公路检测技术模块路基路面几何尺寸及路面厚度检测课件

模块2-1路基路面几何尺寸及路面厚度检测授课教师：朱明栓公路检测技术

路基路面现场测试随机选点方法

路基路面几何尺寸检测

常规路面厚度检测

短脉冲雷达测定路面厚度

路面厚度评定

对公路路基路面各个层次进行各种测定时，为采取代表性试验数据，往往用随机取样选点的方法确定测点区间、测定断面、测定位置。随机取样选点是按照数理统计原理，在路基路面现场测定时决定测定区间、测定断面、测点位置的方法。也可以采用Excel电子表格等软件或计算器中的随机函数代替模数来计算测点位置。

随机取样选点法需要的材料有：钢尺、皮尺、硬纸片(共28块，编号1～28，装在一个布袋内)、骰子(2个)、毛刷、粉笔等。

路基路面现场测试随机选点方法

一、测定断面或测定区间的确定方法

检测路段可以是一个作业段、一天完成的路段或路线全程，在路基、路面工程检查验收时，通常取lkm为一个测定区间。测定断面的确定步骤(测定区间的确定与此相同)。

①

将检测路段按桩号间距（一般为20m）分成若干个断面，一次编号为1、2、3、……T，总的断面数为T个。

②从从布袋中随机摸出一块硬纸片，硬纸片上的号数即为“一般取样的随机数表”中的栏号。

③

按照检测频度的要求，确定测定断面的取样总数n。

n=测定区间(l000m)/检测频度

依次找出与A列中01、02、……n对应的B列中的值，共n对对应的A、B值，当n>30时，应分次进行。

④

将n个B值与总的断面数T相乘，四舍五入成整数，即得到n个断面的编号。

⑤

查断面编号对应的桩号，即为拟检测的断面。二、测点位置确定方法

①

从布袋中任意取出一块硬纸片，得表中的栏号。②

按照测点数的频数要求（取样总数为n）。依次

找出所定栏号的A列所需取样位置

数的全部数。当n>30时，应分次进行。

③

确定取样位置的纵向距离。找出与A列中相对应

的B列中数值，以此数乘以检测区间的总长度，并

加上该段的起点桩号，即得取样位置距该段起点

的距离或桩号。

纵向桩号=测区起始桩号＋表B列值×测区长度

二、测点位置确定方法

①

从布袋中任意取出一块硬纸片，得表中的栏号。

②

按照测点数的频数要求（取样总数为n）。依次找出所定栏号的A列所需取样位置数的全部数。当n>30时，应分次进行。

③

确定取样位置的纵向距离。找出与A列中相对应的B列中数值，以此数乘以检测区间的总长度，并加上该段的起点桩号，即得取样位置距该段起点的距离或桩号。

④

确定取样位置的横向距离。找出与A列中相对应的C列中数值，以此数乘以检测路面（路基）的宽度，再减去宽度的一半，即得出取样位置距离路中心线的距离。如差值是正值，表示在中心右侧；如差值是负值，表示在中心线左侧。二、测点位置确定方法

④

确定取样位置的横向距离。找出与A列中相对应的C列中数值，以此数乘以检测路面（路基）的宽度，再减去宽度的一半，即得出取样位置距离路中心线的距离。

距离路中心线的距离=C列值×检测路面(路基)的宽度－宽度/2。

如差值是正值，表示在中心右侧；如差值是负值，表示在中心线左侧。

一、检测项目与要求

在路基路面施工过程中、交工验收期间及旧路调查中，都需要检测路基路面各部分的几何尺寸，以保证其符合规定的要求。几何尺寸检测所用的仪器与材料有：钢尺、经纬仪、全站、精密水准仪、塔尺、粉笔等。

几种结构层的几何尺寸检测项目的要求见表1。路基路面几何尺寸检测

几何尺寸检测要求表1结构名称检查项目规定值或容许偏差检查频率高速、一级公路其他公路土方路基纵断高程(㎜)中线偏位(㎜)宽度(㎜)横坡(％)边坡+10，－1550不小于设计值±0．5不陡于设计值+10，－20100不小于设计值±0．5不陡于设计值每200m测4点每200m测4点,弯道加HY.YH两点每200m测4处每200m测4个断面每200m测4处水泥土基层纵断高程(㎜)宽度(㎜)横坡(％)+5，－15不小于设计值±0．5每200m测4点每200m测4处每200m测4个断面沥青混凝土面层纵断高程(㎜)中线偏位㎜)宽度(㎜)横坡(％)±1020有侧石：土i20无侧石：不小设计值土0．3±1520土30±0．5每200m测4点每200m测4点每200m测4处每200m测4个断面

二、准备工作

1.恢复桩号

2.确定测定断面位置：通常将路面宽度、横坡、高程及中线偏位选在同一断面位置，且宜在整数桩号上。

3.确定路基路面设计宽度的边界位置

4.确定设计高程的纵断面位置

5.确定路面的实际中线位置

6.确定横坡检验的基准点：路拱上曲线与直线部分的交界位置及路面与路肩(或硬路肩)的交界位置；当有路缘石或中央分隔带时，两侧路缘石边缘为基准点。

三、纵断面高程测定

1.用水准仪和塔尺测定中线上各测点的高程，以m计，准确至0.001m。

2.各测点的实测高程hi与设计高程h0i差为：

四、路面横坡测定

对于无中央分隔带的公路路面横坡是指路拱两侧直线部分的坡度；对于有中央分隔带的公路路面横坡是指路面与中央分隔带交界处及路面边缘与路肩交界处两点的高程差与水平距离的比值，以％表示。其测定方法如下：

(1)高程测量：对设有中央分隔带的路面，测量路面与中央分隔带分界的路缘带边缘d1处，以及路面与路肩交界(或外侧路缘石边缘)的标记d2处的高程；对无中央分隔带的路面，测定路拱曲线与直线部分的交界位置d1处，以及路面与路肩交界位置d2处的高程。记录高程读数，以m计，准确至0.00lm。d1和d2测点必须在同一横断面上。(2)用钢尺测量两测点的水平距Bi，以m计。对于高速公路及一级公路，准确至0.005m；对于其他等级公路，准确至0.01m。

(3)

各测定断面的横坡度ii按下式计算，准确至一位小数。按下式计算实测横坡ii与设计横坡i0i之差∆ii。

式中：hd1、hd2——各测定断面两测点d1和d2的高程读数。

五、路基路面宽度及中线偏差测定

路基宽度是指行车道与路肩宽度之和，以m计；路面宽度包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、硬路肩和紧急停车带的宽度，以m计。

用钢尺沿中心线垂直方向水平量取路基路面各部分的宽度，以m计。对于高速公路及一级公路，准确至0.005m；对于其他公路，准确至0.01m。

各测定断面的实测宽度Bi与设计宽度B0i之差∆Bi为：

实际路基、路面中心线与设计中心线的距离为中心偏差∆cL表示，以cm计。对高速公路、一级公路，准确至0.5cm；对于其他等级公路，准确至1.0cm。其测量方法同宽度测量。

六、检测路段数据整理

将路基路面几何尺寸检测结果汇总，当无特殊规定时，可疑数据的舍弃宜按照K倍标准差作为舍弃标准，根据相关规范规定计算一个评定路段内测定值的平均值、标准差、变异系数，按照数理统计原理计算一个评定路段测定值的代表值。

路面各层施工完成后及工程交工验收检查使用时，必须进行厚度的检测。路面各结构层厚度的检测方法与结构层的层位和种类有关，基层和砂石路面的厚度可用挖坑法测定，沥青面层及水泥混凝土路面板的厚度应用钻孔法测定。

常规路面厚度检测

一、仪具与材料

1.挖坑工具。

2.钻芯机及钻头、冷水机。

3.量尺：钢板尺、钢卷尺、卡尺。

4.补坑材料：与检查层位的材料相同。

5.补坑工具：夯、热夯、水等。

6.其他：搪瓷盘、棉纱等。

二、挖坑法

1.确定挖坑位置：按随机选点法。

2.挖坑：挖至层位底面，坑洞大体呈圆形，挖出材料置于方盘内。

3.测量厚度：将一把钢板尺平放横跨于坑的两边，用另一把钢尺或卡尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底至钢板尺底面的距离，以cm计，精确至0.1cm。

4.填补试坑：对有机结合料稳定类结构层，应按相同配比用新拌的材料分层填补，并用小锤夯实整平；对无机结构结合粒料结构层，可用挖出原材适当加水拌和后分层填补，并用小锤夯实整平。

三、钻芯法

1.确定挖坑位置：按随机选点法。

2.钻取芯样

3.测量厚度：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0.1cm。

4.填补试坑：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，并用热的铁锤或热夯夯实整平；旧路钻孔也可用乳化沥青混合料修补；对水泥混凝土面板，应按相同配比用新拌的材料分层填补，并用小锤夯实。新拌材料中宜掺加快凝早强的外掺剂。

短脉冲雷达测定路面厚度一、 适用范围1.适用于采用短脉冲雷达无损检测路面面层厚度。2.数据采集、传输、记录和数据处理分别由专用软件自动控制进行。3.适用于新建、改建路面工程质量验收和旧路加铺路面设计的厚度调查。4.雷达发射的电磁波在路面层传播过程中会逐渐削弱、消散、层面反射。雷达最大探测深度是由雷达系统的参数以及路面材料的电磁属性决定的。对于材料过度潮湿或饱和以及有高含铁量矿渣集料的路面不适合用本方法测试。二、仪具与材料技术要求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。1.设备承载车车型应满足设备制造商的要求。2.测试系统技术要求和参数。（1）距离标定误差：≤0.1%。（2）设备工作温度：0～40℃。（3）最小分辨层厚：≤40mm。（4）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。（5）收发器：脉冲宽度≤1.0ms，时间信号处理能力可以适应所需的测试深度。三、方法与步骤1.准备工作（1）距离标定：承载车行驶超过2000km，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商提供的使用说明进行。（2）安装雷达天线：将雷达天线按照厂商提供的安装方法牢固安装好，并将天线与主机的连线连接好。（3）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。（4）将金属板放置在天线正下方，启动控制软件的标定程序，获取相应参数。（5）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（1）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行驶到正常检测速度。（2）检测过程中，操作人员应记录测试线路所遇到的桥梁、涵洞、隧道等构造物的起终点。（3）当测试车辆到达测试终点后，操作人员停止采集程序。（4）芯样标定。测试过程中应根据实际情况增加芯样钻去数量，以保证测试厚度的准确性。（5）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。（6）关闭测试系统电源，结束测试。四、计算1.计算原理：由于地下介质具有不同的介电常数，造成各种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。一般用下面的公式计算电磁波在不同介质中的传播速度。

式中：v——电磁波在介质中的传播速度（mm/ns）；c——电磁波在空气中的传播速度，取300mm/ns；εr——介质的相对介电常数。根据雷达波在路面面层中的双程走时以及材料的相对介电常数，用下式确定面层厚度。式中：T——面层厚度（mm）；c——电磁波在空气中的传播速度，取300mm/ns；εr——介质的相对介电常数。t——雷达波在路面面层中的双程走时（ns）。2.路面材料的相对介电常数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程走时，然后计算各层厚度。五、报告路面厚度测试报告应包括检测路段的厚度平均值、标准差、厚度代表值。

路面结构层厚度评定

评定路段内路面结构层厚度按代表值和单个合格值的允许偏差进行评定。采用的保证率：高速、一级公路：基层、底基层为99％，面层为95％。其他公路：基层、底基层为95％，面层为90％。对路段内路面结构层厚度按代表值的允许偏差和合格值的允许偏差进行评定，见下表。

几种常用的路面结构层厚度的代表值与极值的允许偏差类型与层位厚度(㎜)代表值极值高速.一级公路其他公路高速.一级公路其他公路水泥混凝土面层-5-5-lO-10沥青混凝土、沥青碎石面层总厚度,-8;上面层,-4总厚度≤60时,-5;>60时,—8％H

总厚度,-15;上面层,-8总厚度≤60时:-10;>60时,-15％H沥青贯人式面层-8％H或-5-15％H或-10水稳粒料基层-8-10-15-2