FWD检测技术在路面养护工程中的应用.pdf

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1、第2期(总第152期)2011年4月中国彳放z朽CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2(SerialNo．152)Apr．2011DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2011．02．031FWD检测技术在路面养护工程中的应用庄海清(上海嘉浏高速公路建设发展有限公司，上海200041)摘要：锤式弯沉仪(简称FWD)作为无损检测设备已经被广泛地应用于路面结构层评价，但缺乏针对破损路面检测的成果和工具。以嘉浏高速公路养护工程为依托，开发了针对高速公路破损路面结构层评价的程序，并探索FWD在实际工程中的应用。关键词

2、：锤式弯沉仪(F、^『D)；养护工程；无损检测；结构层评价中图分类号：U,418．6文献标识码：B文章编号：1004—4655(2011)02—0083—031高速公路路面养护根据我国规范要求，公路养护工程根据工程量和技术难度分为日常巡视和检查、小修、中修、大修、改建和专项养护工程。在路面破损严重、采用罩面等养护方法无法恢复路面服务水平时，要对路面进行翻修。大面积路面翻修属于路面养护中的大修工程，需要制订准确详细的工程计划，以保证工程进度和资金分配。传统的路面翻修根据路面破坏程度一般分为面层翻修和面层基层共同翻修。确定翻修程度需要对基层状况甚至土基

3、状况有比较准确的预估。传统的做法是有损式的取芯或开挖样洞检测，或者在面层铣刨之后判断基层损害程度。取芯和开挖样洞检测法施工组织较难，在开放交通的情况下检测即存在交通安全隐患，且对路面造成一定的损坏，并难以达到足够的检测密度；铣刨后再判断基层状况，判断结果比较准确，但导致工程计划滞后，对养护计划的制订和安排不利。针对嘉浏高速公路的养护工程，引入锤式弯沉仪(]qT#D)弯沉检测技术，通过一定的理论计算来判断路面结构中基层和土基状况，并在实际工程计划制订过程中对检测结果加以参考。2FWD检测技术的原理利用FwD检测评价路面的主要技术之一是利用测得的弯沉盆

4、进行各结构层的模量反算，应用较广的方法有数据库法和迭代法。一般的研究成果均基于连续层状体系，对于完好路面的各层模量有较好的检收稿日期：2011—0l—05测结果。针对路面翻修情况进行结构层状况评价，需要考虑到破损路面结构的非连续性，普通的模量反算程序不能很好地处理破损结构。因此，不能将现有理论和工具直接整合到路面翻修的基层和土基评价体系中；需要通过适用于破损路面的理论来开发新的路面养护程序。相关研究成果⋯如下。1)弯沉盆指标C，7与凡呈幂函数关系，见式(1)。c，7与F8的关系见图l。∞=k。(罐2)％=d7一d。(1)。d7一d9凡2彳式中：c，

5、7、Fs为弯沉盆指标；k，、k：分别为回归系数，取值与土基模量有关；吐(i=1，2，⋯，9)为FWD测点i处的路表弯沉值，“m。，，s图1C‘和五关系‘21根据∞一凡关系可进行土基模量的反算，并可以方便地通过计算机程序实现，并且路面开裂和层间滑移对上述关系的影响非常小。83中c习彳益工程庄海清：FwD检测技术在路面养护T程中的应用2011年第2期2)基层状况可以通过表面模量指标＆㈨和曲率指标a，来评价。眈㈩为测点i处的表面模量，MPa；C]3=d，一以。基层状况的判断标准见表1。表1基层状况的判断标准结构层破损状态判断标准大块开裂C13=16～50

6、p．m半刚性基层c，，>50斗m或小块开裂或松散既f2一】)一Esfi)<0，i=2，3，⋯，6利用上述的2项研究结论，可通过FWD对基层和土基进行无损检测。本文的主要目的是通过嘉浏高速公路的翻修工程来改进结构层评价手段。3工程应用在嘉浏高速公路的整治工程中，为应用新的无损检测手段，主要做，两方面的工作：一是确定了路面结构层评价的程序流程；二是进行评价工具的开发。传统的公路路面大修存在开挖前难以确定翻修程度的问题，而对于一般的面层损坏不进行有损检测的做法使得对损坏原因与损坏程度难以确定。本文尝试性地在嘉浏高速公路整治过程中结合FWD无损检测手段进行

7、预估，并将预估结果通过有损检测手段进行验证。3．1评价流程为制订合理的养护工程计划，可以将FWD无损检测手段纳入路况调查与评价。通过FWD弯沉车可快速安全地检测出路面主线的面层、基层和土基的结构层状况。整体检测评价流程见图2。路而破损情况、l养护历史调查l二二工二I代表性路段选定l二二I二型骂掣划路面———L一、破须弯沉盆温度修JFf调查I。霰哩弯沉盆荷载修正l指标表面模鞋指标计算《夏翥琴刊燮I1破损路而f：WD数据II．!．II曲率指标、表面l模蛀指标———工二二=l破损层位、破损l程度谚{别、——彳孬瓣压孤雨雨损伤模量八等处置对策J图2路面FW

8、D弯沉检测流程3．2评价工具FWD检测具有快速高效的特点，可以控制到较高的检测密度。因为检测的数据量比较大，而且需要进行温