沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法

技术领域

本发明涉及沥青路面性能检测技术领域，具体涉及一种沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法。

背景技术

沥青路面具有良好行驶舒适性和便于维修的特点，水泥混凝土路面具有较好的强度和刚度，更适用于重载交通条件，因此将两者优点结合的沥青混凝土复合式路面(顶层沥青混凝土复合式路面+底层水泥混凝土)受到了越来越多的关注，尤其在南方水泥产地地区，沥青混凝土复合式路面占据了公路的主要结构型式。另一方面，随着我国经济的发展，部分早期修建的沥青混凝土复合式路面已不适应日益增长的交通需求，亟需通过改扩建等措施来提升交通主干道的通行能力。

沥青混凝土复合式路面改扩建过程中，硬路肩再利用是工程的难点和痛点，一方面，如果直接挖除，会造成一些承载力良好的硬路肩被浪费；另一方面，如果直接利用，则会导致承载力较差的硬路肩在通车早期损坏，造成较差的社会影响和经济损失。因此，需要能对硬路肩的性能进行科学的评价。

目前，针对沥青混凝土复合式路面硬路肩进行承载力测试的方法具有多种形式，如贝壳曼梁法、FWD法是最常用的方式，但这些测试方式仅停留在对承载力的测试方面，难以对硬路肩的承载力均衡性进行评价。故市面上亟需一种能够对硬路肩的承载力均衡性进行合理评价的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种操作简单、测试速度快的沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法，该方法用于沥青混凝土复合式路面的硬路肩承载力均衡性评价，沥青混凝土复合式路面包括水泥混凝土基层和沥青混凝土复合式路面混凝土面层，所述水泥混凝土基层由至少两块基层板组合而成，所述基层板之间设有横向接缝和纵向接缝，所述沥青混凝土复合式路面外侧边沿为硬路肩，具体步骤如下：

S1、选取测点；

S2、测定，采用贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法测定各测点的回弹弯沉值L；

S3、计算，根据各测点的回弹弯沉值L，计算基层板的承载力横向传荷均衡系数β

S4、判定，通过对承载力横向传荷均衡系数β

作为优选，在步骤S1选取测点中，当选取位于硬路肩底部的第i块基层板为测试对象时，第i块基层板侧面相邻的为第j块基层板，第i块基层板尾部的为第i-1块基层板，第i块基层板首部的为第i+1块基层板，第j块基层板尾部的为第j-1块基层板；

在第i-1块基层板上方、靠近第i块基层板处设立第二测点b和第三测点c，在第j-1块基层板的上方、靠近第i块基层板处设立第一测点a，在第i块基层板上方、靠近第i-1块基层板处设立第五测点e和第六测点f，在第j块基层板的上方、靠近第i-1块基层板处设立第四测点d；

其中，所述第一测点a、第二测点b、第三测点c位于同一水平线上，所述第四测点d、第五测点e、第六测点f位于同一水平线上，所述第一测点a、第四测点d位于同一竖直线上，所述第二测点b、第五测点e位于同一竖直线上，所述第三测点c、第六测点f位于同一竖直线上；

在步骤S2测定中，分别测试上述测点的弯沉值，第一测点a、第二测点b、第三测点c、第四测点d、第五测点e、第六测点f的回弹弯沉值分别为L

在步骤S3计算中，承载力横向传荷均衡系数β

在步骤S3中还要计算，

基层板的承载力稳定性均衡系数λ

基层板的承载力纵向传荷均衡系数α

在步骤S4判定中，若λ

作为优选，在步骤S1选取测点中，所述第三测点c、第六测点f靠近硬路肩外侧的边缘设置；

所述第一测点a、第二测点b、第四测点d、第五测点e靠近基层板的纵向接缝处设置。

作为优选，在步骤S1选取测点中，所述第三测点c、第六测点f距离第i块基层板和第i-1块基层板之间的横向接缝的距离为10-20cm；

所述第三测点c、第六测点f距离硬路肩外侧的边缘的距离为15-25cm。

作为优选，在步骤S1选取测点中，所述第一测点a、第二测点b距离第i-1块基层板和第j-1基层板之间的纵向接缝的距离为10-20cm；

所述第四测点d、第五测点e距离第i-1块基层板和第j-1块基层板之间的纵向接缝的距离为10-20cm。

作为优选，在步骤S1选取测点中，所述第一测点a、第四测点d距离第j块基层板和第j-1块基层板之间的横向接缝的距离为10-20cm；

所述第二测点b、第五测点e距离第i块基层板和第i-1块基层板之间的横向接缝的距离为10-20cm。

作为优选，在步骤S2测定中，采用贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法对各测点进行测定时，符合《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450-2019)T0951-2008的相关规定；

将弯沉测试车行驶至指定测试位置，使测试车的两轮位于第二测点b和第三测点c处；并在第一测点a、第二测点b和第三测点c处分别放置贝克曼梁，对第一测点a、第二测点b和第三测点c同时进行测定；

采用上述步骤继续测定第四测点d、第五测点e和第六测点f。

作为优选，所述贝克曼梁的长度为5.4m；

所述沥青混凝土复合式路面面层的厚度为0.1-8cm；

所述硬路肩的宽度为2.4-3.5m。

作为优选，沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法在沥青混凝土复合式路面翻修、扩建中的应用。

本发明的有益效果，本申请的评价方法适用于沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性的评价，能快速有效计算出水泥混凝土基层板的结构承载力稳定性均衡系数、承载力纵向传荷均衡系数和承载力横向传荷均衡系数，并对水泥混凝土基层板的承载力均衡性进行判定；承载力均衡性判定的结果能为沥青混凝土复合式路面提供了数据基础和评价，并对改造扩建、翻修处理后的沥青混凝土复合式路面进行评价指导；同时本申请通过贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法在指定测点测定回弹值时，一次性能测定三个测点，测试速度快，测试效率高；本申请所需设备简单，方法简单，可操作性强，适宜于施工现场使用，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明沥青混凝土路面的层结构图；

图2为本发明测点选取的示意图；

图3为本发明的流程图。

标注如下：1、基层板；2、横向接缝；3、纵向接缝；4、沥青混合面料层；5、水泥混凝土基层；a、第一测点；b、第二测点；c、第三测点；d、第四测点；e、第五测点；f、第六测点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-3所示，本发明所述的具体实施例为提供了一种沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性评价方法，该方法用于沥青混凝土复合式路面的硬路肩承载力均衡性评价，沥青混凝土复合式路面包括水泥混凝土基层5和沥青混凝土复合式路面面层4，其中，沥青混凝土复合式路面面层4的厚度为0.1-8cm，例如0.2cm、0.8cm、1.4cm、3cm、7cm，但不限于此。水泥混凝土基层5由至少两块水泥混凝土材质的基层板1组合而成，在基层板1之间设有横向接缝2和纵向接缝3，所述沥青混凝土复合式路面外侧边沿为硬路肩，其中，硬路肩的宽度为2.4-3.0m，例如2.5m、2.7m、3.0m，但不限于此。具体评价方法包括以下步骤：

S1、选取测点，选取位于硬路肩底部的第i块基层板1的指定位置为测点；当选取位于硬路肩底部的第i块基层板1为测试对象时，第i块基层板1侧面相邻的为第j块基层板1，第i块基层板1尾部的为第i-1块基层板1，第i块基层板1首部的为第i+1块基层板1，第j块基层板1尾部的为第j-1块基层板1；

在第i-1块基层板1上方、靠近第i块基层板1处设立第二测点b和第三测点c，在第j-1块基层板1的上方、靠近第i块基层板1处设立第一测点a，在第i块基层板1上方、靠近第i-1块基层板1处设立第五测点e和第六测点f，在第j块基层板1的上方、靠近第i-1块基层板1处设立第四测点d；

其中，第一测点a、第二测点b、第三测点c位于同一水平线上，所述第四测点d、第五测点e、第六测点f位于同一水平线上，所述第一测点a、第四测点d位于同一竖直线上，所述第二测点b、第五测点e位于同一竖直线上，所述第三测点c、第六测点f位于同一竖直线上；第三测点c、第六测点f靠近硬路肩外侧的边缘设置，第一测点a、第二测点b、第四测点d、第五测点e靠近基层板的纵向接缝3处设置，通过上述位置的测点的布置，可有效地检测沥青混凝土复合式路面硬路肩的承载力均衡性。

第三测点c、第六测点f距离第i块基层板1和第i-1块基层板1之间的横向接缝2的距离为10-20cm；第三测点c、第六测点f距离硬路肩外侧的边缘的距离为15-25cm。其中，第三测点c与横向接缝2之间的距离和第六测点f与横向接缝2之间的相同或不同,优选为两者相同，此种测点的设置可更好的反映沥青混凝土复合式路面硬路肩的承载力均衡性。

第一测点a、第二测点b距离第i-1块基层板1和第j-1基层板之间1的纵向接缝3的距离为10-20cm；所述第四测点d、第五测点e距离第i-1块基层板1和第j-1块基层板1之间的纵向接缝3的距离为10-20cm。第一测点a、第四测点d距离第j块基层板1和第j-1块基层板1之间的横向接缝2的距离为10-20cm；第二测点b、第五测点e距离第i块基层板和第i-1块基层板之间的横向接缝2的距离为10-20cm。

S2、测定，采用贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法测定各测点的回弹弯沉值L；

第二步是分别测试上述所有测点的弯沉值，第一测点a、第二测点b、第三测点c、第四测点d、第五测点e、第六测点f的弯沉值分别为L

本方法参考《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450-2019)T0951-2008的相关规定对各测点进行测定，测点时，可单独对某一测点测定，或对某两个测点进行测定，也可对位于同一水平线上的三个测点进行同时测点，更好的也可以同时对三个测点进行测定，节省时间成本和人力物力，具体包括以下步骤：

将符合T0951-2008规定的弯沉测试车行驶至指定测试位置，使弯沉测试车的一侧轮胎位于第三测点c，另一侧轮胎位于第二测点b，然后将三根5.4m的贝克曼梁分别布设在第一测点a、第二测点b和第三测点c；然后将百分表安装在表架上，并将百分表的测头安放在贝克曼梁的测定杆顶面，后轻轻叩击贝克曼梁，确保百分表正常归位，接着指挥测试车缓缓前进，速度一般为5km/h左右，百分表示值随路面变形持续增加。当示值最大时，迅速读取初读数，测试车仍继续前进，示值开始反向变化，待测试车驶出弯沉影响范围(约3m以上)，百分表示值稳定后，读取终读数。最后指挥测试车沿轮迹带前行，驶向下一测试位置(第四测点d、第五测点e、第六测点f)，重复上述步骤，完成测试路段的回弹弯沉测试。

根据下述公式计算各测点的回弹弯沉值；

L

其中，L

S3、计算，根据各测点的回弹弯沉值，分别计算基层板的承载力稳定性均衡系数λ

承载力稳定性均衡系数λ

其中，L

其中，L

其中，L

S4、判定，通过步骤S3中计算出基层板的承载力稳定性均衡系数λ

若λ

传统的评价方法仅计算承载力横向传荷系数β

实施例1

本实施例提供一种沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性的评价方法，其包括以下步骤：

(1)选取位于硬路肩底部的5块水泥混凝土基板(板块1-板块5)为测试对象，分别在每块水泥混凝土基板的上方设置六个测点；以第2块水泥混凝土基板为例，第二测点b、第三测点c设置在第2块水泥混凝土基板后方的第1块水泥混凝土基板的上方，第五测点e、第六测点f均设置在第2块水泥混凝土基板的上方，第一测点a设置在第1块水泥混凝土基板侧部的水泥混凝土基板的上方，第四测点d设置在第2块水泥混凝土基板侧部的水泥混凝土基板的上方；第一测点a、第二测点b、第三测点c位于同一水平线上，其与横向接缝之间的距离为15cm；第四测点d、第五测点e、第六测点f位于同一水平线上，其与横向接缝之间的距离为15cm；第一测点a、第四测点d位于同一竖直线上，其与纵向接缝之间的距离为15cm，第二测点b、第五测点e位于同一竖直线上，其与纵向接缝之间的距离为15cm；第三测点c、第四测点d位于同一竖直线上，其与硬路肩外侧的边缘的距离为20cm。

(2)采用贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法测定各基板的各测点的回弹弯沉值；其中，每次测定三个测点，参照《公路路基路面现场测试规程》(JTG3450-2019)T0951-2008的相关规定，测试时，使测试车的左轮位于第三测点c，右轮位于第二测点b，然后将3根5.4m贝克曼梁分别布设在在第一测点a、第二测点b和第三测点c；进而根据标准方法进行测定。

采用同样的方法测定第四测点d、第五测点e和第六测点f。具体列表如下：

表1板块1弯沉测值

表2板块2弯沉测值

表3板块3弯沉测值

表4板块4弯沉测值

表5板块5弯沉测值

(3)计算各水泥混凝土基层板的结构承载力稳定性均衡系数；

(4)计算各水泥混凝土基层板的承载力纵向传荷均衡系数；

(5)计算各水泥混凝土基层板的承载力横向传荷均衡系数；

(6)对水泥混凝土基层板的均衡性进行判定；

具体结果如下表所示：

表6板块承载力均衡性识别和判定

根据实施例1中的结果，对各个板块的处理做建议如下：

表7板块承载力均衡性识别及应对建议

对板块2采取地聚物注浆措施进行处理，处理完毕后，再次进行测试，其结果如表8所示：

表8注浆后板块2弯沉测值

对注浆后的板块2弯沉值进行识别和判定，结果如表9所示：

表9注浆后板块2承载力均衡性识别和判定

可见采取低聚物注浆措施处治后，板块2的均衡性得到了明显提升，承载力均衡性满足了技术要求。

本申请的评价方法适用于沥青混凝土复合式路面硬路肩承载力均衡性的评价，能快速有效计算出水泥混凝土基层板的结构承载力稳定性均衡系数、承载力纵向传荷均衡系数和承载力横向传荷均衡系数，并对水泥混凝土基层板的承载力均衡性进行判定；承载力均衡性判定的结果能为沥青混凝土复合式路面提供了数据基础和评价，并对改造扩建、翻修处理后的沥青混凝土复合式路面进行评价指导；同时本申请通过贝克曼梁测试路基路面回弹弯沉法在指定测点测定回弹值时，一次性能测定三个测点，测试速度快，测试效率高；本申请所需设备简单，方法简单，可操作性强，适宜于施工现场使用，适合推广使用。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。