公路檢測(cè)技術(shù)模塊路基路面幾何尺寸及路面厚度檢測(cè)課件

模塊2-1路基路面幾何尺寸及路面厚度檢測(cè)授課教師：朱明栓公路檢測(cè)技術(shù)

路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試隨機(jī)選點(diǎn)方法

路基路面幾何尺寸檢測(cè)

常規(guī)路面厚度檢測(cè)

短脈沖雷達(dá)測(cè)定路面厚度

路面厚度評(píng)定

對(duì)公路路基路面各個(gè)層次進(jìn)行各種測(cè)定時(shí)，為采取代表性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，往往用隨機(jī)取樣選點(diǎn)的方法確定測(cè)點(diǎn)區(qū)間、測(cè)定斷面、測(cè)定位置。隨機(jī)取樣選點(diǎn)是按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，在路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定時(shí)決定測(cè)定區(qū)間、測(cè)定斷面、測(cè)點(diǎn)位置的方法。也可以采用Excel電子表格等軟件或計(jì)算器中的隨機(jī)函數(shù)代替模數(shù)來(lái)計(jì)算測(cè)點(diǎn)位置。

隨機(jī)取樣選點(diǎn)法需要的材料有：鋼尺、皮尺、硬紙片(共28塊，編號(hào)1～28，裝在一個(gè)布袋內(nèi))、骰子(2個(gè))、毛刷、粉筆等。

路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試隨機(jī)選點(diǎn)方法

一、測(cè)定斷面或測(cè)定區(qū)間的確定方法

檢測(cè)路段可以是一個(gè)作業(yè)段、一天完成的路段或路線(xiàn)全程，在路基、路面工程檢查驗(yàn)收時(shí)，通常取lkm為一個(gè)測(cè)定區(qū)間。測(cè)定斷面的確定步驟(測(cè)定區(qū)間的確定與此相同)。

①

將檢測(cè)路段按樁號(hào)間距（一般為20m）分成若干個(gè)斷面，一次編號(hào)為1、2、3、……T，總的斷面數(shù)為T(mén)個(gè)。

②從從布袋中隨機(jī)摸出一塊硬紙片，硬紙片上的號(hào)數(shù)即為“一般取樣的隨機(jī)數(shù)表”中的欄號(hào)。

③

按照檢測(cè)頻度的要求，確定測(cè)定斷面的取樣總數(shù)n。

n=測(cè)定區(qū)間(l000m)/檢測(cè)頻度

依次找出與A列中01、02、……n對(duì)應(yīng)的B列中的值，共n對(duì)對(duì)應(yīng)的A、B值，當(dāng)n>30時(shí)，應(yīng)分次進(jìn)行。

④

將n個(gè)B值與總的斷面數(shù)T相乘，四舍五入成整數(shù)，即得到n個(gè)斷面的編號(hào)。

⑤

查斷面編號(hào)對(duì)應(yīng)的樁號(hào)，即為擬檢測(cè)的斷面。二、測(cè)點(diǎn)位置確定方法

①

從布袋中任意取出一塊硬紙片，得表中的欄號(hào)。②

按照測(cè)點(diǎn)數(shù)的頻數(shù)要求（取樣總數(shù)為n）。依次

找出所定欄號(hào)的A列所需取樣位置

數(shù)的全部數(shù)。當(dāng)n>30時(shí)，應(yīng)分次進(jìn)行。

③

確定取樣位置的縱向距離。找出與A列中相對(duì)應(yīng)

的B列中數(shù)值，以此數(shù)乘以檢測(cè)區(qū)間的總長(zhǎng)度，并

加上該段的起點(diǎn)樁號(hào)，即得取樣位置距該段起點(diǎn)

的距離或樁號(hào)。

縱向樁號(hào)=測(cè)區(qū)起始樁號(hào)＋表B列值×測(cè)區(qū)長(zhǎng)度

二、測(cè)點(diǎn)位置確定方法

①

從布袋中任意取出一塊硬紙片，得表中的欄號(hào)。

②

按照測(cè)點(diǎn)數(shù)的頻數(shù)要求（取樣總數(shù)為n）。依次找出所定欄號(hào)的A列所需取樣位置數(shù)的全部數(shù)。當(dāng)n>30時(shí)，應(yīng)分次進(jìn)行。

③

確定取樣位置的縱向距離。找出與A列中相對(duì)應(yīng)的B列中數(shù)值，以此數(shù)乘以檢測(cè)區(qū)間的總長(zhǎng)度，并加上該段的起點(diǎn)樁號(hào)，即得取樣位置距該段起點(diǎn)的距離或樁號(hào)。

④

確定取樣位置的橫向距離。找出與A列中相對(duì)應(yīng)的C列中數(shù)值，以此數(shù)乘以檢測(cè)路面（路基）的寬度，再減去寬度的一半，即得出取樣位置距離路中心線(xiàn)的距離。如差值是正值，表示在中心右側(cè)；如差值是負(fù)值，表示在中心線(xiàn)左側(cè)。二、測(cè)點(diǎn)位置確定方法

④

確定取樣位置的橫向距離。找出與A列中相對(duì)應(yīng)的C列中數(shù)值，以此數(shù)乘以檢測(cè)路面（路基）的寬度，再減去寬度的一半，即得出取樣位置距離路中心線(xiàn)的距離。

距離路中心線(xiàn)的距離=C列值×檢測(cè)路面(路基)的寬度－寬度/2。

如差值是正值，表示在中心右側(cè)；如差值是負(fù)值，表示在中心線(xiàn)左側(cè)。

一、檢測(cè)項(xiàng)目與要求

在路基路面施工過(guò)程中、交工驗(yàn)收期間及舊路調(diào)查中，都需要檢測(cè)路基路面各部分的幾何尺寸，以保證其符合規(guī)定的要求。幾何尺寸檢測(cè)所用的儀器與材料有：鋼尺、經(jīng)緯儀、全站、精密水準(zhǔn)儀、塔尺、粉筆等。

幾種結(jié)構(gòu)層的幾何尺寸檢測(cè)項(xiàng)目的要求見(jiàn)表1。路基路面幾何尺寸檢測(cè)

幾何尺寸檢測(cè)要求表1結(jié)構(gòu)名稱(chēng)檢查項(xiàng)目規(guī)定值或容許偏差檢查頻率高速、一級(jí)公路其他公路土方路基縱斷高程(㎜)中線(xiàn)偏位(㎜)寬度(㎜)橫坡(％)邊坡+10，－1550不小于設(shè)計(jì)值±0．5不陡于設(shè)計(jì)值+10，－20100不小于設(shè)計(jì)值±0．5不陡于設(shè)計(jì)值每200m測(cè)4點(diǎn)每200m測(cè)4點(diǎn),彎道加HY.YH兩點(diǎn)每200m測(cè)4處每200m測(cè)4個(gè)斷面每200m測(cè)4處水泥土基層縱斷高程(㎜)寬度(㎜)橫坡(％)+5，－15不小于設(shè)計(jì)值±0．5每200m測(cè)4點(diǎn)每200m測(cè)4處每200m測(cè)4個(gè)斷面瀝青混凝土面層縱斷高程(㎜)中線(xiàn)偏位㎜)寬度(㎜)橫坡(％)±1020有側(cè)石：土i20無(wú)側(cè)石：不小設(shè)計(jì)值土0．3±1520土30±0．5每200m測(cè)4點(diǎn)每200m測(cè)4點(diǎn)每200m測(cè)4處每200m測(cè)4個(gè)斷面

二、準(zhǔn)備工作

1.恢復(fù)樁號(hào)

2.確定測(cè)定斷面位置：通常將路面寬度、橫坡、高程及中線(xiàn)偏位選在同一斷面位置，且宜在整數(shù)樁號(hào)上。

3.確定路基路面設(shè)計(jì)寬度的邊界位置

4.確定設(shè)計(jì)高程的縱斷面位置

5.確定路面的實(shí)際中線(xiàn)位置

6.確定橫坡檢驗(yàn)的基準(zhǔn)點(diǎn)：路拱上曲線(xiàn)與直線(xiàn)部分的交界位置及路面與路肩(或硬路肩)的交界位置；當(dāng)有路緣石或中央分隔帶時(shí)，兩側(cè)路緣石邊緣為基準(zhǔn)點(diǎn)。

三、縱斷面高程測(cè)定

1.用水準(zhǔn)儀和塔尺測(cè)定中線(xiàn)上各測(cè)點(diǎn)的高程，以m計(jì)，準(zhǔn)確至0.001m。

2.各測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)高程hi與設(shè)計(jì)高程h0i差為：

四、路面橫坡測(cè)定

對(duì)于無(wú)中央分隔帶的公路路面橫坡是指路拱兩側(cè)直線(xiàn)部分的坡度；對(duì)于有中央分隔帶的公路路面橫坡是指路面與中央分隔帶交界處及路面邊緣與路肩交界處兩點(diǎn)的高程差與水平距離的比值，以％表示。其測(cè)定方法如下：

(1)高程測(cè)量：對(duì)設(shè)有中央分隔帶的路面，測(cè)量路面與中央分隔帶分界的路緣帶邊緣d1處，以及路面與路肩交界(或外側(cè)路緣石邊緣)的標(biāo)記d2處的高程；對(duì)無(wú)中央分隔帶的路面，測(cè)定路拱曲線(xiàn)與直線(xiàn)部分的交界位置d1處，以及路面與路肩交界位置d2處的高程。記錄高程讀數(shù)，以m計(jì)，準(zhǔn)確至0.00lm。d1和d2測(cè)點(diǎn)必須在同一橫斷面上。(2)用鋼尺測(cè)量?jī)蓽y(cè)點(diǎn)的水平距Bi，以m計(jì)。對(duì)于高速公路及一級(jí)公路，準(zhǔn)確至0.005m；對(duì)于其他等級(jí)公路，準(zhǔn)確至0.01m。

(3)

各測(cè)定斷面的橫坡度ii按下式計(jì)算，準(zhǔn)確至一位小數(shù)。按下式計(jì)算實(shí)測(cè)橫坡ii與設(shè)計(jì)橫坡i0i之差?ii。

式中：hd1、hd2——各測(cè)定斷面兩測(cè)點(diǎn)d1和d2的高程讀數(shù)。

五、路基路面寬度及中線(xiàn)偏差測(cè)定

路基寬度是指行車(chē)道與路肩寬度之和，以m計(jì)；路面寬度包括行車(chē)道、路緣帶、變速車(chē)道、爬坡車(chē)道、硬路肩和緊急停車(chē)帶的寬度，以m計(jì)。

用鋼尺沿中心線(xiàn)垂直方向水平量取路基路面各部分的寬度，以m計(jì)。對(duì)于高速公路及一級(jí)公路，準(zhǔn)確至0.005m；對(duì)于其他公路，準(zhǔn)確至0.01m。

各測(cè)定斷面的實(shí)測(cè)寬度Bi與設(shè)計(jì)寬度B0i之差?Bi為：

實(shí)際路基、路面中心線(xiàn)與設(shè)計(jì)中心線(xiàn)的距離為中心偏差?cL表示，以cm計(jì)。對(duì)高速公路、一級(jí)公路，準(zhǔn)確至0.5cm；對(duì)于其他等級(jí)公路，準(zhǔn)確至1.0cm。其測(cè)量方法同寬度測(cè)量。

六、檢測(cè)路段數(shù)據(jù)整理

將路基路面幾何尺寸檢測(cè)結(jié)果匯總，當(dāng)無(wú)特殊規(guī)定時(shí)，可疑數(shù)據(jù)的舍棄宜按照K倍標(biāo)準(zhǔn)差作為舍棄標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定計(jì)算一個(gè)評(píng)定路段內(nèi)測(cè)定值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)，按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理計(jì)算一個(gè)評(píng)定路段測(cè)定值的代表值。

路面各層施工完成后及工程交工驗(yàn)收檢查使用時(shí)，必須進(jìn)行厚度的檢測(cè)。路面各結(jié)構(gòu)層厚度的檢測(cè)方法與結(jié)構(gòu)層的層位和種類(lèi)有關(guān)，基層和砂石路面的厚度可用挖坑法測(cè)定，瀝青面層及水泥混凝土路面板的厚度應(yīng)用鉆孔法測(cè)定。

常規(guī)路面厚度檢測(cè)

一、儀具與材料

1.挖坑工具。

2.鉆芯機(jī)及鉆頭、冷水機(jī)。

3.量尺：鋼板尺、鋼卷尺、卡尺。

4.補(bǔ)坑材料：與檢查層位的材料相同。

5.補(bǔ)坑工具：夯、熱夯、水等。

6.其他：搪瓷盤(pán)、棉紗等。

二、挖坑法

1.確定挖坑位置：按隨機(jī)選點(diǎn)法。

2.挖坑：挖至層位底面，坑洞大體呈圓形，挖出材料置于方盤(pán)內(nèi)。

3.測(cè)量厚度：將一把鋼板尺平放橫跨于坑的兩邊，用另一把鋼尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，測(cè)量坑底至鋼板尺底面的距離，以cm計(jì)，精確至0.1cm。

4.填補(bǔ)試坑：對(duì)有機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類(lèi)結(jié)構(gòu)層，應(yīng)按相同配比用新拌的材料分層填補(bǔ)，并用小錘夯實(shí)整平；對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)結(jié)合粒料結(jié)構(gòu)層，可用挖出原材適當(dāng)加水拌和后分層填補(bǔ)，并用小錘夯實(shí)整平。

三、鉆芯法

1.確定挖坑位置：按隨機(jī)選點(diǎn)法。

2.鉆取芯樣

3.測(cè)量厚度：用鋼板尺或卡尺沿圓周對(duì)稱(chēng)的十字方向四處量取表面至上下層界面的高度，取其平均值，即為該層的厚度，準(zhǔn)確至0.1cm。

4.填補(bǔ)試坑：對(duì)正在施工的瀝青路面，用相同級(jí)配的熱拌瀝青混合料分層填補(bǔ)，并用熱的鐵錘或熱夯夯實(shí)整平；舊路鉆孔也可用乳化瀝青混合料修補(bǔ)；對(duì)水泥混凝土面板，應(yīng)按相同配比用新拌的材料分層填補(bǔ)，并用小錘夯實(shí)。新拌材料中宜摻加快凝早強(qiáng)的外摻劑。

短脈沖雷達(dá)測(cè)定路面厚度一、 適用范圍1.適用于采用短脈沖雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)路面面層厚度。2.數(shù)據(jù)采集、傳輸、記錄和數(shù)據(jù)處理分別由專(zhuān)用軟件自動(dòng)控制進(jìn)行。3.適用于新建、改建路面工程質(zhì)量驗(yàn)收和舊路加鋪路面設(shè)計(jì)的厚度調(diào)查。4.雷達(dá)發(fā)射的電磁波在路面層傳播過(guò)程中會(huì)逐漸削弱、消散、層面反射。雷達(dá)最大探測(cè)深度是由雷達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)以及路面材料的電磁屬性決定的。對(duì)于材料過(guò)度潮濕或飽和以及有高含鐵量礦渣集料的路面不適合用本方法測(cè)試。二、儀具與材料技術(shù)要求雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)由承載車(chē)、天線(xiàn)、雷達(dá)發(fā)射接收器和控制系統(tǒng)組成。1.設(shè)備承載車(chē)車(chē)型應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)備制造商的要求。2.測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)要求和參數(shù)。（1）距離標(biāo)定誤差：≤0.1%。（2）設(shè)備工作溫度：0～40℃。（3）最小分辨層厚：≤40mm。（4）天線(xiàn)：喇叭形空氣耦合天線(xiàn)，帶寬能適應(yīng)所選擇的發(fā)射脈沖頻率。（5）收發(fā)器：脈沖寬度≤1.0ms，時(shí)間信號(hào)處理能力可以適應(yīng)所需的測(cè)試深度。三、方法與步驟1.準(zhǔn)備工作（1）距離標(biāo)定：承載車(chē)行駛超過(guò)2000km，更換輪胎，或使用超過(guò)1年的情形下需要進(jìn)行距離標(biāo)定。距離標(biāo)定方法根據(jù)廠商提供的使用說(shuō)明進(jìn)行。（2）安裝雷達(dá)天線(xiàn)：將雷達(dá)天線(xiàn)按照廠商提供的安裝方法牢固安裝好，并將天線(xiàn)與主機(jī)的連線(xiàn)連接好。（3）檢查連接線(xiàn)安裝無(wú)誤后開(kāi)機(jī)預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間不得少于廠商規(guī)定的時(shí)間。（4）將金屬板放置在天線(xiàn)正下方，啟動(dòng)控制軟件的標(biāo)定程序，獲取相應(yīng)參數(shù)。（5）打開(kāi)控制軟件的參數(shù)設(shè)置界面，根據(jù)不同的檢測(cè)目的，設(shè)置采樣間隔、時(shí)間窗、增益等參數(shù)。2.測(cè)試步驟（1）將承載車(chē)停在起點(diǎn)，開(kāi)啟安全警示燈，啟動(dòng)軟件測(cè)試程序，令駕駛員緩慢加速車(chē)輛行駛到正常檢測(cè)速度。（2）檢測(cè)過(guò)程中，操作人員應(yīng)記錄測(cè)試線(xiàn)路所遇到的橋梁、涵洞、隧道等構(gòu)造物的起終點(diǎn)。（3）當(dāng)測(cè)試車(chē)輛到達(dá)測(cè)試終點(diǎn)后，操作人員停止采集程序。（4）芯樣標(biāo)定。測(cè)試過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加芯樣鉆去數(shù)量，以保證測(cè)試厚度的準(zhǔn)確性。（5）操作人員檢查數(shù)據(jù)文件，文件應(yīng)完整，內(nèi)容應(yīng)正常，否則應(yīng)重新測(cè)試。（6）關(guān)閉測(cè)試系統(tǒng)電源，結(jié)束測(cè)試。四、計(jì)算1.計(jì)算原理：由于地下介質(zhì)具有不同的介電常數(shù)，造成各種介質(zhì)具有不同的電導(dǎo)性，電導(dǎo)性的差異影響了電磁波的傳播速度。一般用下面的公式計(jì)算電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度。

式中：v——電磁波在介質(zhì)中的傳播速度（mm/ns）；c——電磁波在空氣中的傳播速度，取300mm/ns；εr——介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。根據(jù)雷達(dá)波在路面面層中的雙程走時(shí)以及材料的相對(duì)介電常數(shù)，用下式確定面層厚度。式中：T——面層厚度（mm）；c——電磁波在空氣中的傳播速度，取300mm/ns；εr——介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。t——雷達(dá)波在路面面層中的雙程走時(shí)（ns）。2.路面材料的相對(duì)介電常數(shù)可以通過(guò)路面芯樣獲得。路面厚度的計(jì)算通常先由雷達(dá)波識(shí)別軟件自動(dòng)識(shí)別各層分界線(xiàn)，得到雷達(dá)波在各層中的雙程走時(shí)，然后計(jì)算各層厚度。五、報(bào)告路面厚度測(cè)試報(bào)告應(yīng)包括檢測(cè)路段的厚度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、厚度代表值。

路面結(jié)構(gòu)層厚度評(píng)定

評(píng)定路段內(nèi)路面結(jié)構(gòu)層厚度按代表值和單個(gè)合格值的允許偏差進(jìn)行評(píng)定。采用的保證率：高速、一級(jí)公路：基層、底基層為99％，面層為95％。其他公路：基層、底基層為95％，面層為90％。對(duì)路段內(nèi)路面結(jié)構(gòu)層厚度按代表值的允許偏差和合格值的允許偏差進(jìn)行評(píng)定，見(jiàn)下表。

幾種常用的路面結(jié)構(gòu)層厚度的代表值與極值的允許偏差類(lèi)型與層位厚度(㎜)代表值極值高速.一級(jí)公路其他公路高速.一級(jí)公路其他公路水泥混凝土面層-5-5-lO-10瀝青混凝土、瀝青碎石面層總厚度,-8;上面層,-4總厚度≤60時(shí),-5;>60時(shí),—8％H

總厚度,-15;上面層,-8總厚度≤60時(shí):-10;>60時(shí),-15％H瀝青貫人式面層-8％H或-5-15％H或-10水穩(wěn)粒料基層-8-10-15-2