CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY
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2016 年 4 月
摘要
原有旧水泥混凝土路面大修、改建一般采用加铺沥青面层的方式，加铺层设计是在对现有路面结构性能作出正确评定的基础上进行的。为此，需要对原有混凝土路面的损坏状况进行调查和评价，对路面的结构状况、承载能力进行检测和评定。根据评定结果，可以判断路面是否需要加铺或预估剩余使用寿命，分析路面损坏的原因及提出处理措施，由此提出具体的改 建方案和对策。根据调查结果正确评定现有路面的使用状况是旧路面维修的关键。
一、旧水泥路面检测及意义
路面检测数据是路面使用性能评价和预测的前提，也是进行道路养护和改扩建的主要依据。准确详实的检测结果，是对原路面进行使用性能评价及制订沥青加铺层设计方案的前提条件。通过对旧水泥路面的检测与评定，了解路面的结构现况，采取相应的修复措施，并为加铺层结构设计提供依据。
在沥青层加铺前，掌握原水泥混凝土路面实际破坏、病害类型、破坏程度等情况，并对破损的水泥板进行处治，使水泥板处于稳定的状态，为道路改造设计提供依据，对保证沥青加铺层的稳定、耐久性具有十分重要的意义。这也是解决反射裂缝和保证加铺成功至关重要的一环。
二、旧水泥路面检测内容
旧水泥路面检测分为路面损坏状况检测、原路面承载能力检测、平整度及抗滑性能调查。在旧水泥混凝土路面改造之前，需对旧水泥混凝土路面进行调查，旧水泥混凝土路面调查
检测内容主要包括：
（1）公路修建及养护技术资料：路面结构及材料组成、接缝构造及养护历史等；
（2裂缝检测）路面损坏状况：损坏类型、轻重程度、范围等；
（3）路面结构强度：路表弯沉、接缝传荷能力、板厚等；
对原水泥路面路况、路表弯沉、板厚、接缝传荷能力、构造深度进行检测，主要针对水泥混凝土路面破损状况、结构层状况等进行检测[1]。
检测指标 | 检测内容 | 调查方法 |
裂缝、短板 | 纵向、横向裂缝、板角断裂、交叉裂缝（断裂板） | 记录裂缝的位置、长度、宽度、深度等 | 目测后用皮尺丈量 |
竖向位移 | 沉陷、拱胀 | 观测汽车通过时，板是否活动，判断面板滑移的方向、程度 |
接缝类 | 填缝料损坏 | 记录接缝材料有无和侧壁黏着情况，接缝材料溢出情况和脱落情况 |
唧泥 | 观测判断面板上是否有泥土、记录所处位置 | 目测 |
错台 | 测量错台高差、长度 | 错台仪 |
接缝挤碎 | 记录接缝两侧水泥板破碎情况 | 目测 |
表面病害 | 磨损、露骨、坑洞 | 路面处理后，旧水泥路面不作为表面层，可不调查 | 目测后用皮尺丈量 |
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路面各种破损的损坏范围按实测损坏面积计，不规则形状的损坏面积按当量矩形面积估算。对于各种单条裂缝，其损坏面积按裂缝长度乘以0．2换算系数计算。同一板块内存在多种病害或轻重等级时，以最显著的种类或最重要的程度计。调查结果应按破损类型、破损范围及其严重程度。
三、路面结构承载能力的检测
路面结构承载能力检测指标为路面弯沉值。通常采用无破损测试的方法，在路表面测定路面结构的最大弯沉值或弯沉盆，通过分析判断结构的承载能力。弯沉和弯沉盆测定结果可以用于：
2分析旧水泥路面接缝的传荷能力；
3估算路基和路面结构层的模量值；
4评定路面结构的承载能力或剩余寿命。
对于板块较完整的水泥路面，由于水泥路面板具有较高的回弹模量值，加铺沥青层时重点是分析水泥混凝土路面接缝的传荷能力和检查水泥路面板的脱空情况。由于水泥路面板接缝两侧相邻板产生的竖向位移差，会造成沥青加铺层出现较大的剪应力，这是沥青加铺层产生荷载反射裂缝的最主要原因，因此采用贝克曼梁法检测相邻板的弯沉差来评价接缝传荷能力效果更佳[2]。
检测水泥混凝土板板底脱空采用的方法主要有：贝克曼梁法、FWD(落锤式弯沉仪)法、路面雷达检测法和声振法。
注意事项：各种水泥混凝土板板底脱空检测方法主要优缺点，建议在有条件的情况下，可以考虑选用雷达检测的基础上另选一种方法(如FWD法)进行配合检测，可以达到测试精度高、可信度高的效果，这样就可以准确地对脱空部钻孔压浆进行补强，但是雷达检测法是目前世界上正在推广的先进技术，使用不广泛。由于仪器方面的限制，本论文实体工程中的检测方法均采用贝克曼梁法检测板底脱空情况。确定了检测设备为贝克曼梁，在检测工作中，水泥路面板块静回弹弯沉测定应采用5．4m长杆弯沉仪，BZZ一100标准轴载检测车。根据我国公路修建状况和检测仪器的实际情况，专家们推荐凡弯沉值超过0．2mm的，
应确定为板底脱空。承载能力检测主要是检查水泥路面板的脱空情况和分析水泥混凝土路面接缝的传荷能力，所以弯沉测量应分两批进行。第一批分别对每块板的中部进行弯沉测量，第二批分别对每条接缝两侧的板边进行弯沉测量。两批弯沉值计入不同的表格中。板中的弯沉用以分析板下是否脱空和反算板的回弹模量；板边的两个弯沉值的平均值可用以分析板边的支承情况，两个弯沉值之比则用以评价接缝的传荷能力。值得注意的是，水泥面板内的温度梯度会使板产生翘曲变形。正温度梯度大时，板中部可能拱起而出现同基层顶面的脱空。这时，在板中进行弯沉测定的数值明显大于正温度梯度较小时或负温度梯度时测定的结果。而在负温度梯度大时，板角隅会卷起而出现与基层顶面的脱空，使板角的弯沉测定值明显大于正温度梯度时的测定结果。
因此，为了避免温度梯度引起的板底脱空的影响，板中弯沉测定应选在出现负温度梯度或者正温度梯度小的夜间到清晨时段进行。而板边的测定情况正好相反，应选在白天进行。
四、路面行驶质量和抗滑能力的测定
对于路面行驶质量的测定，宜采用车载式颠簸累计仪快速检测。小范围的抽样调查，可采用连续式平整度仪或三米直尺检测。各种方法的测定结果应建立其与国际平整度指数之间
的关系。
路面抗滑能力的调查指标为轮胎与路面的摩擦因数。调查设备可采用摆式摩擦因数(BPN)仪和横向力系数(SFC)测定仪。高速公路和一级公路，宜采用横向力系数测定仪。摆式摩擦因数的调查应在每个评定路段选测5个测点，每个测点重复测定5次，取其均值作为该测点的测量值，5个测点的平均值作为该路段的测值[3]。
五、旧水泥路面状况技术评定
在具体的道路状况评价中我国通常采用公路路面状况指数(PCI)作为衡量道路的损坏状况的指标。根据公路技术状况分为五个等级，
评价等级 | 优 | 良 | 中 | 次 | 差 |
PCI | ≥90 | ≥80，＜90 | ≥70，＜80 | ≥60，＜70 | ＜60 |
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公路路面状况指数(PCI)的计算公式为：
式中：PCI一道路路面状况指数；
一系数，水泥路面采用10．66；
，一系数，水泥路面采用0．461；
DR-路面破损率。
脱空度(V)和板中弯沉值是路面结构承载能力的评定指标，用来说明旧路面脱空的严重程度。脱空是水泥路面常有的病害，脱空处理不好，会导致旧水泥板在荷载作用下断裂、沉陷等严重的结构性破坏，直接影响到旧水泥板上的沥青加铺层使用性能。在对水泥路面状况进行评定时，必须对板下脱空给予高度重视。
检测板下脱空情况主要有四种方法：目测经验法、弯沉检测法、声振法检测法和探地雷达检测法。弯沉检测法通过对混凝土板的实测弯沉值进行分析比较，结合路面实际破损状况判断板下是否存在脱空，这是一种近似的判断方法，很难准确估计出脱空的范围。运用超声波和探地雷达法可以精确的检测出板下脱空的高度和范围[4]。
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