较为松散,强度不足,取芯机无法取出。
4.2 建议
        根据检测结果针对旧路处治提出以下建议:
        (1)由路面破损调查结果可见路面病害严重,因此建议对病害密集的路段进行铣刨重铺,对于零星的病害进行单独处治;
        (2)由于检测路段内路面平整度和车辙普遍超标,建议改造施工完成后全线进行加铺罩面,以恢复路面行车舒适性;
        (3)经钻芯和弯沉检测发现路面基层强度普遍不足,考虑到机动车日益增长的需求,可以考虑采取基层补强措施;
        (4)由于项目改造施工具有一定的滞后性,期间病害会进一步发展,建议施工期间对路面病害进行现场确认及检测。
参考文献
[1]冯建.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的应用[J].江西建材,2019.07:32-34.
[2]刘德辉.道路桥梁检测技术的要点及应用[J].江西建材,2021.03:43-44.
[3]刘新兵.浅谈公路路面厚度检测试验方法[J].科技风,2010(10):184.
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