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武汉市旧水泥混凝土路面力学分析与功能论述
作者:汪昕 来源:武汉桥建集团有限公司 日期: 2006-4-14
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文章页数:[1] 
    一、混凝土路面调查与评定
    为了合理地确定旧水泥混凝土路面的补强方案,需要对原路面进行全面的调查与评定,包括厚度、强度、交通状况、破损状况等,从而为加铺层设计提供设计资料及科学依据。路面损坏状况调查主要包括三方面内容:损坏类型、程度、数量。
    由于路面设计、施工、养护及自然环境因素的影响差别,对混凝土路面的调查应分段进行,以便得出与该路段损坏特征相一致的损坏原因及相应的养护对策。
    1.混凝土结构承载能力(板厚度及强度)测定
    通过查阅设计文件、设计变更文件、竣工资料等获得结构的设计状况和实际结构状况。
    板厚可根据板边测量与钻孔取样的圆柱体试件高度确定。
    首先采用取芯机进行钻孔取芯,对取出圆柱体试件测出高度,进行劈裂试验测定混凝土路面劈裂强度,再按下式计算旧混凝土面板弯拉强度(抗折强度),即:


    由上至下逐层开挖,用内径Φ152的取芯机取出路面基层、垫层、路基的芯块,将其修整为标准试件,按《公路土工试验规程》规定的承载板法回弹模量试验方法进行室内载板试验,测定各结构层及土基的实际模量。
    2.基层状况调查
    基层顶面回弹模量可以采取以下两种方法确定:
    ①旧水泥混凝土板表面进行承载板试验,然后反算基层顶面回弹模量。
    ②开挖旧混凝土路面,直接在基层表明进行承载板试验。钻取基层试样,室内测试模量。
    开挖破碎板块及断板,现场开挖基层及钻芯取样,以判断结合料含量是否满足设计要求,拌和均匀程度,基层厚度,土基干湿类型。
    3.路面破损状况调查
    水泥混凝土路面的损坏特征定义和分级标准见下表。

 通过调查旧路面的破坏状况,并判断分析各种破坏的产生原因,可为加铺设计提供理论依据。

 4.交通状况调查

 调查实际交通量,交通组成,预计交通量增长情况。查阅设计资料,了解设计使用初期日平均标准轴载作用次数N,及设计时预计的交能量增长率γ(%);查阅通车后的交通量资料,了解设计使用初期及以后各年实际日平均标准轴载在作用次数N1 ,根据各年及使用初期日平均标准轴载作用次数,按下式推算年平均交通量实际增长率γ1

式中:Ni——第i年的实际日平均标准轴载作用次数(n/d

      N1——第1年的实际日平均标准轴载作用次数(n/d

      γi——由第1年推算出的第1i年的交通量实际年平均增长率。

还需调查行驶车辆组成和实际载重吨位。

5.其他资料调查

通过查阅设计、施工原始记录,养护维修资料了解路基下管线布局,路基及路面各结构层在施工中是否按设计的材料、结构、厚度、配合比施工,施工过程中采用的主要质量控制指标及这些指标进行实际抽检的情况,路面维修养护资料。

实地调查测量路面横坡度及路段平均纵坡,道路排水设施;下雨后观察路面是否积水、及积水深度、时间,调查地下水位及其对路基稳定性的影响。

二、旧水泥混凝土路面损坏情况评价

路面损坏状况是路面结构的物理状况和承载能力的外观反映。路面损坏状况调查,评价是确定养护对策及处理措施工的依据。

按照上述损坏特征定义和分级标准,对每一路段采取人工实地徒步检测方法连续调查各路段每百米内各类破损的数量,每百米统计记录一次破损数量,每公里汇总一次各类破损的数量,得出各路段的破损状况汇总数量。最后根据每路段破损状况汇总数量评定本路段路面使用状况,评定指标选用路面状况指数PCI,其计算方法为:

 

式中:ij——分别为损坏类型和严重程度;

n——损坏类型总数;

m I类型的严重程度等级;

DPij——i类损坏j种程度的扣分值,是损坏密度Dij的函数;

DPij=Aij·DijBij

Dij i类损坏j种程度的损坏占路段内板块或裂缝总数的比例(%);

Aij,Bij——系数,见表2

WIJ——多种损坏时I类损坏程度的修正权数,用以下计算式:

 上述统计、计算各路段的破损数量及PCI值的过程所用数据较多,计算工作量较大,重复劳动较多,且数据之间联系比较紧密,比较适宜用计算机来完成。

 一般认为PCI指数小于40时,混凝土路面综合使用性能已不能满足要求,需要进行补强设计或罩面。根据PCI指数可确定养护维修对策,且应考虑道路的其它评价指标,如平整度、抗滑性能等。

 通过对路面损坏状况调查,并在此基础上分析路面破坏原因,从而采取相应措施提高道路的使用功能。

 


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