路面结构厚度检测

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1、 路面结构层厚度检测在道路工程中，路面结构层厚度对于道路整体的强度和使用寿命都是密切相关的。在路面设计中，不管采用什么样的设计指标，最终要确定的都是各结构层的厚度。只有在保证各结构层厚度的前提下，路面各层次和整体的强度和使用性能才能发挥。另外，各层结构层厚度对于整个路面的高程来说也是非常重要的。因此，在公路工程质量检验评定标准（JTG F8012004）中规定，沥青混凝土路面每车道每200m测1处厚度；水泥混凝土路面每车道每200m测2处厚度。此外，路面结构层厚度也是路面补强设计的重要依据。路面结构层厚度在道路工程指标检测评定，使用寿命预测及养护管理决策中都是重要的指标之一。对于基层或者砂石路

2、面的结构层厚度检测主要采用挖坑法，对于沥青面层和水泥混凝土路面板的厚度检测主要依靠钻芯法。由于挖坑法和钻芯法对路面都是有破损的而且测点可能成为日后道路通车后的薄弱点，从而较早产生病害，同时挖坑法和钻芯法的测试结果只能代表测试地点处的结构层厚度，而不能反映道路一定范围内的结构层厚度。因此，新兴的无损检测方法也逐渐为工程人员所使用，代表的方法有雷达、超声波检测等，这些方法相比以上的破损检测方法，可以实现高效的、不损坏路面的、连续的检测路面结构层厚度。短脉冲雷达检测路面结构层厚度适用于新建、改建路面工程质量验收和旧路面加铺路面设计的厚度调查，雷达发射的电磁波在路面层传播过程中会逐渐削弱、消减、面层发

3、射。雷达最大探测深度由雷达系统的参数以及路面材料的电磁性决定。对于材料过湿或饱和以及有含铁量矿渣集料的路面不适用本方法测试。.1挖坑法及钻芯法测定路面厚度1.仪具与材料的技术要求1) 挖坑用镐、铲、凿子、锤子、小铲、毛刷。2) 路面取芯样钻机及钻头、冷却水。3) 量尺：钢板尺、钢卷尺、卡尺。4) 补坑材料：与检测层位的材料相同。5) 补坑用具：夯、热夯、水等。6) 搪瓷盘、棉纱等。2.测试方法1) 挖坑法厚度测试方法a) 根据现行相关规范的要求，按随机取样选点法决定挖坑检查的位置，如为旧路，该点有坑洞等显著缺陷或接缝时，可在其旁边检测。b) 在选择试验的地点，选一块约40cm40cm的平坦表面

4、，用毛刷将其清扫干净。c) 根据材料坚硬程度，选择镐、铲、凿子等适当的工具，开挖这一层材料，直至层位的底面。在便于开挖的前提下，开挖面积应该尽量缩小，坑洞大体呈圆形，边开挖边将材料铲出，置于搪瓷盘中。d) 用毛刷将坑底清扫干净，确认为下一层的顶面。e) 将钢尺平放横跨于坑的两边，用另一把钢尺或卡尺等量具在坑底的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底至钢板尺的距离，即为检查层的厚度，以mm计，准确至1mm。2） 钻芯法厚度测试方法a) 用挖坑法厚度检测方法a）。b) 按照现场取样的方法用路面取芯钻机钻孔，钻头的标准直径为100mm，如芯样仅供测量厚度，不做其他试验时，对沥青面层与水泥混凝土板也可以用直径

5、为50mm的钻头，对基层材料有可能损坏试件时，也可用直径为150mm的钻头，但钻孔深度均必须到达层厚。c) 仔细取出芯样，清除底面灰土，找出与下层的分界面。d) 用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度，取其平均值，即为该层的厚度，准确至1mm。在沥青路面施工过程中，当沥青混合料尚未冷却时，可根据需要随机选择测点，用大螺丝刀插入沥青层底面深度后用尺读数，量取沥青层的厚度，以mm计，准确至1mm。 3.填补挖坑或钻孔的方法1) 适当清理坑中残留物，钻孔时留下的积水应用棉纱吸干。2) 对无机结合料稳定层及水泥混凝土路面板，应按照相同配合比用新拌的材料分层填补并用小锤压实。水

6、泥混凝土中宜掺加少量的快凝早强剂。3) 对无机结合料粒料基层，可用挖坑时取出的材料，适当加水拌和后分层填补，并用小锤压实。4) 对正在施工的沥青路面，用相同级配的热拌沥青混合料分层填补并用加热的铁锤或热夯压实，旧路面钻孔也可用乳化沥青混合料修补。5) 所以补坑结束后时，宜比原面层略微高一些，用重锤或压路机压实平整。6) 认真做好填补工作，若有遗漏或补得不好，易造成隐患而导致过早开裂。4.计算及报告按下面公式计算路面实测厚度T1i与设计厚度T0i之差为： Ti=T1iT0i 以上个数值的单位均为mm。 当为检查路面总厚度时，则将各层平均厚度相加即为路面的总厚度。计算一个评定路段检测厚度的平均值、

7、标准差、变异系数，并计算代表厚度。 路面厚度检测报告应列表填写，并记录与设计厚度之差，不足设计厚度为负，大于设计厚度为正。 以测量钻孔试件厚度或挖坑法检测路面厚度属于破坏性检验。因此在沥青路面施工过程中，应尽量采用无破损方法进行检测，以减少对路面造成损坏或留下后患。.2 短脉冲雷达测定路面厚度试验方法 1.仪器与材料技术要求 1）设备主要组成天线收数据控制器显示雷达测试系统由承载车、天线、雷达发射接收器和控制系统组成设备部分组成如图3.9-1所示。2）测试系统技术要求和参数a) 距离标定误差：0.1%。b) 设备工作温度：040。c) 最小分辨层厚：40mm。d) 系统测量精度要求：见下表。

8、系统精度测量技术标准要求测量深度（cm）测量误差（mm）测量深度（cm）测量误差（mm）103251010255e) 天线：喇叭形空气耦合天线，带宽能适应所选择的发射脉冲频率。f) 收发器：脉冲宽度1.0ns，时间信号处理能力可以适应所需要的测试深度。 2.检测的方法和步骤 1）准备工作a) 距离标定：承载车行驶超过20 000Km，更换轮胎，或使用超过1年的情形下需要进行距离标定。距离标定方法根据厂家提供的说明进行。b) 安装雷达天线：将雷达天线按照厂商提供的按照方法牢固地安装好，并将天线与主机的连线连接好。c) 检查连接线安装无误后开机预热，预热时间不得少于厂商规定的时间。d) 将金属板放

9、置在天线正下方，启动控制软件的标定程序，获取相应的参数。e) 打开控制软件的参数设置界面，根据不同的检测目的，设置采样间隔、时间窗、增益等参数。 2）测试步骤a) 将承载车停在起点，开启安全警示灯，启动软件测试程序，令驾驶员缓慢加速车辆到正常的检测速度。b) 检测过程中，操作人员应该记录测试线路所遇到的桥梁、涵洞、隧道等构造物的起终点。c) 当测试车辆到达测试终点后，操作人员停止采集程序。d) 芯样的标定：为了准确反算出路面的厚度，必须知道路面材料的介电常数，通常采用在路面上钻芯取样方法以获得路面的介电常数。做法是首先令雷达天线在需要标定的芯样点的上方取样，然后钻芯，最后将芯样的真实厚度数据输

10、入到计算程序中，反算出路面材料的介电常数或者雷达波在材料中的传播速度。路面材料的介电常数会随着集料类型、沥青产地、密度、湿度等而不同。测试过程中应该根据实际情况增加芯样钻取数量，以保证测试厚度的准确性。e) 操作人员检查数据文件，文件应完整，内容应正常，否则应重新测试。f) 关闭测试系统电源，结束测试。3.计算1）计算原理：由于地下材料介质具有不同的介电常数，造成各种材料介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。一般用下式计算电磁波在材料介质中的传播速度：v = C / r(1/2)式中： v 电磁波在材料介质中的传播速度，mmns； C 电磁波在空气中的传播速度（即约等于光速

11、，取300 mm/ns ）； r 材料介质的介电常数。 根据电磁波在材料介质中的双程走时以及材料介质的相对介电常数，用下式确定面层厚度。T = (t*C) / 2 r(1/2)式中： T 材料介质厚度，mm； C 电磁波在空气中的传播速度（即约等于光速，取300 mm/ns ）； r 材料介质的介电常数。t 雷达所发射的电磁波在材料介质中的双程走时，ns。2）路面材料的相对介电常数r可以通过路面芯样获得。路面厚度的计算通常先由雷达波识别软件自动识别各层分界线，得到雷达波在各层中的双层走时，然后计算各层厚度。4. 报告 检测报告应包括检测路段路基路面或各结构层的厚度平均值、标准差、厚度代表值，并记录检测时天气状况、气温及工作面的基本情况。