《人工路况调查经验》课件.ppt
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1、人工路况调查经验PPT课件0前言 随着我国公路建设飞速的发展,高等级公路通车里程越来越长,到2007年底全国高速公路通车里程达到5.4万公里。尽管通车里程在逐年增长,但一些先期修建的公路其服务水平却在逐年降低。为了使得高等级公路保持一个良好的服务水平,我们公路工作者必须把“建养并重”的方针落到实处,致力于提高养护管理工作的水平。公路也是一种产品,使用久了,尤其是超负荷运行一段时间,必然会存在性能的衰减,这种衰减会通过可见的、不同形式的损坏表现出来,反过来不同形式的损坏对公路使用性能也有不同程度的影响。如何准确地调查、统计、评价这些病害以及向业主部门提交科学的检测报告,是我们检测工作面临的重要问
2、题。人工路况调查是我们检测1 人工调查的目的、意义和重要性 首先,我们要搞清楚我们工作目的是什么,有了这个目标我们的工作才会有针对性,才能达到预期的效果。人工路况调查不仅仅是到路上去走一回,简简单单记录几个数据回来算个PCI,我们要发挥我们高级技术人才的作用,就不能只做这些连书都没读过的人都能做的事情。我们不仅要得到准确的公路状况(主要是路面破损)数据,我们还要知其然,知其所以然,能从根本上认识这些病害及其所处路段的各种条件,比如路基的填筑形式、排水状况、边坡及土质情况等等,以及病害的产生、发展以及最终后果,最主要的是能当场提出各类病害的维修措施和工程数 (1)出发点低,简单地数数裂缝,数数坑
3、槽,记录回来输个数据就完事了,病害怎么来的、具体如何处理、各项病害维修的工程数量完全没有概念;(2)做事毛躁,现场调查不仔细,内业处理丢三落四;(3)调查尺度不统一,十个人十个标准,对规范熟悉不够,甚至连病害的名称都搞错;(4)提交数据格式不统一,有些人提交上来的东西简直就是乱七八糟,我们还得花好几倍于外业调查的时间去整理数据。第二,估计有些人会对我们这项工作提出疑问,为什么我们摆着那么先进的破损检测设备不用而非要人工调查。表面看起来我们的工作是费力不讨好,实则不然。作为我们这个团队的发展需要来说,我们具备最先进的全自动检测设备。JG1型激光三维路面状况智能检测系统检测速度可以在1120km/
4、h任意选择,也就是说一条160km的高速公路检测完也不过一天的时间,但设备总是机械的,不管它如何先进,总是人做出来的,有可能设计生产这个设备的人专业水平还没有我们高,那就更别指望他们做出来的这个东西能比我们人工现场调查要好了。人工路况调查的短处实际上又是其细致、高质量保证的长处。设备检测是间接、非直观的,数据有可能比较准确,但不能反映实际情况。我们要知道产生病害的原因及其周边各项条件,并现场提出维修措施,当今还没有机械设备可以 做到,现阶段最好的办法就是充分发挥我们的主观能动性,扎扎实实地做好人工路况调查。从另一个角度来讲,实践才能出真知。作为我们技术人员,尤其是研究生同学,下到生产第一线才是
5、锻炼与学习的最好机会,只有亲自去现场了,认真做了这项工作,才能得到感性的认识,也才会有从感性认识提升到理性认识的可能。我们是高级技术人才,学习不能停留在低级别层次,但也不能好高骛远、一步登天,搞学习,干工作一定要脚踏实地、认真仔细。有些同学读了五、六年土木工程了,连水泥混凝土、沥青混合料都搞不清,连路基形式都分不清,连公路的基本病害都认不出来还谈什么科研?谈什么生产?就拿我来说吧从去年开始搞第一条路路况调查到现在,少说也搞过10多次路况调查了,可我却觉得路况调查是越来越难搞了,遇到的问题越来越多;从以前的觉得自己很懂、很行,到现在觉得很难、很有挑战这就是一个学习并且进步的过程。当你深入到这项工
6、作,你会发现这中间是很有东西值得思考、值得研究的,“为什么同一条路两个不同路段,表现出来的病害特征会完全不一样”,“为什么有些高速公路车流量更大、荷载更大可车辙情况却比车流量小的好多了”,“如何准确判别水泥板的板底脱空”等等,这些都是我们切实遇到的问题,结合自己学习的理论知识,大家会觉得更真实,学起来才会更有针对性。所以,我们请一部份研究生同学过来,一方面是支持我们的工作,另一方面这也是对你们的一种培养与锻炼,希望大家珍惜这种宝贵的机会。2技术部分 下面我们就路况调查中的技术问题进行详细的介绍,主要是让大家对公路病害(主要是路面的)形成统一认识,现场准确快速记录,以及提交统一格式的内业资料。2
7、.1水泥混凝土路面水泥混凝土路面可以分为四类:有接缝的普通混凝土路面(JPCP),有接缝的钢筋混凝土路面(JRCP),连续配筋混凝土路面(CRCP),预应力混凝土路面(PCP)。影响水泥混凝土路面损坏的因素有很多,气候、水、路基土、施工水平、材料性能、行车荷载以及路面结构等等。其中混凝土路面自身结构不同反映出来的损坏现象有明显差异。总结发,可以用接缝设置的不同加以分类不同水泥混凝土路面的损坏类型。2.1.1 根据新版公路技术状况评定标准,我们下面详细介绍有接缝的水泥混凝土路面(JPCP和JRCP)11类20种损坏的定义、识别方法、计量方法、产生的原因以及维修措施。2.1.1.1 破碎板 破碎板
8、(图2-1)指混凝土板被多条裂缝分为3个以上板块,损坏按水泥板整块面积计量。根据破碎板块的活动情况,将损坏分成轻、重两种等级。图2-1 破碎板轻:破碎板未发生松动和沉陷。重:破碎板块有松动、沉陷和唧泥等现象。破碎板是较为严重的一种损坏形式,通常是在重载交通作用下裂缝进一步发展的结果。在荷载的作用下。破碎板会进一步破碎直至完全失去整体性。考虑到整板更换的不经济性,一般我们对板端破碎板采取局部换板的维修措施。破碎板是多种病害综合作用的结果,一般存在板底脱空、接缝料损坏等。2.1.1.2 裂缝 裂缝指板块上只有一条横向、纵向或不规则的斜裂缝(图2-2),按长度计量,用1.0m的影响宽度计算成损坏面积
9、。按裂缝宽度及边缘碎裂情况分为轻、中和重三个等级。我们肉眼能看出来的裂缝一般都是中度以上裂缝,此外,修补后的裂缝如出现填封料脱落老化等,按重度裂缝损坏计,这主要原因是裂缝经扩缝之后宽度已经达 到1cm以上。一般出现断板的则很有可能存在脱空,仔细留意有时还会发现注浆孔,即便如此仍需耐心观察,或等待重载车辆驶过判别其脱空情况。图2-2 裂缝 轻:裂缝宽度较窄、小于3mm,裂缝处未剥 落,裂缝未贯通板厚。中:裂缝宽度310mm,裂缝边缘有碎裂现象。重:裂缝较宽,大于10mm,边缘有碎裂并伴有错台出现。2.1.1.3 板角断裂 板角断裂(图2-3)指水泥混凝土的板角被与纵横接缝相交且交点距离等于或小于
10、板边长度一半的裂缝从板体断开。损坏按断裂板角的面积计量。按裂缝宽度和板角的松动程度分为轻、中和重三种等级。如修补后的板角断裂出现再次损坏,损坏按重度计。图2-3 板角断裂 轻:裂缝宽度小于3mm,裂缝未破碎,断裂处未出现错台。中:裂缝宽度在310mm,裂缝边缘有碎裂 现象。重:裂缝较宽,大于10mm,边缘有碎裂并伴有错台出现。2.1.1.3 板角断裂 板角断裂(图2-3)指水泥混凝土的板角被与纵横接缝相交且交点距离等于或小于板边长度一半的裂缝从板体断开。损坏按断裂板角的面积计量。按裂缝宽度和板角的松动程度分为轻、中和重三种等级。如修补后的板角断裂出现再次损坏,损坏按重度计。图2-3 板角断裂
11、轻:裂缝宽度小于3mm,裂缝未破碎,断裂处未出现错台。中:裂缝宽度在310mm,裂缝边缘有碎裂现象。重:裂缝宽度大于10mm,裂缝边缘有碎裂现象,并伴有错台或沉陷现象。板角断裂需和斜裂缝区分开来,主要看裂缝与纵横接缝交点的距离是否小于板边长度的一半。板角是水泥路面较薄弱的部位,由于施工的原因,板角相对于其他部位来说强度稍低,但却处于不利的受力位置,因此在重载重复作用及温度和湿度翘曲应力作用下,再加上地基软弱、唧泥和传荷能力差等因素,就会出现板角断裂损坏。调查发现,板角断裂一般是相邻两块板相邻板角出现断裂,而且近进板比驶离板损坏严重,这主要是由于板底材料的冲蚀,板角挠度过大,传荷能力差,重载作用
12、,导致损坏的产生。如修补后 的损害出现沥青混合料松散、剥离以及被车轮带离等现象,损害一律按重度计。板角断裂损害伴随着接缝料损坏、唧泥、脱空等多种病害。2.1.1.4 错台 错台是指水泥混凝土路面板的纵向或横向接缝两边板块出现大于5mm的高差(图2-4),损坏按发生错台的接缝长度计量,换算成损坏面积是乘以1m的影响宽度。根据错台两边高差的大小,分为轻和重两个等级。(a)(b)图2-4 错台 轻:高差小于10mm。重:高差10mm以上 错台是水泥路面最为常见的损坏之一,也是造成水泥路面行驶舒适性下降的主要原因之一。在唧泥发生和发展的过程中,板的温度翘曲、土基的塑性变形(冻胀融沉作用)使路面板下行成
13、空隙,水进入后,空隙扩大,当重载驶入驶离板(后板)时,板下行成高压水冲蚀近进板(前板)下的基层材料,当汽车重载驶离后板时,后板回弹行车板下真空,将前板的基层材料吸入,这样前板基层被冲蚀,后板被抬高行成唧泥和错台(前低后高)。存在错台则必定会有接缝料损坏、脱空等病害,有的板块存在注浆孔,但仍需仔细判别脱空情况。2.1.1.5 唧泥 唧泥是指移动荷载作用下,路面板下沉,使水和土基或基层材料通过接缝或裂缝挤出。当水挤出时,将砾石、砂、粘土或粉土颗粒带出,结果使路面进一步失去支撑。(a)(b)图2-5 唧泥 唧泥通常是由于板下基层材料受到压水的冲 蚀,泥浆在荷载作用下随之从接缝或者裂缝中唧出,唧泥的出
14、现是由于接缝或裂缝填封的失效而引起水的下渗,板底面与基层顶面的脱空,基层材料不耐冲刷和重载的反复作用引起的。唧泥会使板接缝、裂缝边缘的基础部分失去支撑能力,在荷载重复作用下最终将导致板的断裂或裂缝的继续扩张。假如路面表面接缝和裂缝附近有污斑或土基材料聚集,显而易见已经产生唧泥,有时没有这些迹象,也是存在唧泥的,特别是采用稳定基层时。在大雨过后,观察重载作用下是否有水挤出也可以用来识别唧泥,这种情况有时称之为唧水或冒水。出现唧泥的板块绝大部分伴随着接缝料损坏、板角断裂、裂缝以及脱空等病害,对于人工判别板底脱空来说,唧泥就是板底脱空的重要标志。上面提到的5种病害属于路面的结构性病害,都是比较严重的
15、病害,都能跟板底脱空建立起联系。也是我们检测和需要解决的重点问题。2.1.1.6 边角剥落 边角剥落(图2-6)指沿接缝方向的板边出现裂缝、破碎或脱落现象,裂缝面一般不是垂直贯穿板厚,而是与板面成一定角度。损坏按发生剥落的接缝长度计量,换算成损坏面积时乘以1m的影响宽度。按剥落的深度分为轻、中和重三个等级。(a)(b)图2-6 边角剥落 轻:浅层剥落。中:中深层剥落,接缝附近水泥混凝土多处裂缝。重:深层剥落,接缝附近水泥混凝土多处开裂,深度超过接缝槽底部。边角剥落,是由于接缝内进入坚硬材料而妨碍了板的膨胀变形,接缝处混凝土强度不足,传荷设施(传力杆)设计或设置不当(未正确定位、锈蚀等),接缝施
16、工质量差以及粗集料受冻融胀力等造成的,该损害属非结构性损坏,但对行车舒适性和接缝料耐久性有较大影响。2.1.1.7 接缝料损坏 由于接缝的填料老化、剥落等原因,填料不密水或接缝内已无填料,接缝被砂、石、土填塞或长了杂草(图2-7)。损坏按接缝料损坏的长度计量,换算成损坏的面积时乘以1m的影响宽度。按接缝料剥落的程度分为轻、重两个等级。轻:填料老化,不密水,但尚未剥落脱空,未被砂、石、泥土等填塞;重:三分之一以上接缝出现空缝或被砂、石、泥土填塞。接缝料被挤出、老化、腐蚀及杂草生长是产生填缝料损坏的主要原因。填缝料损坏可能使水或坚硬材料进入耳导致唧泥、边角剥落和拱起等其他损坏的产生,所以存在接缝料
17、损坏的板块也是我们脱空调查的重点对象之一。(a)(b)图2-7接缝料损坏 2.1.1.8 坑洞 板面出现有效直径大于30mm、深度大于10mm的局部坑洞,损坏按单个坑洞外接矩形面积或坑洞群所涉及的面积计量。损坏不分轻重。施工质量差、混凝土碱集料反应、砂石含泥量大以及行驶车辆、机械的金属硬轮对路面产生撞击都可能造成坑洞的产生。2.1.1.9 拱起 拱起损坏指横缝两侧的板体发生明显抬高,高度大于10mm,损坏按拱起所涉及的板块面积计算。损坏不分轻重。在春季或炎热夏季,横缝处板块出现突发性的向上隆起,有时往往伴随出现板块横向断裂。缝隙内落入坚硬材料,板块明显受阻而产生很大 压应力,促使板块失稳,就会
18、出现拱起现象。这个病害一般在行车道、超车道少见,多出现于路肩。2.1.1.10 露骨 露骨指板块表面出现细集料散失、粗骨料暴露或表面松疏剥落等现象(图2-8),损害按面积计量,不分轻重。露骨主要是由于混凝土表面灰浆不足,洒水提浆造成混凝土路面表层强度不足引起的。图2-8 露骨 2.1.1.11 修补 裂缝、板角断裂、边角剥落、坑洞、层状剥落等损坏的修补面积或修补影响面积(裂缝修补按长度计量,影响宽度为0.2m,损坏不分轻重。修补后又出现损坏,按原损坏类型分类。2.1.2 连续配筋水泥混凝土路面(CRCP)的损害 2.1.2.1 连续配筋水泥混凝土路面结构性损坏的类型、判别方法及其维修措施 (1
19、)板边冲断 板边冲断是CRCP的主要结构性损坏,初期特征是板边有一条或两条间距很近,通常小雨1.2m的裂缝,失去了集料嵌锁。接着裂缝开始错位并有轻微的碎裂,使得间距很近的裂缝之间的那一部分板上几乎成了悬臂梁的状态。随着重载的继续同行,在距离路面边缘 0.61.5m处,在两天横向裂缝之间出现一条纵向短裂缝。最后横向裂缝进一步断裂,钢筋折断,在荷载作用下混凝土块压入底基层和土基。一般在板边冲断处附近有明显的唧泥病害。有时候损坏还会继续扩展到邻近的裂缝,如果不进行及时修补,将扩展到很大范围,极大影响行车舒适性和安全性。图2-9 冲断破坏 研究表明CRCP设计中,纵向钢筋设计必须考虑三个极限准则:裂缝
20、间距、裂缝宽度和钢筋应力。其中,限制裂缝间距是为了考虑剥落和冲断破坏的可能性。为了减少剥落,相邻裂缝的最大间距不要超过2.4m;为了减少冲断破坏的可能性,理想的最小间为1.1m。限制裂缝宽度则主要是为了尽可能防止剥落和渗水。允许裂缝宽度为1.0mm以内,可以通过逊用较高的含钢率和较小的钢筋直径,尽可能的减小裂缝宽度。而钢筋的应力则主要考虑路面的强度,一般选用钢筋极限拉伸强度的75%为极限应力。参照接缝式水泥混凝土路面破碎板和裂缝的破损评价准则,我们把CRCP的冲断破坏分为轻、重两个等级。损坏按面积计量。轻:冲断板块没有松动和沉陷,裂缝几乎没有碎裂。重:冲断板块松动、沉陷并且裂缝有碎裂、剥落。(
21、2)局部损坏 局部损坏发生在CRCP中,在局部范围内混凝土裂成小块或碎裂(图2-10)。局部损坏有许多形状和形式。常常发生在交叉裂缝、Y形裂缝或间距较近的裂缝之间的范围内。局部损坏可能发生在板表面的任何位置,但是最常见的是出现在轮迹部位。按局部损坏的碎裂程度和松动程度将局部损坏分为轻、重两个等级。轻:局部裂缝网形成,当未出现松动和混凝土块脱落。重:损害的裂缝较宽,出现混凝土剥离和脱落。损坏按涉及面积计量。图2-10 局部损坏 (3)裂缝 尽管CRCP的结构特性决定了他必须出现裂缝,但当裂缝超过其允许范围就成了一种破损。按设计标准,CRCP是最大间距不超过2.4m,最小间距不小于1.1m,裂缝宽
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