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

尚宏雨

尚宏雨

宾县国省干线公路管理站黑龙江省宾县

摘要：水泥混凝土路面是道路施工工程中经常使用的一种路面，这种路面能够提高道路的使用年限，而且因为原材料容易得到，并不需要长距离运输，因此应用成本大为降低，但是这种路面因为地质以及交通荷载等影响，经常出现板底脱空的情况，这使得路面基础大受影响，而且这种病害维修起来比较困难，因此需要对水泥混凝土路面板底进行检测。本文主要从板底脱空出现的原因以以及检测技术等两方面来进行介绍，希望有所帮助。

关键词：水泥混凝土路面；板底脱空；检测技术；研究

导致水泥混凝土路面出现板底脱空的现象的原因有很多，其中地质条件因素是不可避免的一个因素，有关人员只能凭借自身的技术尽量的改善地质条件，使其能顾适应水泥混凝土路面的建设，而交通荷载的影响则可以控制，有关部门可以在道路两旁设置限重为牌子。为了及时的发展板底脱空的现象，做好及时处理，有关人员需要进行检测，而检测技术的应用必不可少。

1、水泥混凝土路面板底出现脱空机理

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

2、水泥混凝土路面板底出现脱空的重要原因

作为道路路面建设中最为常用的原材料，水泥混凝土得到了普遍的认可，但是因为水泥混凝土的强度以及其他方面的性能都特别适合应用在道路工程建设中，而且水泥混凝土原材料易得，这既能够减少运输成本，也能够减少购买成本。一般情况下，道路工程建设人员都将水泥混凝土作为路面，尽管水泥混凝土有上述多种优势，但是当其作为路面时，经常会出现板底脱空的情况，这使得道路行驶非常危险。而之所会板底脱空的情况，主要是因为如下几点：

首先，受到不良的地质条件影响，道路工程施工的地质条件多种多样，比如地形以及地貌差别等，有些情况，即使是相同的地段，也会存在着差别，比如有些地段需要进行填方，而其附近的地段则需要进行挖方段施工。这些差别都会使得水泥混凝土路面基础出现不均匀沉降，一旦沉降量超过道路基础承受的范围，就会出现脱空的情况，该种情况的严重程度与沉降量的大小有着直接的关系。

其次，受到交通荷载的影响，这种影响主要是累积而成。众所周知，水泥混凝土的强度以及刚度性能俱佳，一般而言，在正常荷载情况下，不会对其性能产生严重的影响，但是如果某一段时间或者某一路段荷载突然增加，并且重复多次，久而久之，某一路段的底板因为承受不住过大的交通荷载就会出现塌陷等现象，使得板底出现了脱空，这种脱空主要是由于路面不同的路段出现了不同的交通荷载。

再次，受到地下水腐蚀的影响，水泥混凝土施工期间，经常会出现裂缝等病害，而这种病害持续较长时间之后，就会造成某一路段的板底脱空。当遇到比较风雪或者风雨天气时，形成的雨水或者雪水就会进入脱空的位置中，这种情况下，路面车辆一旦经过该路段，必然出现回弹，板底即会呈现出真空的状态，因为路面车辆的行驶使得脱空位置中的水被挤到前面空隙中，长此以往，底板下部水逐渐增多，使得基础材料被水浸泡之后，形成饱和状态，这时车辆行驶在路面上经常出现冒泡情况。一旦重型车辆驶过，强大的交通荷载会使板底某一部位尤其是边缘位置出现弯沉，这样在脱空的地方集聚的水就会不断地涌向前方，而当汽车等交通工具的后车轮驶到板前面时，水就会自然的向后面涌入。经过这样反复的几次，就会出现唧泥的现象，这种现象是板底脱空更加的严重。综上我们知道，板底脱空对水泥混凝土路面有很大的影响。

3、水泥混凝土路面板底脱空的检测技术

上文中笔者向我们介绍了水泥混凝土路面板底出现脱空的原因，我们对板底脱空现象有了更深入的了解，那么，有哪些技术来检测水泥混凝土路面板底脱空现象呢？笔者总结如下：

目前检测板底脱空的主要方法有探地雷达和落锤式弯沉仪（FWD）检测两种方法。

水泥混凝土路面的板底脱空状况检测，宜先采用路面探地雷达进行快速扫描，定性板底脱空轻重状况及范围，估算出脱空区的位置。然后再采用FWD对该路段进行多级加载测试，准确地测定具体板块的脱空情况，为预防性养护提供科学依据。落锤式弯沉仪对水泥混凝土路面检测落锤式弯沉仪（FWD）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，准确预估路面承载能力弯沉量测仪器。

FWD检测板底脱空的主要方法及原理利用FWD实测弯沉盆，用几种不同的方法来评定混凝土路面板的脱空状态。实测弯沉盆曲线判断板角脱空状况随着与荷载作用点距离的不断增大，均匀支承的水泥混凝土面板在荷载作用下弯沉而不断减小。如果离荷载作用点较远位置的弯沉值大，则可能存在脱空现象。

路表弯沉盆评定混凝土板下基础的刚度参数确定脱空状况路表弯沉盆是路面结构刚度参数的体现，而地基脱空对路表弯沉盆的影响是明显的。因此，这意味着可以通过路表弯沉盆来评定混凝土路面板的脱空状况。将混凝土板下地基的脱空理解为地基刚度参数的衰弱，建立了一种简便实用的脱空评定方法——比较分析法。比较分析法是由FWD实测缝边板角弯沉，评定出水泥混凝土板下基础的刚度参数，再将这一刚度参数值与基础均匀支承时的标准值进行比较，可检测板下地基脱空的位置、预估脱空的尺寸。

截距法判断脱空通过FWD进行水泥混凝土路面板角测试，按4吨、5吨、6吨的额定荷载进行单点三级加载，各级一次，通过三级加载的中央弯沉数据评定水泥混凝土板底脱空状况。板角弯沉判断脱空综合以上几种方法及我国水泥混凝土路面设计规范和《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）的规定，在脱空检测时需要将FWD与贝克曼梁进行比对试验，建立动态弯沉与静态弯沉的相关关系。FWD的分级标准目前对于利用FWD判断板底脱空的分级标准，国内外尚无统一的标准。我国新版法规将脱空的程度按照外观调查分为轻微和严重两种，在实际运用中，利用FWD进行脱空程度判定时借鉴此标准，对大量的判断为轻微脱空和严重脱空的板块进行FWD弯沉的测试。

4、结语

综上所述，可知检测水泥混凝土路面板底脱空技术比较多，其中最为电典型的有两种，一种是探地雷达，另一种是FWD，即落锤式弯沉仪，这两种方法都有不同的评价方式，因此其应用的环境也有相应的差别，为了能够更加准确的检测出水泥混凝土路面是否存在脱空的现象，相关研究人员在这两种技术的基础上，也在进行着更为深入的研究。本文是笔者经过多年对水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究经验的总结，希望对我国道路工程事业的发展提供帮助。

参考文献：

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