王凤绒

近年来，由于我国汽车工业发展得到长足进步，装载汽车尺寸增加，载量也逐渐增大。在道路上出现了大量超载超限车，造成我国很大一批公路水泥路面出现破损情况，由于水泥路面在我国20世纪90年代初是用得最多的路面类型，现在仍占有很大比重，许多水泥路面相继出现破损，为了及时发现路面破坏方式及破损具体位置，采用落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer，简称FWD)对其进行测定，并根据水泥路面破损情况制定相宜的养护维修办法，提高路面使用品质，增长其使用年限。

1 水泥路面破损类型

破损严重程度可分为轻微，中度，严重三种不同情况，水泥混凝土路面损坏分类如下:

1)断板类破损:包括板角断裂，D形裂缝，纵向裂缝，横向裂缝，断坡等。

2)接缝类破损:包括接缝材料损坏，接缝脱开，无接缝料，缝被砂石尘土填塞，边角剥落，唧泥，错台(台阶)，拱起(翘曲)等。

3)表面类破损:包括表面曲状细裂缝，层状剥落，起皮，露骨，集料磨光，坑洞等。

4)其他破损:如板块沉陷、脱空等。

2 落锤弯沉仪的使用方法及测试原理

落锤弯沉仪属于无破损类检测，检测结果可靠性高，检测过程标准，是发现路面破坏方式及破损位置的最佳仪器，故采用落锤弯沉测定仪进行板底脱空判断，以确定合理的维修计划。

2.1 使用方法

FWD是一种脉冲动力弯沉仪，它模拟车辆荷载对路面或道床施加的瞬时冲击作用，得到路面或道床瞬时变形情况，其测量结果比较精确，信息量大。一般可记录三方面数据:1)落锤点最大弯沉;2)以落锤点为中心的弯沉盆曲线;3)弯沉盆各点随时间变化的时程曲线。落锤式弯沉仪议决盘算机体系控制下的液压体系启动落锤装置，使肯定质量的落锤从肯定高度自由落下，打击力作用于承载板上并转达到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面外貌孕育发生瞬时变形，散布于距测点差异间隔的传感器检测结构层外貌的变形，纪录体系将信号传输至盘算机，即测定在动态荷载作用下孕育发生的动态弯沉及弯沉盆。落锤式弯沉仪能够模拟行车荷载作用，检测路面的动态弯沉盆。

2.2 测试原理

FWD作为一种动态检测设备，同路面实际的工作状态和材料的性质是相符的，这对于研究路面的动态特性是有潜力的。路面在动力荷载和静力荷载作用下的反应是不同的，利用FWD实测弯沉盆来反算路面结构各层的动态模量，是研究、试验的重要手

3 混凝土板底脱空测试示例

3.1 路况资料

表1 路面结构设计表

段和途径。截距法目前认为是一种比较理想的水泥路面破损检测方法，利用FWD对水泥混凝土路面施加分级荷载，然后利用荷载板中心的弯沉与相应的分级荷载画出荷载弯沉图，从而适应道面结构快速、非破损评定的需要。利用回归分析做出荷载弯沉的线性回归曲线，通过回归直线的截距来判断路面破损情况。

陕西某二级公路设计速度60 km/h，地处干旱少雨地区。公路自通车以来，由于当地煤炭资源丰富，大量超载运煤车造成路面破坏，为了及时发现路面破坏方式及破碎具体位置，采取落锤式弯沉仪测定路面破坏位置。路面结构设计见表1。

3.2 测试过程

1)对水泥路面块板编号并通过水泥路面外观观测初步判断水泥路面破损位置，对路面破损可疑点通过落锤弯沉仪测试确定。

2)对路线水泥混凝土块板路面施加分级荷载见表2，利用荷载板中心的弯沉与相应的分级荷载画出荷载弯沉图，通过回归分析做出荷载弯沉的线性回归曲线，见图1。

表2 分级加载荷载及数据

图1 线性回归曲线

以弯沉为横坐标x，荷载为纵坐标y，将相应的数据绘制成散布图。由于弯沉与荷载符合线性关系，线性回归分析的表达式为y=a+bx，其中，a为常数项;b为回归系数。a与b的计算如下:

将弯沉、荷载代入公式计算得到:

y=6.93+1.289x。

3)通过回归直线的截距来判断脱空情况，如果线性回归曲线在弯沉轴的截距小于50 μm，则认为板底不脱空，否则认为板底存在脱空。

其中，a=6.93 μm＜50 μm，故该测点板底不脱空。

4 养护维修

1)轻微破坏维修办法。a.超薄层修补。先将光滑的路面露骨或龟裂表面处凿毛，然后在涂刷过同一成分的水泥砂浆的区域内，摊铺拌和好的快速修补水泥砂浆;当水泥混凝土存在水气、低洼、不密实时应用原浆补齐压实，直到表面全部密实、整平为止。b.裂缝修补。对于宽度小于3 mm的轻微裂缝，采用灌浆法;对于贯穿整个板厚大于3 mm小于25 mm的中等裂缝，采用条带罩面进行补缝;对宽度大于25 mm的严重裂缝采用全深度补块。

2)严重破坏维修办法。a.严重破碎处理。用冲击锤将板打碎，移开碎板，用C15素混凝土对路面基层补强，再浇筑标号不小于C30的混凝土板。b.脱空处理。如果板块边角有唧泥现象，即认为该板块脱空，或该板块的弯沉大于0.2 mm，也认为该块脱空。对脱空板实施灌浆法，灌浆后仍以弯沉作为控制指标。要保证新老混凝土的良好结合及修补混凝土的耐久性，在施工时必须做到:修补地段清洁，没有粉粒、油污等降低粘结力的介质;处理面要干燥、找底，即在凹凸不平的旧水泥混凝土路面上先涂刷一层同一水灰比的砂浆，能保证新老混凝土的完好结合;拌料均匀，否则会出现局部收缩或膨胀，提高修补质量。

5 结语

落锤弯沉仪测试水泥混凝土破损是比较理想的检测路面破损的仪器，适应道面结构快速、非破损评定的需要，检测结果可靠性高，检测过程标准、规范，是发现路面破坏方式及破损具体位置的最佳仪器。板底脱空作为最难发现的水泥路面破损类型，用该方法不但能快速发现且可靠性高，为合理制定水泥路面维修措施提供可靠依据，是值得推广的非破损检测方法。

[1]JTJ 073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].

[2]周绪利.路基路面检测技术[M].北京:人民交通出版社，2006.

[3]刘超群.道路工程试验与检测[M].成都:西南交通大学出版社，2009.

[4]周文献，孙立军，阚胜男.水泥混凝土路面脱空与压浆处治研究综述[J].公路，2004(12):23-25.

[5]潘艳珠，王端宜，谭宝龙.水泥混凝土路面板底脱空的原因及防治措施[J].广州大学学报(自然科学版)，2006(1):86-89.

[6]李会宁.路面无损检测技术应用与发展探讨[J].山西建筑，2010，36(19):284-285.