模塊2-1路基路面幾何尺寸及路面厚度檢測授課教師：朱明栓公路檢測技術

路基路面現場測試隨機選點方法

路基路面幾何尺寸檢測

常規路面厚度檢測

短脈沖雷達測定路面厚度

路面厚度評定

對公路路基路面各個層次進行各種測定時，為采取代表性試驗數據，往往用隨機取樣選點的方法確定測點區間、測定斷面、測定位置。隨機取樣選點是按照數理統計原理，在路基路面現場測定時決定測定區間、測定斷面、測點位置的方法。也可以采用Excel電子表格等軟件或計算器中的隨機函數代替模數來計算測點位置。

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

路基路面現場測試隨機選點方法

一、測定斷面或測定區間的確定方法

檢測路段可以是一個作業段、一天完成的路段或路線全程，在路基、路面工程檢查驗收時，通常取lkm為一個測定區間。測定斷面的確定步驟(測定區間的確定與此相同)。

①

將檢測路段按樁號間距（一般為20m）分成若干個斷面，一次編號為1、2、3、……T，總的斷面數為T個。

②從從布袋中隨機摸出一塊硬紙片，硬紙片上的號數即為“一般取樣的隨機數表”中的欄號。

③

按照檢測頻度的要求，確定測定斷面的取樣總數n。

n=測定區間(l000m)/檢測頻度

依次找出與A列中01、02、……n對應的B列中的值，共n對對應的A、B值，當n>30時，應分次進行。

④

將n個B值與總的斷面數T相乘，四舍五入成整數，即得到n個斷面的編號。

⑤

查斷面編號對應的樁號，即為擬檢測的斷面。二、測點位置確定方法

①

從布袋中任意取出一塊硬紙片，得表中的欄號。②

按照測點數的頻數要求（取樣總數為n）。依次

找出所定欄號的A列所需取樣位置

數的全部數。當n>30時，應分次進行。

③

確定取樣位置的縱向距離。找出與A列中相對應

的B列中數值，以此數乘以檢測區間的總長度，并

加上該段的起點樁號，即得取樣位置距該段起點

的距離或樁號。

縱向樁號=測區起始樁號＋表B列值×測區長度

二、測點位置確定方法

①

從布袋中任意取出一塊硬紙片，得表中的欄號。

②

按照測點數的頻數要求（取樣總數為n）。依次找出所定欄號的A列所需取樣位置數的全部數。當n>30時，應分次進行。

③

確定取樣位置的縱向距離。找出與A列中相對應的B列中數值，以此數乘以檢測區間的總長度，并加上該段的起點樁號，即得取樣位置距該段起點的距離或樁號。

④

確定取樣位置的橫向距離。找出與A列中相對應的C列中數值，以此數乘以檢測路面（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的距離。如差值是正值，表示在中心右側；如差值是負值，表示在中心線左側。二、測點位置確定方法

④

確定取樣位置的橫向距離。找出與A列中相對應的C列中數值，以此數乘以檢測路面（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的距離。

距離路中心線的距離=C列值×檢測路面(路基)的寬度－寬度/2。

如差值是正值，表示在中心右側；如差值是負值，表示在中心線左側。

一、檢測項目與要求

在路基路面施工過程中、交工驗收期間及舊路調查中，都需要檢測路基路面各部分的幾何尺寸，以保證其符合規定的要求。幾何尺寸檢測所用的儀器與材料有：鋼尺、經緯儀、全站、精密水準儀、塔尺、粉筆等。

幾種結構層的幾何尺寸檢測項目的要求見表1。路基路面幾何尺寸檢測

幾何尺寸檢測要求表1結構名稱檢查項目規定值或容許偏差檢查頻率高速、一級公路其他公路土方路基縱斷高程(㎜)中線偏位(㎜)寬度(㎜)橫坡(％)邊坡+10，－1550不小于設計值±0．5不陡于設計值+10，－20100不小于設計值±0．5不陡于設計值每200m測4點每200m測4點,彎道加HY.YH兩點每200m測4處每200m測4個斷面每200m測4處水泥土基層縱斷高程(㎜)寬度(㎜)橫坡(％)+5，－15不小于設計值±0．5每200m測4點每200m測4處每200m測4個斷面瀝青混凝土面層縱斷高程(㎜)中線偏位㎜)寬度(㎜)橫坡(％)±1020有側石：土i20無側石：不小設計值土0．3±1520土30±0．5每200m測4點每200m測4點每200m測4處每200m測4個斷面

二、準備工作

1.恢復樁號

2.確定測定斷面位置：通常將路面寬度、橫坡、高程及中線偏位選在同一斷面位置，且宜在整數樁號上。

3.確定路基路面設計寬度的邊界位置

4.確定設計高程的縱斷面位置

5.確定路面的實際中線位置

6.確定橫坡檢驗的基準點：路拱上曲線與直線部分的交界位置及路面與路肩(或硬路肩)的交界位置；當有路緣石或中央分隔帶時，兩側路緣石邊緣為基準點。

三、縱斷面高程測定

1.用水準儀和塔尺測定中線上各測點的高程，以m計，準確至0.001m。

2.各測點的實測高程hi與設計高程h0i差為：

四、路面橫坡測定

對于無中央分隔帶的公路路面橫坡是指路拱兩側直線部分的坡度；對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的高程差與水平距離的比值，以％表示。其測定方法如下：

(1)高程測量：對設有中央分隔帶的路面，測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(或外側路緣石邊緣)的標記d2處的高程；對無中央分隔帶的路面，測定路拱曲線與直線部分的交界位置d1處，以及路面與路肩交界位置d2處的高程。記錄高程讀數，以m計，準確至0.00lm。d1和d2測點必須在同一橫斷面上。(2)用鋼尺測量兩測點的水平距Bi，以m計。對于高速公路及一級公路，準確至0.005m；對于其他等級公路，準確至0.01m。

(3)

各測定斷面的橫坡度ii按下式計算，準確至一位小數。按下式計算實測橫坡ii與設計橫坡i0i之差?ii。

式中：hd1、hd2——各測定斷面兩測點d1和d2的高程讀數。

五、路基路面寬度及中線偏差測定

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

用鋼尺沿中心線垂直方向水平量取路基路面各部分的寬度，以m計。對于高速公路及一級公路，準確至0.005m；對于其他公路，準確至0.01m。

各測定斷面的實測寬度Bi與設計寬度B0i之差?Bi為：

實際路基、路面中心線與設計中心線的距離為中心偏差?cL表示，以cm計。對高速公路、一級公路，準確至0.5cm；對于其他等級公路，準確至1.0cm。其測量方法同寬度測量。

六、檢測路段數據整理

將路基路面幾何尺寸檢測結果匯總，當無特殊規定時，可疑數據的舍棄宜按照K倍標準差作為舍棄標準，根據相關規范規定計算一個評定路段內測定值的平均值、標準差、變異系數，按照數理統計原理計算一個評定路段測定值的代表值。

路面各層施工完成后及工程交工驗收檢查使用時，必須進行厚度的檢測。路面各結構層厚度的檢測方法與結構層的層位和種類有關，基層和砂石路面的厚度可用挖坑法測定，瀝青面層及水泥混凝土路面板的厚度應用鉆孔法測定。

常規路面厚度檢測

一、儀具與材料

1.挖坑工具。

2.鉆芯機及鉆頭、冷水機。

3.量尺：鋼板尺、鋼卷尺、卡尺。

4.補坑材料：與檢查層位的材料相同。

5.補坑工具：夯、熱夯、水等。

6.其他：搪瓷盤、棉紗等。

二、挖坑法

1.確定挖坑位置：按隨機選點法。

2.挖坑：挖至層位底面，坑洞大體呈圓形，挖出材料置于方盤內。

3.測量厚度：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，測量坑底至鋼板尺底面的距離，以cm計，精確至0.1cm。

4.填補試坑：對有機結合料穩定類結構層，應按相同配比用新拌的材料分層填補，并用小錘夯實整平；對無機結構結合粒料結構層，可用挖出原材適當加水拌和后分層填補，并用小錘夯實整平。

三、鉆芯法

1.確定挖坑位置：按隨機選點法。

2.鉆取芯樣

3.測量厚度：用鋼板尺或卡尺沿圓周對稱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，準確至0.1cm。

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

短脈沖雷達測定路面厚度一、 適用范圍1.適用于采用短脈沖雷達無損檢測路面面層厚度。2.數據采集、傳輸、記錄和數據處理分別由專用軟件自動控制進行。3.適用于新建、改建路面工程質量驗收和舊路加鋪路面設計的厚度調查。4.雷達發射的電磁波在路面層傳播過程中會逐漸削弱、消散、層面反射。雷達最大探測深度是由雷達系統的參數以及路面材料的電磁屬性決定的。對于材料過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試。二、儀具與材料技術要求雷達測試系統由承載車、天線、雷達發射接收器和控制系統組成。1.設備承載車車型應滿足設備制造商的要求。2.測試系統技術要求和參數。（1）距離標定誤差：≤0.1%。（2）設備工作溫度：0～40℃。（3）最小分辨層厚：≤40mm。（4）天線：喇叭形空氣耦合天線，帶寬能適應所選擇的發射脈沖頻率。（5）收發器：脈沖寬度≤1.0ms，時間信號處理能力可以適應所需的測試深度。三、方法與步驟1.準備工作（1）距離標定：承載車行駛超過2000km，更換輪胎，或使用超過1年的情形下需要進行距離標定。距離標定方法根據廠商提供的使用說明進行。（2）安裝雷達天線：將雷達天線按照廠商提供的安裝方法牢固安裝好，并將天線與主機的連線連接好。（3）檢查連接線安裝無誤后開機預熱，預熱時間不得少于廠商規定的時間。（4）將金屬板放置在天線正下方，啟動控制軟件的標定程序，獲取相應參數。（5）打開控制軟件的參數設置界面，根據不同的檢測目的，設置采樣間隔、時間窗、增益等參數。2.測試步驟（1）將承載車停在起點，開啟安全警示燈，啟動軟件測試程序，令駕駛員緩慢加速車輛行駛到正常檢測速度。（2）檢測過程中，操作人員應記錄測試線路所遇到的橋梁、涵洞、隧道等構造物的起終點。（3）當測試車輛到達測試終點后，操作人員停止采集程序。（4）芯樣標定。測試過程中應根據實際情況增加芯樣鉆去數量，以保證測試厚度的準確性。（5）操作人員檢查數據文件，文件應完整，內容應正常，否則應重新測試。（6）關閉測試系統電源，結束測試。四、計算1.計算原理：由于地下介質具有不同的介電常數，造成各種介質具有不同的電導性，電導性的差異影響了電磁波的傳播速度。一般用下面的公式計算電磁波在不同介質中的傳播速度。

式中：v——電磁波在介質中的傳播速度（mm/ns）；c——電磁波在空氣中的傳播速度，取300mm/ns；εr——介質的相對介電常數。根據雷達波在路面面層中的雙程走時以及材料的相對介電常數，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——介質的相對介電常數。t——雷達波在路面面層中的雙程走時（ns）。2.路面材料的相對介電常數可以通過路面芯樣獲得。路面厚度的計算通常先由雷達波識別軟件自動識別各層分界線，得到雷達波在各層中的雙程走時，然后計算各層厚度。五、報告路面厚度測試報告應包括檢測路段的厚度平均值、標準差、厚度代表值。

路面結構層厚度評定

評定路段內路面結構層厚度按代表值和單個合格值的允許偏差進行評定。采用的保證率：高速、一級公路：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％。對路段內路面結構層厚度按代表值的允許偏差和合格值的允許偏差進行評定，見下表。

幾種常用的路面結構層厚度的代表值與極值的允許偏差類型與層位厚度(㎜)代表值極值高速.一級公路其他公路高速.一級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,-5;>60時,—8％H

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