水泥路面板加铺沥青面层后板底脱空检测技术

聂璐林

（中交四航局第二工程有限公司，广东广州 510230）

在对旧路改造措施方法中，最常用的方法就是加铺沥青面层法，其优势在于效率高、工期短、操作简便，但劣势在于面板底会有脱空情况发生，雨水渗透量大或行车荷载过大时，对路面的安全性有一定影响，导致坑槽、唧泥和压裂的情况时有发生，甚至导致整块板体出现断裂的情况。在实践中的检测方法最常用的是多种板底脱空检测评价方法，加铺沥青面层法刚性体与弹性体结合以后，其工作原理对原有受力模式发生质的变化，使现有的技术已经无法满足原水泥板的脱空评价方法，急待研究出一种适合加铺沥青面层法的客观评价方法。

1 项目概况

该项目位于香洲区主城区，起点位于香洲区人民医院附近，与完成改造的兰埔路西段进行对接，沿线贯穿白石路、桂花北路，终点与迎宾南路相连接，道路设计全长约1.788km，道路等级为城市次干路，设计时速为30km/h，道路红线的规划宽度为24m，本次改造后道路宽度16～27.5m。具体施工建设的内容为：部分路段改建、交通设施改造、照明设施改造、安监设施改造、管线（含给水、雨污水等）改造、行车道沥青罩面、人行道及附属设施提升改造、交叉口改造、圆明新园正门前广场景观工程及停车场改造、部分商铺前区铺装升级改造、拆除工程、绿化工程等。该项目位于香洲区主城区，起点位于香洲区人民医院附近，对接已经完成改造的兰埔路西段，沿线经过白石路、桂花北路，终点接迎宾南路，道路设计全长约1.788km。根据对本区出露的地层、地质构造资料分析及实地踏勘，本区应定为区域地质稳定性较好的地区。孔隙水是主要的地下水形式，埋深非常深，地基条件较好，适宜于各类建筑。

2 检测指标分析

日常实践运用中，及时监测对比加铺沥青面层板底脱空的实际情况，实时监测反射裂缝严重程度、弯沉、渗水、斜率、FWD 荷载—弯沉线性回归曲线截距和唧泥等数据变化信息，较早发现干扰板底脱空的因素。通过抽取样勘测获取加铺沥青面层路面板角存在118 处钻芯，其中有34 处已有脱空现象，对这118 处所对应的各项指标进行综合对比分析。为减少温度因素对分析结果造成干扰，在控制地面温度值时，使用的主要方法为规范的落锤式弯沉仪（FWD）测试控制法，其最佳的温度范围为20~25℃之间。

2.1 弯沉

通常情况下，加铺沥青面层的表面附着较薄一层沥青，水泥板底是弯沉支撑物质的主要形式，在纵向受力下，锤击力的力度被沥青面层分散开来，减轻加载到水泥板上的锤击力度，在同样的荷载下，弯沉值也会跟着出现下降的情况。

对比118 个钻芯位置样本分析数据，弯沉超过18（0.01mm）的有34 处，而且其中已有27 处钻芯检测出现脱空情况，占弯沉总比超标点数的79.4%；并且34 处脱空板角位置中，有27 处弯沉值都超出18（0.01mm），占脱空总数79.4%。由此可以证明弯沉判断脱空情况的精准度79.4%，脱空位置弯沉比18（0.01mm）大可能性为79.4%。

2.2 荷载一弯沉线性回归曲线截距

国内外工程实践数据总结验证：假如荷载一弯沉线性回归曲线多级加载后的截距比50μm 大时，脱空现象出现频繁。因此暂可将截距50μm 作为衡量加铺沥青面层路面脱空现象的判别依据，用测出数据值来判定脱空现象发生的概率。

对比118 个钻芯位置样本分析数据，截距比50μm 大的为33 处，其中经过钻芯检测出的脱空情况就有28 处，达到截距超标点数的84.8%；脱空在板角位置的有33 处，截距值比50μm 大的有27 处，占总脱空数的79.4%。由此可见截距判定脱空情况准确率达到84.8%，脱空位置截距比50μm 大的可能性为79.4%。

表1 正确率分析下的权重分配

表2 可能性分析下的权重分配

2.3 荷载一弯沉线性回归曲线斜率

国内外工程实践数据总结验证：在荷载—弯沉线性回归曲线多级加载以后，斜率大于4 时，脱空现象出现更频繁。因此有效控制斜率在4 以内是加铺沥青面层路面脱空判断的主要依据，有利于研究斜率值的变化值对脱空的影响。

对比118 个钻芯位置样本分析数据，有21 处斜率大于4 的，通过钻芯检测以后，发现有16 处存在脱空问题，达到斜率超标点数的76.2%；脱空在板角位置的有34 处，斜率值大于4 的有16 处，占总脱空数的47.1%。由此可见用斜率判定脱空情况准确率达到76.2%，斜率超出4 导致脱空情况的可能性为47.1%。

2.4 判别反射裂缝严重程度

依据沥青路面规范规定，裂缝宽度大约3mm 以后，即可判定是严重裂缝，再将水泥板缝反射影响列入干扰因素，加铺沥青面层路面的严重裂缝值设置为5mm，裂缝值大于5mm 以后，板底脱空的现象就会出现。

对比118 个钻芯位置样本展开分析数据，有34 处存在着严重裂缝的情况，使用钻芯监测以后，有29 处存在着脱空的情况，占斜率超标点数的85.3%；脱空在板角位置的有34 处，裂缝宽度大于5mm 的有29 处，达到脱空总数的85.3%。由此可见用裂缝判定脱空情况准确率达到85.3%，出现脱空情况是斜率超出4 的可能性为47.1%。

2.5 渗水

实施渗水试验目的是利用加铺沥青面层路面反射裂缝位置来对渗水率进行测试，发现其渗水速率要比正常沥青路面高，板底空洞情况相应严重，渗水系数也随之变大。因此把渗水系数大小变化与板底脱空情况关联起来，可以进行多次大水量的渗水系数测试，把渗水系数值达到4L/min 判定为严重渗水情况，同时判定板底已出现脱空。

对比118 个钻芯位置样本开展分析数据，有34 处存在着严重渗水的情况，使用钻芯监测以后，有32 处存在着脱空的情况，占渗水系数超标点数的94.1%。脱空在板角位置的有34 处，渗水系数过大的有32 处，达到脱空总数的94.1%。由此可见用裂缝判定脱空情况准确率达到94.1%，因出现脱空情况而导致渗水的可能性为94.1%。

2.6 唧泥

通过规定时间的病害情况调查，又多次测试反射裂缝位置的实际渗水情况，加之车轮荷载量不确定性的影响，导致基层泥浆从反射里翻出涌出，专业角度称之为唧泥。

在分析相关数据的过程中，对118 个钻芯位置进行详细的分析，有34 处存在着唧泥的情况，而且有32 处通过钻芯检测出脱空情况发生，达到唧泥总数的94.1%；脱空在板角位置的有34处，有32 处出现严重唧泥情况，占总脱空数的94.1%。由此可见用唧泥情况判定脱空情况准确率达到94.1%，唧泥现象导致脱空情况的可能性为94.1%。

3 分配各项指标权重

实践通过对反射裂缝严重程度、弯沉、截距、斜率、渗水、唧泥等各项指标进行数据汇总，发现各项指标对脱空判断准确率没有达到预期100%，因此考虑多样性，应选择多个恰当的指标综合考量参数，从而提高准确率，然后再配以对应的权值，能够使脱空情况得以有效的综合判定。

综合比对试验，采用斜率判断脱空情况的准确率是六项指标中准确率最低的，仅占正确率的一半，完全可以证明斜率对脱空情况判断准确率差，可以不作为在实践中的衡量指标。正确率分析下的权重分配和可能性分析下的权重分配的详细信息见表1和表2 所示。

4 结语

综上所述，现阶段被广泛运用的对板底无损坏检测技术是效果较好的，综合对比分析加铺沥青面层路面的脱空病害特点、力学响应、渗水卿泥等情况，及时分析诱导脱空因素的起因，对各项指标影响因素的权重实施量化管理，最终确定的判别标准为渗水、反射裂缝严重程度、卿泥、截距和关联性比较理想的弯沉值等因素，并通过准确率确定其权重。