[發明專利]一種用于彎沉檢測的組合式路面結構與試驗方法

在審

• 申請號: 202211066321.2
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115468833A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 張偉光;張一鳴;范劍偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N3/00;E02D33/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

本發明提供了一種用于彎沉檢測的組合式路面結構與試驗方法，屬于水泥混凝土道面病害檢測技術領域。本發明包括面層板塊、基層板塊與試驗槽，所述試驗槽包括底座和設置所述底座兩條相對側邊上的擋板，所述基層板塊與所述面層板塊相互堆疊放置于所述擋板之間的底座上方，所述面層板塊放置于所述基層板塊上方，所述基層板塊放置于所述底座上方，所述面層板塊與所述基層板塊具有多種規格，且所述面層板塊與所述基層板塊堆疊方式也具有多種組合。本發明通過利用不同規格的面層板塊、基層板塊與試驗槽組裝成組合式路面結構，可以構建出不同種的道路面層結構現脫空的情形，可以在試驗時獲取多種路面結構形式下出現多種不同脫空情況的彎沉盆值。

技術領域

本發明屬于水泥混凝土道面病害檢測技術領域，具體涉及一種用于彎沉檢測的組合式路面結構與試驗方法。

背景技術

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土為主要材料做面層的路面，在交通荷載與復雜環境的共同作用下，水泥面層與基層發生局部脫離，出現層間脫空現象。如果采取措施不及時，脫空將會快速發展從而引起裂縫、破碎、錯臺等病害，并最終發展為面層整塊板斷裂，造成交通安全運行隱患。由于層間脫空發生于結構內部，因此無法通過表面觀測來確定脫空的位置。

《公路路基路面現場測試規程》(JTG 3450-2019)中采用落錘式彎沉儀進行脫空測試。通過測試水泥混凝土板塊不同位置的彎沉值，計算板邊中點、板角與板中的彎沉比值來確定板下是否存在脫空。研究學者通過有限元軟件模擬路面在彎沉儀作用下的彎沉盆響應，分析層間發生脫空時彎沉盆的響應規律。但現場測試與數值模擬都存在一些問題：在現場測試中，無法確定路面結構內部是否存在脫空，獲取的彎沉盆數據不具備代表性；只能獲取一種道路結構形式的彎沉盆數據，無法一次性獲取多種路面結構形式的彎沉數據，檢測結果過于單一，測試成本較高；現場實測中重錘連續敲擊路面，可能會對路面原有的健康狀態造成損傷。在數值模擬中，有限元模型一般是基于彈性層狀體系理論，建模過于理論化，獲取的彎沉盆與實際情況不符；一些較大的有限元模型計算過程較為復雜，計算成本較高，模型運行時間較長，計算效率低下。考慮上述現場試驗與數值模擬中存在的缺陷，發明一種成本較低，組合方便，可模擬多種組合形式層間脫空的室內彎沉試驗裝置對相關研究具有高度的實際意義。

發明內容

針對上述所提到的技術問題，本發明提供了一種可模擬多種道路情況并可在不同情況下進行彎沉檢測的組合式路面結構與試驗方法，解決了在實際路面彎沉檢測過程中無法根據檢測數據判斷路面結構是否脫空和測量數據單一的技術問題。

為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下：

一種用于彎沉檢測的組合式路面結構，其特征在于：包括面層板塊、基層板塊與試驗槽，所述面層板塊與所述基層板塊均為長方體結構，所述面層板塊的長度面積為所述基層板塊面積的兩倍，所述試驗槽包括底座和設置于所述底座兩條相對側邊上的擋板，兩塊相互堆疊的面層板塊與兩塊相互水平拼接的基層板塊堆疊放置在所述試驗槽內的底座上方，所述面層板塊放置在所述基層板塊上方，所述面層板塊包括標準板塊與鋼鐵板塊，所述標準板塊為水泥混凝土結構，所述鋼筋板塊為內部設有鋼筋的鋼筋混凝土結構，所述鋼筋板塊包括內部設有一根鋼筋的單根鋼筋板塊與設有多根鋼筋的多根鋼筋板塊，所述多根鋼筋板塊內部的鋼筋之間的間距為等間距，所述面層板塊在進行堆疊組合時可以組合成標準板塊與單根鋼筋板塊、標準板塊與多根鋼筋板塊、兩塊多根鋼筋板塊的組合方式，所述基層板塊包括設有矩形凹槽的有槽板塊與無槽板塊，所述基層板塊在拼接時可以拼接成兩塊有槽板塊、有槽板塊與無槽板塊、兩塊無槽板塊的組合方式，所述面層板塊與所述基層板塊在堆疊組合時有以下五類組合方式：

第一類：標準板塊與單根鋼筋板塊堆疊組合后再與任意一種拼接方式的基層板塊進行組合；

第二類：標準板塊與單層鋼筋板塊堆疊組合后再與任意一種拼接方式的基層板塊進行組合；

第三類：兩個單層鋼筋板塊堆疊組合后再與任意一種拼接方式的基層板塊進行組合；