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探坑法探测路面结构层的病害研究

2021-03-31聂荣斌

居业 2021年11期
关键词:车辙沥青病害

聂荣斌

(福建东南铁证工程质量检测有限公司,福建 福州 350000)

1 测试原理

探坑法,主要是在调查区域,结合路面病害特征,基于病害典型之处,确定具体探坑位置,逐步展开开挖。具体操作方法是,可将路面病害程度作为参考,经由典型病害之处,开挖坑槽,依次递进,直至路基顶面。并且,需要把握坑槽开挖深度。通常情况下,初始坑槽应该以下层顶面作为开挖深度极点,初始坑槽开挖完毕,需要记录破坏特征和开挖厚度。

2 现场试验分析

2.1 车辙结构病害测试

作为某省交通干道的一条一级公路,所在地区雨量充沛、夏长冬短、气候湿热,建成通车之后,为期不长,出现车辙病害。因此,需要通过探坑开挖,查明病害形成原因。

2.1.1 探坑意义

通过开挖,对观察路面进行取样,发现车辙病害已然存在较大深度。另外,还通过抽提筛分、理论密度、车辙的稳定度等对车辙病害处取沥青混合料,进行试验,进一步评价沥青混合料与沥青的高温稳定性能。

2.1.2 试验步骤

(1)在轮迹带处横放横断面尺,方向与道路中心线垂直,两端支脚置于车道两侧,需要注意的是,此处轮迹带应该选择处于慢车道的区域。之后测量车辙深度,确定此条一级公路为车辙损坏路段并且极具典型特征。

(2)车辙路段一经确定,需要以3m长、0.4m宽,为开挖标准,开挖坑槽。同时,将下面层底作为坑槽深度,进而有效测量路段断面的不同变形情况、损坏厚度。此项操作,需要注意,不可扰动路肩处断面开挖板。

(3)利用切割机将损坏路段,合理切割,分成诸段,小心取出该层试样装入袋中封存,描述上、中、下各层损坏厚度,对车辙变形情况的各层实际状况展开分析。

(4)通过室内试验,对比沥青混合料各项性能。主要包括沥青含量、沥青性能、集料级配、沥青混合料动稳定度,以及沥青混合料高温稳定性。

通过探坑,知悉车辙病害处不同层面的不同厚度。并且计算不同层面的压缩量,结合室内对比试验,明确车辙病害处沥青混合料的沥青含量、集料级配、老化性能等重要指标,以及沥青混合料的高温稳定性、沥青混合料的动稳定度。通过此次试验,发现此处车辙病害的形成集中位于路面下面层、中面层,而上面层只有很少占有量。究其缘由,是施工过程中,未按照集料级配要求进行正确设计,致使施工不够均匀。通过试验可得,沥青混合料中,含有大量沥青,超出应有范围[1]。因此,该段公路在重力作用下,造成二次压密,出现车辙病害。

2.2 路面裂缝,坑槽损坏

另一条国省干道,位于某省中部,是国家重点扶持规划建造的交通干道,属于跨省公路。建成之后,经过运营,历经数年,出现多种路面损坏,如坑槽、车辙、裂缝等。因此,采用探坑法,分析造成路面损坏的病害原因。

(1)开挖意义。通过探坑,观察路面取样坑槽、车辙、裂缝等损坏情况,查明原因,结合实际,采取合理措施,进行有效处置。

(2)试验步骤。①通过自动破损测试或人工徒步调查,对破损路面进行分析研究,确定破损路面坑槽、车辙、裂缝等损坏较为严重的典型位置。②通过调查,精准确定坑槽、车辙、裂缝的开挖位置。根据破损路面,坑槽、车辙、裂缝的鲜明走向,画出开挖图框。③沿着图框,采用风镐,逐步开挖。初次开挖,需要以上层面厚度作为初始开挖深度,还需确保上层面的干净,因此需要将上层面集料有效清理。另外,开挖过程中,需要记录中层面坑槽、车辙、裂缝的实际情况,进而继续开挖下层,直至基层。④记录不同层面坑槽、车辙、裂缝的发展情况,判定损坏路段病害原因。

通过此次试验,可以明确,此条公路的损害情况,是具备基层反射裂缝明显特征的横向裂缝。出现这种路面病害,是因为基层发生温缩和干缩开裂后,抵抗拉应力的能力已经消失。因此,应力被开裂位置,传于面层,在应力集中作用下,导致出现开裂的面层,逐渐拉裂,形成裂缝。

3 测试方法

遵照探坑法测试原理,结合不同路段现场试验分析,总结得出路面结构层的病害,利用探坑法进行测试的具体方法如下:

3.1 测试目的和适用范围

探坑法,主要是通过逐层开挖,抽丝剥茧,对路面病害,达到鞭辟入里的分析检查效果。具体检测中,可对路面内部结构实际状况,全面了解,为进一步修复路面、养护路面,提供重要参考依据。另外,根据公路病害的调查和养护需求,利用探坑法,可以获悉路面内部结构的多种性能指标。

3.2 仪具与技术要求

探坑法在公路路面病害检测过程中,需要应用到切割机、路用吹风机、量尺、风镐、铁锹、锤子、凿子、毛刷以及小铲、扫帚,其中切割机和风镐是最为关键的应用设备。具体使用过程中,为更加精准确定开挖位置,需要配合多种型号钎子的手持式空压风镐破碎机;切割机需要使用大于500mm直径的刀片,进行大于240mm深度的切割。切割机主要是为取样车辙病害路段,展开深度观察,明确病害原因。

3.3 测试步骤

测试前,需要通过统筹调查,结合调查区域,典型病害类别,确定检查目标,确定检查位置,并且确定路面结构层数,具体测试步骤如下。

(1)对观察部位,展开细致检测,如果路面尘土飞扬,或者存在污染,难以展开具体观测,需要用毛刷或扫帚有效清洁路面,消除观察障碍。同时,还可使用吹风机,对观察部位进行吹拂,排空细尘。

(2)对路面病害进行深入检测,并且记录观察所得各项情况,明确实际破损程度。

(3)根据观察情况,结合破损程度,确定开挖形状。如若用于龟裂或坑槽病害,需要沿路线横断面,在病害边缘位置合理划线,进而将需要开挖的长度、宽度、深度有效确定。通常情况下,开挖宽度需要大于病害所在位置宽度,然后根据病害位置纵向画线,确定开挖位置长度。通常情况下,为保证测试结果准确,开挖长度必须大于病害所在位置长度。最后,再将宽度两端、长度两端全部连结,形成矩形图框,最终展开开挖。实际工作中,底层宽度和长度也需大于400mm。这是因为,可以便于观察路段内部结构,进而更好确定路面病害原因。

(4)用手持式风镐彻底清除上面层材料。在此过程中,需要以下层顶面作为开挖深度,避免开挖过浅或开挖过深。

(5)用风镐、锤子、凿子同步修理上面层,直至四周比较整齐,再用小铲或铁锹铲出废料。随后用吹风机和毛刷,将第一坑槽的废料和浮尘,彻底清理,充分保障第一层坑槽四周以及底部的干净。

(6)第一层开挖完毕,并且对其检测之后,可以开始第二层开挖,在开挖之前需要观察表面特征,并且准确记录观察情况。

(7)层层递进,重复上述步骤,逐层开挖,直到某一层位不再出现病害迹象,便可停止开挖工作。开挖过程中,第二层以外的其他层位,皆需要同比上层,缩短150mm,进而使开挖位置逐渐形成台阶状,有100mm的宽度。

(8)将各层厚度准确记录时,可在坑槽的中间部位及四角地带,有效测量断面厚度。实际操作过程中,可以选用500mm的钢尺,完成此项工作。具体记录时,需要采用所有测量厚度的平均值作为记录值。车辙病害在具体检查过程中,可以用切割机,切割病害处的整个面层,进而可使病害处,呈现光滑横断面,便于后期回填恢复。

(9)开挖过程中,结合实际情况,还需有效测试不同层位的含水率,以及材料模量等指标。

(10)逐层完成开挖,并且仔细检测之后,需要在各阶段有效记录测试数据,必要时应该采用录像或拍摄等方式,记录检测全过程,以备后续查看。

3.4 测试结果处理

通过上述内容所阐述的测试过程,可以看出,可以将路面病害的各个检测位置的检测结果,作为整体区域病害的检测结果。并且,可以更进一步根据病害原因和结构损伤,提供处理建议、制定实施方案。

4 结 语

综上所述,为有效测试公路路面病害,可以采用探坑测试方法,结合病害养护和病害调查等不同工作需要,选取路面典型病害,采用探坑法对其车辙、坑槽、裂缝等现场病害,展开具体开挖,并且根据结构,探明病害原因。通过诸如此类的系列探测方法,可以有效掌握公路出现路面病害的原因,进而在维修方案制定中,可以提供更加现实可行的实施建议。本文上述内容,因时间和范围等不可控因素,仍然存在诸多不足,以期在后续深入探讨中逐步完善。

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