水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法 |
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申请号 | CN202410099294.1 | 申请日 | 2024-01-24 | 公开(公告)号 | CN117966560A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
申请人 | 常州市建筑科学研究院集团股份有限公司; 江苏鼎达建筑新技术有限公司; | 发明人 | 周文平; 刘小泉; 顾荣军; 黄海鲲; 张菁燕; 蔡栢容; 沈晓峰; | ||||
摘要 | 本 发明 的 水 泥 混凝土 路面的注浆加固效果的评价方法,包括:注浆前:S1.1、在评价路段内设置多个测试点;S1.2、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯沉盆数据;S1.3、计算出注浆前的测试点的综合当量回弹模量EFi;S1.4、对综合当量回弹模量EFi进行修正,得到修正值EF。注浆后:S2.1、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯沉盆数据;S2.2、计算出注浆后的测试点的综合当量回弹模量EBi;S2.3、对综合当量回弹模量EBi进行修正,得到修正值EB。评价:S3、根据修正值EF和EB,输出注浆加固效果的评价结果。本发明的评价方法能够有效提高评价结果的准确性。 | ||||||
权利要求 | 1.一种水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法技术领域背景技术[0002] 注浆加固技术在道路工程地基补强、压密、防渗等方面应用甚广。道路注浆加固后需要对注浆加固的效果进行检测评价,判断注浆加固效果是否满足预期。目前,常用的注浆 加固效果检测方法有:钻孔取芯、地质雷达探测、钻孔窥视探测等,这些方法均为定性评价, 存在检测结果不准确、不客观的问题。 [0003] 关于现阶段无损检测应用于注浆效果评价的一系列方法,都存在或多或少的缺陷,无法准确且有效的对注浆效果做出客观评价。而且,现在市面上存在诸如“水泥注浆”、 “改性地聚合物注浆”、“高聚物注浆”等多种道路注浆形式,多个单位技术不一、鱼龙混杂, 部分单位存在着“浆液流动性如何不重要,只要能注就行,注浆压力越大越好,注浆量越多 越好”的想法,实际上,浆液越是粘稠、注浆压力越大、浆液量越多越有可能破坏道路整体结 构,使得道路各结构层更为“疏松”,承载力相较于注浆前反而降低。 [0004] 对路面结构而言,基层一直是路面结构的主要承重层,各类研究显示,对以水泥稳定碎石为基层的既有道路而言,底基层强度的弱化速率明显大于上基层,而道路承载能力 下降通常是先从底基层的疲劳破坏开始的。而注浆利用浆液渗透、压密、劈裂作用,可有效 填充提升路基和底基层密实度,注浆作用不仅提升了路基的弹性模量,同时对基层、基层和 路基的交界处加固作用非常明显。 [0005] 现有的评价方法,大多直接采用路基的回弹模量或整个路面的回弹模量作为评价参数对注浆加固效果进行评价,但是在实际应用中,这种方式存在以下不足: [0006] 1、注浆浆液对基层也有一定的补强作用,尤其是底基层和路基的交接处,包括底基层和基层的裂缝的补强,该区域是道路的“薄弱”区域,恰恰是注浆“重点”区域,注浆加固 的效果尤为明显,此外,注浆孔中浆液“锚固”了基层和路基,形成了类似房屋建筑中的“桩 基础”,可极大提升基层整体的承载力,显然,仅仅计算路基注浆前后动态模量的变化来判 定注浆效果是不准确的。 [0007] 2、采用注浆加固的道路多数路面已经存在损坏,针对水泥混凝土路面,既有道路的综合当量回弹模量反映道路整体的承载力,由于混凝土板块存在的裂缝等病害,注浆加 固所引起的基层及以下当量回弹模量的增加,造成道路整体承载力变化不大,但是,实实在 在的基层以下部分得到加固,只是不足以在既有道路的路面综合当量回弹模量这个指标中 体现出来。显然,通过计算既有道路的路面综合当量回弹模量,忽略了因路面损坏对结果的 影响,也是不准确的。 发明内容[0008] 本发明要解决的技术问题是:现有评价方法的评价结果准确率较低的技术问题。为此,本发明提供一种水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法,能够有效提高评价结 果的准确性。 [0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法,包括: [0010] 注浆前: [0011] S1.1、在评价路段内设置多个测试点; [0012] S1.2、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯沉盆数据; [0013] S1.3、计算出注浆前的测试点的综合当量回弹模量EFi; [0014] S1.4、对所述综合当量回弹模量EFi进行修正,得到修正值EF; [0015] 注浆后: [0016] S2.1、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯沉盆数据; [0017] S2.2、计算出注浆后的测试点的综合当量回弹模量EBi; [0018] S2.3、对所述综合当量回弹模量EBi进行修正,得到修正值EB; [0019] 评价: [0020] S3、根据修正值EF和EB,输出注浆加固效果的评价结果。 [0021] 进一步的,注浆前的测试点的综合当量回弹模量EFi的计算公式为: [0022] [0023] 其中, 表示注浆前的基层和路基这个整体的回弹模量, 表示注浆前的整个水泥混凝土路面的回弹模量,λ表示结构层分配系数,λ∈ [0,1],SI表示注浆前的路面结构的荷载扩散系数,w0表示注浆前的落锤式沉弯仪荷载中心 处的弯沉值,p表示落锤式沉弯仪的测试荷载,r表示落锤式沉弯仪承载板的半径。 [0024] 进一步的,注浆前的路面结构的荷载扩散系数SI的计算公式为: [0025] [0026] 其中,w300、w600、w900分别表示注浆前距离荷载中心处300mm、600m、900mm处的弯沉值。 [0027] 进一步的,所述修正值EF的计算公式为: [0028] [0029] 其中, 表示注浆前评价路段内所有测试点的综合当量回弹模量的平均值,Zα表示保证率系数,S表示注浆前评价路段内所有测试点的综合当量回弹模量的标准差,k表示 由于通车因素引起的结构层密实度、模量变化的修正系数,k的取值范围为1~1.05。 [0030] 进一步的,注浆后的测试点的综合当量回弹模量EBi的计算公式为: [0031] [0032] 其中, 表示注浆后的基层和路基这个整体的回弹模量, 表示注浆后的整个水泥混凝土路面的回弹模量,SI'表示注浆后的路面结构的 荷载扩散系数,w'0表示注浆前的落锤式沉弯仪荷载中心处的弯沉值。 [0033] 进一步的,注浆后的路面结构的荷载扩散系数SI'的计算公式为: [0034] [0035] 其中,w'300、w'600、w'900分别表示注浆后距离荷载中心处300mm、600m、900mm处的弯沉值。 [0036] 进一步的,所述修正值EB的计算公式为: [0037] [0038] 其中, 表示注浆后评价路段内所有测试点的综合当量回弹模量的平均值,S'表示注浆后评价路段内所有测试点的综合当量回弹模量的标准差,k'表示由于注浆孔内硬化 浆液形成的支撑效应,以及由于注浆或通车因素引起的结构层密实度、模量变化的修正系 数,k'的取值范围为1.05~1.15。 [0039] 进一步的,所述评价结果的评价指标包括:综合当量回弹模量的提高率η、不同交通等级的综合当量回弹模量值。 [0040] 进一步的,综合当量回弹模量的提高率η的计算公式为: 当η不小于10%时,认为本次注浆加固效果合格。 [0041] 进一步的,不同交通等级的综合当量回弹模量值,包括: [0042] 当交通等级为特重时,综合当量回弹模量值应不小于120MPa; [0043] 当交通等级为重时,综合当量回弹模量值应不小于100MPa; [0044] 当交通等级为中等和轻时,综合当量回弹模量值应不小于80MPa。 [0045] 本发明的有益效果是, [0046] 本发明的水泥混凝土路面注浆加固效果的评价方法,用注浆前后“基层+路基层”的当量回弹模量和“面层+基层+路基层”的当量回弹模量作为评价参数,更符合路面的实际 情况,能够提高检测结果的准确性和客观性。 [0049] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0050] 图1是本发明的水泥混凝土路面注浆加固效果的评价方法的流程图。 [0051] 图2是本发明的水泥混凝土路面的结构层示意图。 具体实施方式[0052] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。 [0053] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限 定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的 描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。 [0054] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可 以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。 [0055] 如图1至图2所示,本发明的水泥混凝土路面的注浆加固效果的评价方法,包括:注浆前:S1.1、在评价路段内设置多个测试点;S1.2、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯 沉盆数据;S1.3、计算出注浆前的测试点的综合当量回弹模量EFi;S1.4、对综合当量回弹模 量EFi进行修正,得到修正值EF。 [0056] 注浆后:S2.1、采用落锤式沉弯仪采集每个测试点的弯沉盆数据;S2.2、计算出注浆后的测试点的综合当量回弹模量EBi;S2.3、对综合当量回弹模量EBi进行修正,得到修正 值EB。 [0057] 评价:S3、根据修正值EF和EB,输出注浆加固效果的评价结果。 [0058] 需要说明的是,水泥混凝土路面包含的结构层从上至下依次为面层、基层和路基层。注浆时,注浆孔从上往下依次穿过面层、基层进入路基层,然后从在注浆孔中注入浆料, 等浆料硬化后,可以起到加固作用。结合附图可知,注浆对于基层,以及基层与路基层的交 界处均有一定的补强作用。因此,在计算回弹模量时不能仅考虑路基层。 [0059] 在本发明中,注浆前的测试点的综合当量回弹模量EFi的计算公式为: [0060] [0061] 其中, 表示注浆前的基层和路基这个整体的回弹模量(MPa), 表示注浆前的整个水泥混凝土路面(面层+基层+路基层)的回弹模量 (MPa),λ表示结构层分配系数,λ∈[0,1],SI表示注浆前的路面结构的荷载扩散系数,w0表 示注浆前的落锤式沉弯仪荷载中心处的弯沉值(μm),p表示落锤式沉弯仪的测试荷载 (KPa),r表示落锤式沉弯仪承载板的半径(mm,一般可取150mm)。注浆前的路面结构的荷载 扩散系数SI的计算公式为: 其中,w300、w600、w900分别表示注浆前 距离荷载中心处300mm、600m、900mm处的弯沉值(μm)。 [0062] 也就是说,本发明的综合当量回弹模量并不是简单地基于路基或路面,而是将“基层+路基层”作为一个整体考虑回弹模量。再者,本发明还引入了结构层分配系数λ,λ∈[0, 1],i=1,2,3,...,n,n表示测试点总数。结构层分配系数λ的取值决定了在综合当量回弹模 量中,“基层+路基层”的回弹模量、“面层+基层+路基层”的回弹模量在计算综合当量回弹模 量EFi中的占比。λ的取值可以根据评价路段的实际路况进行设定和调整。当评价路段仅计算 “基层+路基层”的回弹模量的准确率高于仅计算路面的回弹模量时,λ=1。当评价路段仅计 算路面的回弹模量的准确率高于仅计算“基层+路基层”的回弹模量时,λ=0。当水泥混凝土 路面存在修整过的情况(面层上又铺设了新的混凝土)时,λ的取值介于0和1之间。可以理解 的是,通过引入结构层分配系数λ,使得综合当量回弹模量的计算公式更具有通用性,应用 范围更加广泛。注浆加固效果的评价工作一般是在现场直接进行的,通用性强的计算公式 还有利于提高现场监测评价的工作效率。 [0063] 本发明的综合当量回弹模量基于基层和路基这个整体的回弹模量、路面(面层+基层+路基层)的回弹模量以及结构层分配系数,一方面,考虑因素更加全面,不仅可以提高检 测结果的准确性,还可以实现定量化评价,利于为后续整改提供依据;另一方面,还可以提 高评价方法的通用性,针对不同情况,只需要修改λ的数值即可,不需要修改检测方法,现场 检测的效率也能大大提高。 [0064] 考虑到注浆后的注浆孔连同内部的硬化浆液形成的支撑“锚固”效应,以及通车因素引起的密实度、模量的变化,本发明还对计算出的综合当量回弹模量EFi进行修正,进一步 提高综合当量回弹模量EFi的准确率。修正值EF的计算公式为: 其中, 表示注浆前评价路段内所有测试点的综合当量回弹模量的平均值(MPa),Zα表示保证率系 数(高速、以及公路取1.645,二级公路及以下取1.5),S表示注浆前评价路段内所有测试点 的综合当量回弹模量的标准差(MPa),k表示由于通车等因素引起的结构层密实度、模量变 化的修正系数,k的取值范围为1~1.05(不含1.05)。其中, 通过引入修正系数k,可以进一步提高综合当量回弹模量的准确性,有利于提高评价结果的 准确性。 [0065] 同样的,注浆后的测试点的综合当量回弹模量EBi的计算公式为: [0066] [0067] 其中, 表示注浆后的基层和路基这个整体的回弹模量(MPa), 表示注浆后的整个水泥混凝土路面的回弹模量(MPa),SI'表示注浆后 的路面结构的荷载扩散系数,w'0表示注浆前的落锤式沉弯仪荷载中心处的弯沉值(μm)。注 浆后的路面结构的荷载扩散系数SI'的计算公式为: 其中,w '300、w'600、w'900分别表示注浆后距离荷载中心处300mm、600m、900mm处的弯沉值(μm)。注浆 后的修正值EB的计算公式为: 其中, 表示注浆后评价路段内所有测 试点的综合当量回弹模量的平均值(MPa),S'表示注浆后评价路段内所有测试点的综合当 量回弹模量的标准差(MPa),k'表示注浆后由于注浆孔内硬化浆液形成的支撑效应,以及由 于注浆或通车因素引起的结构层密实度、模量变化的修正系数,k'的取值范围为1.05~ 1.15(包含2个端点)。由于注浆后浆液硬化引起的锚固作用,修正系数k'的取值比注浆前更 大。 [0068] 例如,所述评价结果的评价指标包括:综合当量回弹模量的提高率η、不同交通等级的综合当量回弹模量值。综合当量回弹模量的提高率η的计算公式为: 当η不小于10%时,认为本次注浆加固效果合格。不同交通等级的综合 当量回弹模量值,包括:当交通等级为特重时,综合当量回弹模量值应不小于120MPa;当交 通等级为重时,综合当量回弹模量值应不小于100MPa;当交通等级为中等和轻时,综合当量 回弹模量值应不小于80MPa。 [0069] 在实际应用中,可以仅采用提高率η作为评价指标,也可以仅采用交通等级作为评价指标,也可以将提高率η和交通等级两者一起作为评价指标。 [0070] 综上所述,本发明的水泥混凝土路面注浆加固效果的评价方法,用注浆前后“基层+路基层”的当量回弹模量和“面层+基层+路基层”的当量回弹模量作为评价参数,更符合路 面的实际情况,能够提高检测结果的准确性和客观性。并且,本发明引入了结构层分配系数 λ,有利于提高评价方法的通用性,针对不同情况,只需要修改λ的数值即可,不需要修改检 测方法,现场检测的效率也能大大提高。本发明还引入了修正系数k,能够进一步提高检测 结果的准确性。本发明的评价方法,检测结果更加准确、客观。 |