混凝土路面加铺沥青层项目设计方案.doc

混凝土路面加铺沥青层项目设计方案第1章 绪论1.1 水泥混凝土路面性能与特点 以水泥混凝土为主材料做面层的路面，简称水泥混凝土路面。水泥混凝土路面是一种刚度较大、扩散荷载应力能力强、稳定性好和使用寿命长的路面结构。它与其他路面相比，具有以下优点：（1）强度高、耐久性好：混凝土路面具有较高的抗压、抗弯拉和抗磨耗的力学强度，因而耐久性好，一般可使用3050年，且能通过包括履带式塔克在内的各种车辆。（2）稳定性好：环境温度和湿度对混凝土路面的力学强度影响甚小，因而热稳定性、水稳定性和时间稳定性都较好，尤其是强度随时间而逐渐增高，既不会像沥青路面那样出现“老化”现象，也不会像砂石路面那样出现“表退”现象。抗油类侵蚀能力强，不会因受油类污染而损坏。抗洪能力也远比沥青路面强。（3）平整度和粗糙度好：虽设有接缝，但是它的表面很少起伏变形。路面在潮湿时仍能保持足够的粗糙度，使车辆不打滑而能保持较高的安全行车速度。（4）养护费用小、运输成本低：优于混凝土路面坚固耐久、经常性养护维修工作量小，故所需的养护费用很少。而且路面平整、行车阻力小，能提高车速，减少燃料消耗、降低运输成本。（5）色泽鲜明，反光能力强、有利于夜间行车。当然也有以下缺点，（1）水泥和水的需要量大，修筑20cm厚，7m宽的水泥混凝土路面，每公里需要消耗水泥400500吨和水约250吨。（2）接缝较多：由于热胀冷缩的特性，混凝土路面必须设置许多接缝，而接缝是路面的薄弱点，接缝使施工和养护增加了复杂性，如处理不当，将导致混凝土路面板边板角处破坏。接缝还容易引起行车跳动，影响行车舒适性。（3）养护修复困难：路面破坏后，挖掘和修补工作都很费事，且影响交通，修补后的路面质量不如原来的整体强度高，这对于有地下管线的城市道路，带来较大困难。（4）阳光下反光太强，汽车驾驶员感觉不舒服。（5）施工前准备工作较多：如设模板、布置接缝及传力杆设施等。1.2 水泥混凝土路面的使用现状和发展前景水泥路面在我国应用范同很广，高速公路、城市道路、机场跑道、乡间道路等处均铺设水泥混凝土路面。随着作用于路面上的荷载越来越大，强度、承载能力高的混凝土路面被越来越多的国家使用。美国已把国内30的高速公路建成了水泥混凝土路面；在欧洲，使用水泥混凝土路面最多的国家是比利时，约50的高速公路是水泥混凝土路面，用水泥混凝土加铺旧路面在比利时也是常用的方法。德国的水泥混凝土路面也表现出非常卓越的长期使用性能。在我国的高等级公路中水泥混凝土路面(高速公路和一级公路)约占25。二级以下公路所占比例约为40。由于现代公路交通的车流量和荷载进一步增大，渠化程度进一步提高，沥青混凝土路面将面临着严峻的考验，其中很大一部分沥青混凝土路面建成通车后不久，短的几个月，长的也不过34年就出现车辙、开裂等破坏，需进行大面积维修或罩面。既影响了交通运输又造成了极大的经济损失。由于道路水泥混凝上路面所处的使用条件、环境和所承受的外力的特殊性，对道路水泥混凝土的性能也就有特殊的要求。需要满足抗折强度高、耐磨耗、胀缩性小、耐久性好。在我国，水泥混凝土路面主要有以下几种：常规混凝土路面，大多在中、低级路面上采用；碾压混凝土路面，目前主要用于低速和重荷载道路、重型汽车停放场等的铺筑；钢纤维混凝土路面，它能提高路面强度和韧性，而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高，路面使用寿命得到延长；接缝钢筋混凝土路面，其横向接缝的间距较常规混凝土路面大，因而减少接缝的数量，但造价较高，我国钢材缺乏，所以公路上采用较少。水泥混凝土路面的造价和维护费用较低。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益，为进一步促进我国水泥混凝土路面的发展，除了要提高混凝土路面的施工工艺、准确选材外，还应重视水凝混凝土的质量，开发适用于道路的道路水泥混凝上，开发使用新的添加剂，并加强设计施工方案的理论研究。1.3我国 “白+黑”路面的应用情况 改革开放初期，由于沥青混凝土技术还不够成熟和工程造价较高，我国修建了大量的水泥混凝土路面。随着改革开放的深入，人们对交通出行的快捷舒适提出了更高的要求，高等级的沥青混凝土路面已得到广泛的应用。一个问题也越来越突出的摆在我们面前，既如何采用成熟的沥青混凝土技术改造原来大量修筑的水泥混凝土路面，也就是我们通常所说的白加黑路面。 许多地方对白加黑路面的特点并未做深究，通常只是在白色路面上简单的加铺一层或两层沥青混合料，其结果是这种路面未使用多久即出现了开裂、推移及沉陷等多种严重病害，不仅未能有效地改善行车条件，反倒浪费了宝贵的投资。 一段时间过后，人们逐渐认识了白加黑路面要解决反射裂缝的问题。一种颇为流行的方法是将原来的水泥路面板体打碎以消散板缝处可能出现的应力集中对新加铺的沥青路面的破坏。于是，我们经常可以看到挖掘机安装在振动破碎头忙绿地在水泥路面上作业，许多完好的水泥板块也被完全震碎了。一个新的问题出现了，就地破碎的水泥路面并非级配均匀且安定的道路基层在其上直接铺筑沥青路面是不能成功的。若将这些破碎路面拉走弃掉的话，不仅要花费大量的运输成本，而且还对环境造成不良影响。于是很多地方在破碎的路面上重新铺筑水泥稳定基层，然后再铺筑至少两层沥青混凝土路面，这个结果不仅花费很大，还将原路面标高提高了许多，引起了排水、安全设置重置等一系列的问题。 白加黑路面是一种修复旧路、提高等级的好方法。白加黑路面具有节约资源、减少环境破坏、缩短改建道路的工期、对公共交通的影响小、提高道路通行能力的效果显著等一系列优点，只要了解了白加黑路面的原理，因地制宜地采取适当的措施，在合适的时机进行白加黑改造完全可以取得很好的效果。1.4成绵高速公路工程概况 成绵高速公路起于成都，止于绵阳，双向四车道，全长91.7公里。2003年成都城北收费站日均混合交通量23543辆，绵阳磨家收费站日均混合交通量9925辆。成绵高速公路是四川省高等级公路主骨架的重要组成部分，是四川省南北向的一条主要经济干线，是一条全封闭、全立交、高标准配套的现代化高速公路。成绵高速公路K0+000K66+500为沥青混凝土路面，路面结构为6cm厚中粒式沥青混凝土AC-16I+9cm粗粒式沥青混凝土AC-25I+30cm厚二灰稳定砂砾+20cm级配砂砾，该段于1998年底建成通车。成绵高速公路K66+500K91+700为水泥混凝土路面，路面结构为23cm厚水泥混凝土板+25cm厚水泥稳定砂砾基层，该段于1997年底建成通车；经过多年的运营之后，如今成绵高速公路各路段已出现不同程度的损坏，诸如破碎板、纵缝、横缝、唧泥、角隅断裂等病害。若不及时采取措施，将会影响道路的服务质量甚至行车安全。该高速公路设计年限为15 年，尚未达到其使用寿命，经过一定的整治，还能继续发挥其使用功能。经各有关部门调研，得出全幅路段的调查资料，从路面破损状况，路面平整度，路面抗滑性能，路面强度等四个路况指标反映出原路段目前的使用品质，为进一步的综合评价、提出整治方案以及维修养护措施提供了必要的数据依据。1.5 本设计的主要内容 本设计为成绵高速公路路面加铺沥青层整治工程的设计，整治的里程是K66+460 至K68+000段。主要设计内容为：（1） 按照相应规范根据调查数据对原路面进行各项路况指数的计算；（2） 根据各项路况指数的值，得出原路面破损状况、路面平整度、路面抗滑性 能的等级；（3） 根据各项路况指标的评定结果，提出相应的路面整治措施，重点对需补强 的路段进行补强设计；（4） 计算出路面整治的工程量。第 2 章 路段原路面状况调查资料分析2.1 路面服务能力的调查 路面所能提供的舒适程度或行驶质量，称为路面的服务能力。 路面状况调查和评价主要是为公路管理部门编制公路养护年度计划提供依据。在确定日常养护和维修工作内容时也要进行路面状况调查和评价。对路面使用性能要进行长期观测和调查，研究其变化规律，分析路面产生病害的原因，然后拟订处治方案。路面调查的内容包括：路面破损状况、路面平整度、路面抗滑能力等三项内容。路面调查可采用全面调查或抽样调查的方式。路面调查的频率应遵照表2-1的规定。 表 2-1 路 面 调 查 频 率 公 路 等 级 评 价 指 标 破 损 平 整 度 强 度 抗 滑高速公路、一级公路 每年一次 13 年一次二、三、四级公路 每年重点调查 必要的调查2.2 路面破损状况调查路面破损状况的调查结果数据是对路面结构完好程度最直接的反映。路面破损状况的调查除了可提供路面结构是否可以继续使用等信息外，还为确定所需的养护或改建措施提供有效的数据依据，也为设计、施工、养护等提供了信息。高速公路和一级公路路面破损数据的调查，宜采用先进、快速、科学的调查方法。其它等级公路可采用人工调查的方法。 通过调查，得出本设计路段左幅沥青混泥土路面病害状况详见附表2-1，水泥混凝土路面病害状况调查记录表。2.2.1路段病害状况分析该路段病害主要是破碎板、横纵缝合唧泥比较严重。水泥板破碎的原因有路基下沉变形、路面结构层强度不稳定、汽车超载作用等。当采用水泥、石灰等稳定类基层时，由于湿度变化而产生的横向收缩裂缝会反映到面层上来，会使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝。在寒冷地区，面层材料本身在低温时就收缩，材料受到阻碍会产生较大的拉应力，当拉应力超过材料的抗拉强度时，面层就会出现横向断裂，这些横向裂缝虽然在刚出现时不会影响行车，但在雨水等不断侵蚀下，其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大，并在其周围形成网状裂缝。唧泥是指车辆通过时基层细料和水一起从板接缝处挤出，由缝中喷溅出稀泥浆的现象。唧泥逐渐使基础失去支撑能力，在行车荷载的重复作用下，最后将产生板断裂的现象。唧泥产生的主要原因是填缝料损坏，雨水下渗和路面排水不良。2.3 路面平整度调查铺面平整度可定义为路面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化。路面不平整所引起的车辆振动，会对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、路面损坏和交通安全等多方面产生直接影响，因此可采用平整度作为度量铺面行驶质量的一项主要性能指标。2.3.1路面平整度调查测试方法三米直尺测定平整度试验方法1 目的和适用范围1.1 本方法规定用三米直尺测定路表面的平整度，定义三米直尺基准面距离路表面的最大间隙表示路基路面的平整度，以mm计。1.2 本方法适用于测定压实成型的路面各层表面的平整度，以评定路面的施工质量，也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。2 仪具与材料技术要求本方法需要下列仪具与材料：三米直尺：测量基准面长度为3m长，基准面应平直，用硬木或铝合金钢等材料制成。见图2-1。图2-1 三米直尺测试平整度最大间隙测量器具：楔形塞尺：硬木或金属制的三角形塞尺，有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10，宽度不大于15mm，边部有高度标记，刻度读数分辨率小于或等于0.2mm。深度尺：金属制的深度测量尺，有手柄。深度尺测量杆端头直径不小于10mm，刻度读数分辨率小于或等于0.2mm。其它：皮尺或钢尺、粉笔等。3 方法与步骤3.1 准备工作按有关规范规定选择测试路段。测试路段的测试地点选择：当为沥青路面施工过程中的质量检测时，测试地点应选在接缝处，以单杆测定评定；除高速公路以外，可用于其他等级公路路基路面工程质量检查验收或进行路况评定，每200m测2处，每处连续测量10尺。除特殊需要者外，应以行车道一侧车轮轮迹(距车道线0.81.0m)作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置，用粉笔在路面上作好标记。清扫路面测定位置处的污物。3.2 测试步骤施工过程中检测时，按根据需要确定的方向，将三米直尺摆在测试地点的路面上。目测三米直尺底面与路面之间的间隙情况，确定最大间隙的位置。用有高度标线的塞尺塞进间隙处，量测其最大间隙的高度(mm)；或者用深度尺在最大间隙位置量测直尺上顶面距地面的深度，该深度减去尺高即为测试点的最大间隙的高度，准确至0.2mm。4 计算单杆检测路面的平整度计算，以三米直尺与路面的最大间隙为测定结果。连续测定10尺时，判断每个测定值是否合格，根据要求，计算合格百分率，并计算10个最大间隙的平均值。5 报告单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定10尺时，应报告平均值、不合格尺数、合格率。2.3.1.2车载式激光平整度仪测定平整度试验方法1 目的与适用范围1.1 本方法适用于各类车载式激光平整度仪在新建、改建路面工程质量验收和无严重坑槽、车辙等病害及无积水、积雪、泥浆的正常通车条件下连续采集路段平整度数据。1.2 本方法的数据采集、传输、记录和处理分别由专用软件自动控制进行。2 仪具与材料技术要求测试系统测试系统由承载车辆、距离传感器、纵断面高程传感器和主控制系统组成。主控制系统对测试装置的操作实施控制，完成数据采集、传输、存储与计算过程。设备承载车要求根据设备供应商的要求选择测试系统承载车辆。测试系统基本技术要求和参数测试速度：30100km/h。采样间隔：500mm。传感器测试精度：0.5mm。距离标定误差：0.1%。系统工作环境温度：060。3 方法与步骤3.1 准备工作设备安装到承载车上以后应按本方法第5条的规定进行相关性试验。根据设备操作手册的要求对测试系统各传感器进行校准。检查测试车轮胎气压，应达到车辆轮胎规定的标准气压，车胎应清洁，不得黏附杂物。距离测量装置需要现场安装的，根据设备操作手册说明进行安装，确保机械紧固装置安装牢固。检查测试系统各部分应符合测试要求，不应有明显的可视性破损。打开系统电源，启动控制程序，检查各部分的工作状态。3.2 测试步骤测试开始之前应让测试车以测试速度行驶510km，按照设备使用说明规定的预热时间对测试系统进行预热。测试车停在测试起点前50100m处，启动平整度测试系统程序，按照设备操作手册的规定和测试路段的现场技术要求设置完毕所需的测试状态。驾驶员应按照设备操作手册要求的测试速度范围驾驶测试车，宜在5080km/h之间，避免急加速和急减速，急弯路段应放慢车速，沿正常行车轨迹驶入测试路段。进入测试路段后，测试人员启动系统的采集和记录程序，在测试过程中必须及时准确地将测试路段的起终点和其他需要特殊标记的位置输入测试数据记录中。当测试车辆驶出测试路段后，测试人员停止数据采集和记录，并恢复仪器各部分至初始状态。检查测试数据文件，文件应完整，内容应正常，否则需要重新测试。关闭测试系统电源，结束测试。4 计算激光平整度仪采集的数据是路面相对高程值，应以100m为计算区间长度用IRI的标准计算程序计算IRI值，以m/km计。5 激光平整度仪测值与国际平整度指数IRI相关关系对比试验5.1 实验条件按照每段IRI值变化幅度不小于1.0的范围选择不少于4段不同平整度水平的路段，且有足够加速或减速长度的路段。根据实际测试道路IRI的分布情况，可以适当增加某些范围内的标定路段。每路段长度不小于300m。每一段内的平整度应均匀，包括路段前50m的引道。选择坡度变化较小的直线路段，路段交通量小，便于疏导。有多个激光测头的系统需要分别标定。标定宜选择在车道的正常行驶轮迹上进行，明确画出轮迹带测线和起终点位置。5.2 试验步骤距离标定依据设备供应商建议的长度，选择坡度变化较小的平坦直线路段，标出起终点和行驶轨迹。标定开始之前应让测试车以测试速度行驶510km，按照设备操作手册规定的预热时间对测试系统进行预热。将测试车的前轮对准起点线，启动距离校准程序，然后令车辆沿着路段轨迹直线行驶，避免突然加速或减速，接近终点时，看指挥人员手势减速停车，确保测试车的前轮对准终点线，结束距离校准程序。重复此过程，确保距离传感器测试结果的准确性，应在允许误差范围之内。参照第3.2条，令所标定的纵断面高程传感器对准测线重复测试5次，取其IRI计算值的平均值作为该路段的测试值。IRI值的确定以精密水准仪作为标准仪具，测量标定路段上测线的纵断高程，要求采样间隔为250mm，高程测试精度为0.5mm；然后用IRI标准计算程序对纵断面测量值进行模型计算，得到标定线路的IRI值。其他符合世界银行一类平整度测试标准的纵断面测试仪具也可以作为确定标定路段IRI值的仪具。5.3 试验数据处理用数理统计的方法将各标定路段的IRI值和相应的平整度仪测值进行回归分析，建立相关关系方程式，相关系数R不得小于0.99。6 报告平整度检测报告应包括以下内容：国际平整度指数IRI平均值。提供激光平整度仪测值与国际平整度指数IRI在选定测试条件下的相关关系式及相关系数。路面的行驶质量采用行驶质量指数（RQI）作为评价指标，行驶质量指数由国际平整度指数（IRI）计算。水泥混凝土路面各测点平整度值详见附表2-2，水泥混凝土路面平整度调查表2.4 路面抗滑能力的调查路面抗滑性能的好坏主要取决于路表的细构造和粗构造。细构造就是集料表面的构造，粗构造是面层表面外露集料之间形成的构造或水泥混凝土表面拉毛、压槽形成的构造状态。当路面处于潮湿状态时，滚动车轮与路面间的水膜将直接影响路面抗滑能力，若车速不高，细构造尚能容纳和挤出滚动车轮下的路表面水，使轮胎和路表直接稳定的接触，保证一定的摩阻力，当车速较高时，则靠粗构造来排除滚动车轮下的路表水，以免形成水膜，保证细构造提供的低速抗滑能力在高速下任然能发挥作用。2.4.1路面抗滑能力测试方法摆式仪测定路面摩擦系数试验方法1 目的与适用范围本方法适用于以摆式摩擦系数测定仪(摆式仪)测定沥青路面、标线或其他材料试件的抗滑值，用以评定路面或路面材料试件在潮湿状态下的抗滑能力。2 仪具与材料技术要求本方法需要下列仪具与材料：摆式仪：摆及摆的连接部分总质量为1500g30g，摆动中心至摆的重心距离为410mm5mm，测定时摆在路面上滑动长度为126mm1mm，摆上橡胶片端部距摆动中心距离为510mm，橡胶片对路面的正向静压力为22.2N0.5N。见图2-2.图2-2 摆式仪橡胶片：当用于测定路面抗滑值时，其尺寸为6.35mm25.4mm76.2mm。橡胶质量应符合表2-2的要求。当橡胶片使用后，端部在长度方向上磨耗超过1.6mm或边缘在宽度方向上磨耗超过3.2mm或有油类污染时，即应更换新橡胶片，新橡胶片应先在干燥路面上测试10次后再用于测试。橡胶片的有效使用期从出厂日期起算为12个月。滑动长度量尺：长126mm。喷水壶。硬毛刷。路面温度计：分度不大于1。其他：扫帚、记录表格等。表 2-2 橡胶物理性质技术要求性质指标温度()010203040弹性(%)43495865667371777479硬度(IR)5553 方法与步骤3.1 准备工作检查摆式仪的调零灵敏情况，并定期进行仪器的标定。按本规程附录A的方法，进行测试路段的取样选点。在横断面上测点应选在行车道轮迹处，且距路面边缘应不小于1mm。3.2 测试步骤清洁路面：用扫帚或其他工具将测点处的路面打扫干净。仪器调平。将仪器置于路面测点上，并使摆的摆动方向与行车方向一致。转动底座上的调平螺栓，使水准泡剧中。调零。放松紧固把手，转动升降把手，使摆升高并能自由摆动，然后旋紧紧固把手。将摆固定在右侧悬臂上，使摆处于水平释放位置，并把指针拨至右端与摆杆平行处。按下释放开关，使摆向左带动指针摆动，当摆达到最高位置后下落时，用手将摆杆接住，此时指针应指零。若不指零，可稍旋紧或旋松摆的调节螺母。重复上述4个步骤，直至指针指零。调零允许误差为1。校准滑动长度。让摆处于自然下垂状态，松开固定把手，转动升降把手，使摆下降。与此同时，提起举升柄使摆向左侧移动，然后放下举升柄使橡胶片下缘轻轻触地，紧靠橡胶片摆放滑动长度量尺，使量尺左侧对准橡胶片下缘；再提起举升柄使摆向右侧移动，然后放下举升柄使橡胶片下缘轻轻触地，检查橡胶片下缘应与滑动长度量尺的右端齐平。若齐平，则说明橡胶片两次触地的距离(滑动长度)符合126mm的规定。校核滑动长度时，应以橡胶片长边刚刚接触路面为准，不可借摆的力量向前滑动，以免标定的滑动长度与实际不符。若不齐平，升高或降低摆或仪器底座的高度。微调时用旋转仪器底座上的调平螺丝调整仪器底座的高度的方法比较方便，但需注意保持水准泡剧中。将摆固定在右侧悬臂上，使摆处于水平释放位置，并把指针拨至右侧与摆杆平行处。用喷水壶浇洒测点，使路面处于湿润状态。按下右侧悬臂上的释放开关，使摆在路面滑过。当摆杆回落时，用手接住，读数但不记录。然后使摆杆和指针重新置于水平释放位置。重复和的操作5次，并读记每次测定的摆值。单点测定的5个值中最大值与最小值的差值不得大于3。如差值大于3时，应检查产生的原因，并再次重复上述各项操作，至符合规定为止。在测点位置用温度计测记潮湿路表温度，准备至1。每个测点由3个单点组成，即需按以上方法在同一测点处平行测定3次，以3次测定结果的平均值作为该测点的代表值(精确到1)。3个单点均应位于轮迹带上，单点间距离为35m。该测点的位置以中间单点的位置表示。4 抗滑值的温度修正当路面温度为t ()时，测得的摆值为BPNt必须按式(T 0964-1)换算成标准温度20的摆值BPN20。BPN20 = BPNt + BPN (T 0964-1)式中：BPN20换算成标准温度20时的摆值； BPNt路面温度t时测得的摆值； BPN温度修正值按表2-3采用。表 2-3 温度修正值温度()0510152025303540温度修正值BPN-6-4-3-10+2+3+5+75 报告报告应包含如下内容：路面单点测定值BPNt经温度修正后的BPN20、现场温度、3次的平均值。评定路段路面抗滑值的平均值、标准差、变异系数。路面抗滑性能采用抗滑系数作为评价指标，抗滑系数以横向力系数（SFC）或摆式仪的摆值（BPN）表示。调查设备可采用横向力测定车或摆式仪。本设计采用的是摆式仪测量摆值，测量结果详见附表2-3，水泥混凝土路面摩擦系数调查表。2.5 路面接缝传荷能力普通水泥砼路面的面层由一定厚度的砼板块所构成,它具有很强的热胀冷缩性质。由于气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力以及板的自重和车轮荷载等的约束，使板内产生过大的应力，造成板的断裂或拱胀等破坏。为了避免这些缺陷，需要在砼路面纵横两个方向设置接缝，把整个路面分割成许多板块。但是设置这些接缝，会增加了施工和养护的复杂性，而且容易引起跳车，影响行车的舒适性。更严重的是，随着行车荷载作用次数的增加，接缝的传荷能力会逐渐减弱。接缝传荷能力的大小直接影响板内的应力，是引起路面板结构性能降低的主要因素之一。水凝混凝土路面接缝传荷能力数据详见附表2-4，水泥混凝土路面接缝传荷能力检测数据表。2.6 路面板底脱空水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素下会出现板底脱空的情况，脱空严重时路面结构会出现错台、断板等问题,影响路面结构的正常使用。2.6.1板底脱空的测试方法落锤式弯沉仪测定路面弯沉试验方法1 目的与适用范围本方法适用于测定在落锤式弯沉仪(FWD)标准质量的重锤落下一定高度发生的冲击荷载的作用下，路基或路面表面所产生的瞬时变形，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。并可由此反算路基路面各层材料的动态弹性模量，作为设计参数使用。所测结果经转换至回弹弯沉值后可用于评定道路承载能力，也可用于调查水泥混凝土路面接缝的传力效果，探查路面板下的空洞等。2 仪具与材料技术要求本方法需要下列仪具与材料：落锤式弯沉仪：简称FWD，由荷载发生装置、弯沉检测装置、运算控制系统与车辆牵引系统等组成。见图2-3。图2-3 落锤式弯沉仪荷载发生装置：重锤的质量及落高根据使用目的与道路等级选择，荷载由传感器测定。如无特殊需要，重锤的质量为200 kg10kg，可采用产生50kN2.5kN的冲击荷载。承载板宜为十字对称分开成4部分且底部固定有橡胶片的承载板。承载板宜为十字对称分开成4部分且底部固定有橡胶片的承载板。承载板的直径一般为300mm。弯沉检测装置：由一组高精度位移传感器组成。传感器可为差动变压器式位移计(LVDT)或地震检波器。自承载板中心开始，沿道路纵向隔开一定距离布设一组传感器，传感器总数不少于7个，建议布置在0250cm范围内，必须包括0、30、60、90四点，其他根据需要及设备性能决定。运算及控制装置：能在冲击荷载作用的瞬间内，记录冲击荷载及各个传感器所在位置测点的动态变形。牵引装置：牵引FWD并安装运算及控制装置的车辆。3 方法与步骤3.1 准备工作调整重锤的质量及落高，使重锤的质量及产生的冲击荷载符合第2条的要求。在测试路段的路基或路面各层表面布置测点，其位置或距离随测试需要而定。当在路面表面测定时，测点宜布置在行车道的轮迹带上。测试时，还可利用距离传感器定位。检查FWD的车况及使用性能，用手动操作检查，各项指标符合仪器规定要求。将FWD牵引至测定地点，将仪器打开，进入工作状态。牵引FWD行驶的速度不宜超过50km/h。对位移传感器按仪器使用说明书进行标定，使之达到规定的精度要求。3.2 测定步骤承载板中心位置对准测点，承载板自动落下，放下弯沉装置的各个传感器。启动落锤装置，落锤瞬即自由落下，冲击力作用于承载板上，又立即自动提升至原来位置固定。同时，各个传感器检测结构层表面变形，记录系统将位移信号输入计算机，并得到峰值，即路面弯沉，同时得到弯沉盆。每一测点重复测定应不少于3次，除去第一个测定值，取以后几次测定值的平均值作为计算依据。提起传感器及承载板，牵引车向前移动至下一个测点，重复上述步骤，进行测定。4 落锤式弯沉仪与贝克曼梁弯沉仪对比试验步骤4.1 路段选择选择结构类型完全相同的路段，针对不同地区选择某种路面结构的代表性路段，进行两种测定方法的对比试验，以便将落锤式弯沉仪测定的动弯沉换算成贝克曼梁测定的回弹弯沉值，选择的对比路段长度300500mm，弯沉值应有一定的变化幅度。4.2 对比试验步骤采用与实际使用相同且符合要求的落锤式弯沉仪及贝克曼梁弯沉仪测定车。落锤式弯沉仪的冲击荷载应与贝克曼梁弯沉仪测定车的后轴双轮荷载相同。用油漆标记对比路段起点位置。按第3.1条布置测点位置，按本规程T 0951的方法用贝克曼梁定点测定回弹弯沉。测定车开走后，用粉笔以测点为圆心，在周围画一个半径为15cm的圆，标明测点位置。将落锤式弯沉仪的承载板对准圆圈，位置偏差不超过30mm，按第3条进行测定。两种仪器对同一点弯沉测试的时间间隔不应超过10min。逐点对应计算两者的相关关系。通过对比试验得出回归方程式LB=a + bLFWD，式中LFWD、LB分别为落锤式弯沉仪、贝克曼梁测定的弯沉值。回归方程式的相关系数R应不小于0.95。注：由于路面结构和材料，路基状况，温度水文条件，路面使用状况不同，对比关系也有所不同，为了提高数据的准确定，应分各种情况做此项对比试验。5 水泥混凝土路面板调查的方法与步骤5.1 在测试路段的水泥混凝土路面板表面布置测点。当为调查水泥混凝土路面接缝的传力效果时，测点布置在接缝的一侧，位移传感器分开在接缝两边布置。当为探查路面板下的空洞时，测点布置位置随测试需要而定，应在不同位置测定。5.2 按第3条进行测定6 计算6.1 按桩号记录各测点的弯沉及弯沉盆数据，按本规程附录B的方法计算一个评定路段的平均值，标准差，变异系数。6.2 当为调查水泥混凝土路面接缝的传力效果时，利用分开在接缝两边布置的位移传感器的测定值的差异及弯沉盆的形状，进行判断。 6.3 当为探查路面板下的空洞时，利用在不同位置测定的测定值的差异及弯沉盆的形状，进行判断。7 报告7.1 报告应包括下列内容：各测点的最大弯沉及弯沉盆测定数据。每一个评定路段全部测点弯沉的平均值、标准差、变异系数及代表弯沉。7.2 如与贝克曼梁弯沉仪进行了对比试验，尚应报告相关关系式、相关系数、换算的回弹弯沉。水泥混凝土路面板底脱空情况检测详见附表2-5，水泥混凝土路面板底脱空情况检测数据表2.7 本章小结 本章主要介绍了路段路面状况调查资料和每一种数据的调查方法。调查资料包括路面服务能力的调查、路面破损状况调查、路面平整度调查（采用三米直尺测量法）、路面抗滑能力的调查（采用摆式仪法）、路面接缝传荷能力、路面板底脱空的调查（采用落锤式弯沉仪法）。第3章 路面状况评定3.1路面状况的评价水泥混凝土路面破损状况采用路面状况指数（PCI）和断板率（DBL)两项指标评定。3.1.1路面状况指数（PCI) 依据路段破损状况得到的病害类型、轻重程度和密度数据，按下列公式确定该路段的路面状况指数（PCI），以100分制表示。 （3-1） （3-2） （3-3） （3-4）式中：i和j病害种类和轻重程度； n病害种类总数； mii种病害的轻重程度等级数； DPiji种病害和j种轻重程度的单项扣分值，它是破损密度Dij的函数； Diji种病害j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例； Aij和Bij系数，可参考表3-1确定； Wij同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数； Rij各单项扣分值占总扣分值的比值。表3-1 病害类型轻重程度系数AijBij轻中重轻中重纵、横、斜向裂缝3065930.550.520.54角隅断裂4973950.760.640.61交叉裂缝、断裂板70881030.600.500.42沉陷、胀起4965920.760.640.52唧泥25-650.90-0.80错台3060920.700.610.53接缝碎裂2330510.810.610.71拱起4965920.760.640.52纵缝张开30-700.90-0.70填缝料损坏1035600.950.900.80纹裂或网裂和起皮2260900.700.600.50磨损和露骨20-600.70-0.50坑洞-30-0.60-活性集料反应2547700.900.800.70修补损坏1060900.950.600.54表3-2 路面破损状况等级评定标准评定等级优良中次差路面状况指数PCI8584706955544020 将调查路段分为K66+460K66+750、K66+75K67+000、K67+000K67+500、K67+500K68+000四段。经由公式3-1、3-2、3-3、3-4和附表2-2中的路面破损数据可得每一段的情况为：第一段K66+460K66+750的各种破损类型及其i种病害j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例Dij、i种病害和j种轻重程度的单项扣分值DPij，破损密度Dij、系数Aij和Bij、同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数Wij、各单项扣分值占总扣分值的比值Rij见下表3-3。表3-3 路段各数据计算结果破损类型DijAijBijDPijRijWij破碎板9/1161030.423.35640.19980.4995纵、横缝14/116930.546.06100.36090.6104角隅断裂4/116950.611.99830.11900.2975唧泥12/116650.805.37930.32030.5825求得结果PCI=90.896，参照路面破损状况等级评定标准评定此路段为优。第二段K66+750K67+000的各种破损类型及其i种病害j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例Dij、i种病害和j种轻重程度的单项扣分值DPij，破损密度Dij、系数Aij和Bij、同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数Wij、各单项扣分值占总扣分值的比值Rij见下表3-4。表3-4 路段各数据计算结果破损类型DijAijBijDPijRijWij破碎板24/1001030.4210.38240.18350.45875纵、横缝54/100930.5427.11880.47930.6916角隅断裂6/100950.613.4770.06660.1665唧泥30/100650.8015.60.27570.5519求得结果PCI=67.285，参照路面破损状况等级评定标准评定此路段为中。第三段K67+000K67+500的各种破损类型及其i种病害j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例Dij、i种病害和j种轻重程度的单项扣分值DPij，破损密度Dij、系数Aij和Bij、同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数Wij、各单项扣分值占总扣分值的比值Rij见下表3-5。表3-5 路段各数据计算结果破损类型DijAijBijDPijRijWij破碎板56/2001030.4212.11280.33340.5915纵、横缝56/200930.5414.06160.38700.6283角隅断裂11/200950.613.396250.09350.23375唧泥26/200650.806.760.18610.46525求得结果PCI=80.0614，参照路面破损状况等级评定标准评定此路段为良。第四段K67+500K68+000的各种破损类型及其i种病害j种轻重程度的板块数占调查路段板块总数的比例Dij、i种病害和j种轻重程度的单项扣分值DPij，它是破损密度Dij的函数、系数Aij和Bij、同时出现多种破损时，i种病害和j种轻重程度扣分值的修正系数Wij、各单项扣分值占总扣分值的比值Rij见下表3-6。表3-6 路段各数据计算结果破损类型DijAijBijDPijRijWij破碎板29/2001030.426.27270.62020.7597纵、横缝12/200930.543.01320.29790.5672角隅断裂1/200950.610.308750.03050.07625唧泥2/200650.800.520.05140.1285求得结果PCI=93.4353，参照路面破损状况等级评定标准评定此路段为优。各路段PCI和最终评定见表3-7。表3-7 路面状况结果统计表路段PCI评定标准K66+460K66+75090.896优K66+750K67+00067.285中K67+000K67+50080.0614良K67+500K68+00093.435