鄭大道檢復(fù)習(xí)要點(diǎn)總結(jié)

1、1、序言（現(xiàn)代道路檢測(cè)與維護(hù)技術(shù)）1、主要內(nèi)容：路基路面彎沉檢測(cè)技術(shù)探地雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)（路基路面厚度檢測(cè)技術(shù)、路基路面壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)）路基路面平整性能檢測(cè)技術(shù)路面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)路表病害檢測(cè)技術(shù)高聚物注漿快速維修技術(shù)2、層狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分層施工；材料特性層間變化；長(zhǎng)度尺寸遠(yuǎn)大于層厚3、工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)主要包括：厚度、壓實(shí)度、含水量、彎沉值、強(qiáng)度等4、現(xiàn)行的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)（1）現(xiàn)行方法的特點(diǎn)：公路檢測(cè)人工方法為主，破壞性方法為主；如人工方法檢測(cè)承載能力、人工方法檢測(cè)壓實(shí) 度破壞性方法為主，如鉆孔取芯方法檢測(cè)厚度公路維修開挖方法為主（2）檢測(cè)主要依賴人工或破壞性方法，存在的主要問題有：（缺點(diǎn)）

2、測(cè)試速度慢、效率低、精度差試驗(yàn)取樣點(diǎn)少，代表性差現(xiàn)場(chǎng)密度（壓實(shí)度）試驗(yàn)條件與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)的條件很難一致對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的破壞性檢測(cè)及維修技術(shù)水平與我國(guó)基礎(chǔ)工程建設(shè)的發(fā)展很不適應(yīng)。以人工操作和破壞性方法為主 的檢測(cè)手段難以滿足高速公路等基礎(chǔ)工程設(shè)施質(zhì)量保障的實(shí)際需要，而且直接制約著養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平 的提高（3）現(xiàn)行方法的優(yōu)點(diǎn)：方法原理簡(jiǎn)單，對(duì)于操作人員的技術(shù)水平的要求較低。檢測(cè)設(shè)備的造價(jià)較低。5、新技術(shù)的特點(diǎn)、趨勢(shì)研究開發(fā)快速、高效、連續(xù)、無損的層狀體系結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度、厚度、壓實(shí)度、空隙率、含水 量檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外受到日益廣泛的重視?？傮w思路（1）針對(duì)在建高速公路：以反演理論和無損檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)路基路

3、面施工質(zhì)量快速檢 測(cè)分析技術(shù)（2）針對(duì)建成高速公路：以無損檢測(cè)與非開挖維修技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)高速公路快速檢測(cè)維修 整套技術(shù)及裝備。動(dòng)力無損翎技術(shù)電磁無損 檢al技術(shù)動(dòng)力無損翎技術(shù)電磁無損 檢al技術(shù)路基路面施工質(zhì)量快高速公路快速檢ai維速檢滯分析技術(shù)修整葬術(shù)無損檢瀏技術(shù)非開曖修技術(shù)及裝備朝 理論甘生要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線評(píng)儲(chǔ)術(shù)高聚物_ .一 .一特1扳演的鼬雷達(dá)甘生要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線評(píng)儲(chǔ)術(shù)高聚物_ .一 .一特1扳演的鼬雷達(dá)路面部系22落錘式彎沉儀、探地雷達(dá)逐步成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，并已成為公路路面等基礎(chǔ)工程設(shè)施無 損檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，并代表了層狀體系結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度、厚度、壓實(shí)度、含水量等重要工

4、程質(zhì) 量控制指標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向“無損檢測(cè)與反演”是研究分析路基路面等層狀體系材料特性的關(guān)鍵，與實(shí)驗(yàn)室方法相 比：快速、測(cè)點(diǎn)密，代表性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，材料無“擾動(dòng)”落錘式彎沉儀反演力學(xué)特性（Ei）:變形、應(yīng)力、壽命、探地雷達(dá)反演介電特性（8i）厚度、壓實(shí)度、含水量6、經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展了公路無損檢測(cè)與快速維修新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了公路無損檢測(cè)設(shè)備及軟件產(chǎn)業(yè)化。發(fā)展了公路無損檢測(cè)與快速維修新技術(shù)產(chǎn)業(yè)實(shí)時(shí)檢測(cè)評(píng)價(jià)路基路面施工質(zhì)量，及早發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，防止路面過早破壞提高了公路養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)水平，節(jié)省大量維修經(jīng)費(fèi)節(jié)省工期，減少了對(duì)交通的干擾降低了公路檢測(cè)維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了安全保障保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源7、發(fā)展

5、趨勢(shì)人工檢測(cè)向自動(dòng)化檢測(cè)發(fā)展破壞性檢測(cè)向無破損檢測(cè)發(fā)展開挖式維修向非開挖快速維修發(fā)展8、本質(zhì)到現(xiàn)象一一正演（唯一解）；現(xiàn)象到本質(zhì)一一反演（不唯一）難點(diǎn)：構(gòu)建層狀結(jié)構(gòu)反演理論建立反演方程，解決“病態(tài)”方程的求解問題模擬動(dòng)力波、電磁波在層狀體系中的傳播建立材料特性與工程質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)的關(guān)系提高反演精度，以滿足公路等層狀結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)價(jià)的特殊需要2、路基路面彎沉檢測(cè)技術(shù)1、總/回彈彎沉概念：在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變 形 （總彎沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以0.01mm為單位。彎沉值反映了路基、路面的承載能力；彎沉值越大，承載能力越小，反之則越大。2、過量的豎向變形

6、一一最大彎沉值表征其承載能力，某一結(jié)構(gòu)層的斷裂破壞一一路表彎沉盆的 曲率半徑表征其承載能力。3、彎沉檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì)靜力彎沉儀一振動(dòng)式彎沉儀一落錘式彎沉儀（FWD） 滾動(dòng)式彎沉儀（RWD）我國(guó)目前公路設(shè)計(jì)理論體系、路基路面檢測(cè)評(píng)價(jià)、路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)都以靜力彎沉檢測(cè)技術(shù)為基 礎(chǔ)。由靜力檢測(cè)向動(dòng)力檢測(cè)發(fā)展一由人工檢測(cè)向自動(dòng)化檢測(cè)發(fā)展一 FWD在國(guó)內(nèi)外得到日益廣泛的應(yīng) 用。4、靜力彎沉：承載板；貝克曼梁；自動(dòng)彎沉儀特點(diǎn)：靜力彎沉，杠桿原理；單點(diǎn)彎沉。貝克曼梁一最大回彈彎沉值；自動(dòng)彎沉儀一一最大總 彎沉自動(dòng)彎沉儀一總彎沉值。缺點(diǎn)：由于采用的是杠桿原理，測(cè)得的彎沉值是相對(duì)于梁的支點(diǎn)的變形。對(duì)于剛性路面，或半剛

7、性基層高等級(jí)路面，彎沉盆范圍較大，支點(diǎn)變形對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定的影響；人工操作，測(cè)試結(jié)果受諸多因素的影響，精度不高，可重復(fù)性較差；通常僅測(cè)得靜態(tài)汽車荷載作用下路面的單點(diǎn)（最大）彎沉，沒有反映路面結(jié)構(gòu)在行車荷載 作用下的動(dòng)力特性和整個(gè)彎沉盆的形狀。5、振動(dòng)彎沉特點(diǎn)：動(dòng)荷發(fā)生器（周期荷載）；傳感器（精度高、重復(fù)性好）；多點(diǎn)彎沉；動(dòng)荷 較小6、落錘式彎沉儀：瞬態(tài)脈沖荷載；傳感器（精度高、重復(fù)性好）；多點(diǎn)彎沉；較好地模擬了實(shí) 際行車荷載7、FWD精度要求：W 土 2%；絕對(duì)標(biāo)定：標(biāo)定硬件（標(biāo)定中心），數(shù)據(jù)分析軟件，與正確值之間的 誤差。相對(duì)標(biāo)定：標(biāo)定硬件（廠家配備），數(shù)據(jù)分析軟件，每次測(cè)量之間的誤差。8、

8、反演原理反演：根據(jù)落錘式彎沉儀和探地雷達(dá)測(cè)試結(jié)果，識(shí)別或反算結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)材料特性。路基路面材料 力學(xué)特性反演基本原理一一系統(tǒng)識(shí)別原理，反演方程：F AE=J。首先將FWD的實(shí)驗(yàn)荷載作用于實(shí)際的 路面系統(tǒng)中，測(cè)得實(shí)際路面的彎沉值。然后 將相應(yīng)荷載代入路面機(jī)構(gòu)力學(xué)模型中進(jìn)行計(jì) 算，得到相應(yīng)荷載下的計(jì)算彎沉值。將通過 兩種方法得到的彎沉值進(jìn)行對(duì)比分析得到誤 差向量，對(duì)于誤差進(jìn)行分析，如果其不滿足 精度要求就進(jìn)行基于敏感性分析的參數(shù)調(diào)整 算法得到參數(shù)調(diào)整向量，再次代入模型中進(jìn) 行計(jì)算，直到誤差滿足要求，即反演得到了路面力學(xué)特性。3、探地雷達(dá)電磁檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用1、現(xiàn)存問題：測(cè)速慢、效率低、精度差；有破損檢

9、測(cè)、代表性差（抽樣點(diǎn)數(shù)少）、安全性 低；缺乏配套實(shí)用的數(shù)據(jù)分析軟件FWD優(yōu)點(diǎn)：無破損連續(xù)檢測(cè)；速度快，工作效率高（80 km/h）；抽樣點(diǎn)數(shù)多，結(jié)果的代表性 能完全保證；成本低。GPR已成為路面無損檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分，代表了（介電常數(shù)確定）路面結(jié)構(gòu)層厚度、壓 實(shí)度、含水量、瀝青含量等檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。2、介質(zhì)的介電特性介電常數(shù)：反映介質(zhì)的極化特性磁導(dǎo)率：反映介質(zhì)的磁化特性。常見的路面材料大都屬于非磁性材料，磁導(dǎo)率認(rèn)為是1電導(dǎo)率：反映介質(zhì)的導(dǎo)電性能，決定電磁能量的損耗。3、名詞解釋介電常數(shù)：介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)與真空中的絕對(duì)介電常數(shù)的乘積，表示了介質(zhì)的絕緣性能。電導(dǎo)率：反映物質(zhì)傳送電流的能力

10、，是電阻率的倒數(shù)。壓實(shí)度：材料壓實(shí)后的干密度與最大干密度的比值。4、雷達(dá)測(cè)厚c 1 Atv =，h = v e 25、 測(cè)厚方法：路面雷達(dá)是利用電磁波遇到介電常數(shù)突變的界面發(fā)生發(fā)射這一現(xiàn)象進(jìn)行工作的。當(dāng)向路面發(fā)射 一系列脈沖電磁波時(shí)，電磁波在空氣與路表界面發(fā)生反射，另一部分能量透過該界面折射到面層， 在面層與基層界面處再次進(jìn)行反射和透射，如圖1所示。當(dāng)接收天線接收到發(fā)射波，并形成時(shí)間序 列后，此時(shí)可得到各反射脈沖的時(shí)間差。當(dāng)已知電磁波在某結(jié)構(gòu)層的傳播速度后，便可利用公式， 計(jì)算各層厚度。6、雷達(dá)測(cè)厚誤差原因?qū)穸鹊挠?jì)算經(jīng)歷了兩次近似處理對(duì)面層和基層的介電常數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，忽略了介電常數(shù)虛 部的影

11、響。進(jìn)行電磁波傳播速度的計(jì)算中，又一次忽略了介電常數(shù)的虛部實(shí)際的雷達(dá)系統(tǒng)采用數(shù)字記錄方式存儲(chǔ)波形，模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換會(huì)帶來誤差。介電常數(shù)的確定過程中存在誤差。采用人工估算時(shí)會(huì)與實(shí)際材料有較大誤差，鉆芯厚度進(jìn)行 標(biāo)定的時(shí)候會(huì)因?yàn)椴牧虾坎煌仍蛟斐山殡姵?shù)不同，由反射波波幅推導(dǎo)時(shí)會(huì)由于路面縱坡 天線抖動(dòng)導(dǎo)致天線不在同一高度上。7、雷達(dá)在公路上的應(yīng)用主要結(jié)論：建立了雷達(dá)電磁波在路面結(jié)構(gòu)體系中傳播的正演模型。該正 演模型考慮了介質(zhì)介電常數(shù)的虛 部，理論上更加嚴(yán)謹(jǐn)，更接 近于工程實(shí)際并具有更廣泛的適用性，它不僅適用于低耗的 瀝青混凝 土路面結(jié)構(gòu)，而且也適用于高耗的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)；分析了路

12、面結(jié)構(gòu)層材料介電常數(shù)實(shí)部和虛 部對(duì)雷達(dá)電磁波反射信號(hào)的影響，指出當(dāng)介質(zhì)介電常數(shù)虛部較大時(shí)，忽 略虛部將給分析結(jié)果帶來 明顯的誤差；首次提出了路面結(jié)構(gòu)層材料介電特性及其厚度反演分析的系 統(tǒng)識(shí)別方法，將奇異值分解技術(shù)應(yīng) 用于控制方程的病態(tài)診斷 和求解，有效地解決了控制方程病態(tài)時(shí)的求解問題，建立了 理論嚴(yán)謹(jǐn)、 收斂快、精度高的模型參數(shù)調(diào)整算法；研制開發(fā)了路面結(jié)構(gòu)層材料介電特性及其厚度反演分析軟件SIDTHK。該軟件成功地將合理的雷達(dá)波正演模型和高效穩(wěn)定的參數(shù)反演方法結(jié)合起來，從根本 上改變了目前路面雷達(dá)數(shù)據(jù)分析主要依賴于經(jīng)驗(yàn)或手工試算的現(xiàn)狀；對(duì)SIDTHK軟件的考評(píng)結(jié)果顯示：SIDTHK軟件反算過程

13、穩(wěn)定，精度較高，而且反算結(jié)果在相當(dāng) 大范圍內(nèi)不受初始值的影 響；不論是對(duì)新鋪瀝青混凝土路面，還是對(duì)舊瀝青混凝土 路面和水泥混 凝土板，SIDTHK軟件的反算精度都明顯高于 現(xiàn)行方法的計(jì)算精度。此外，SIDTHK軟件反算不需要鉆 孔取芯標(biāo)定，也基本上不受數(shù)據(jù)采集時(shí)路面結(jié)構(gòu)層含水量狀況的影響，與現(xiàn)行方法相比具有更強(qiáng) 的實(shí)用性；研究成果使路面雷達(dá)對(duì)新鋪瀝青混凝土路面的檢測(cè)精度提高到一個(gè)新的水平，并對(duì)解決舊瀝青 混凝土路面和水泥混 凝土路面檢測(cè)精度差這一國(guó)際性難題作了成功的嘗試，也為進(jìn)一步研究復(fù)合材 料的介電特性及其壓實(shí)度、含水量及瀝青含量等技術(shù)指標(biāo)的反演提出了全新的思路。展望：將基于系統(tǒng)識(shí)別理論的雷

14、達(dá)信號(hào)分析這一全新思路進(jìn)一步應(yīng)用于結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度、含水量及瀝青 含量等參數(shù)的研究拓展路面雷達(dá)在結(jié)構(gòu)缺陷識(shí)別方面的應(yīng)用將路面雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)和落錘式彎沉儀（ FWD）、摩擦系數(shù)測(cè) 試儀（CFME）、激光斷面儀 （RSP）、路面攝像系統(tǒng)等其 他路面無損檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來以綜合評(píng)價(jià)路面性能，開發(fā)路 面管理系 統(tǒng)（Pavement Management System,簡(jiǎn)稱PMS），對(duì)道路進(jìn)行日常探測(cè)監(jiān)察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)層中 存在的隱患、掌握道路的內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命、研究路面結(jié)構(gòu)層受損 程度及影響因素、分析質(zhì)量 變化的趨勢(shì)和規(guī)律、指導(dǎo)道路的養(yǎng)護(hù)和修補(bǔ)等4、路面平整度測(cè)試技術(shù)1、平整度概念：指以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)，

15、間斷或連續(xù)地量測(cè)路表面的凹凸情況，即不平整度的指 標(biāo)，是路面的一種表面特征。2、影響路面平整度的因素交通荷載：水平力（剎車制動(dòng)力、摩擦力）：擁包、車轍；豎向力：不均勻沉陷環(huán)境因素：溫度、濕度引起路面結(jié)構(gòu)物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化（脹縮、強(qiáng)度變化）路面結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合、結(jié)構(gòu)層承載力、材料的高溫、低溫及水穩(wěn)定性等施工質(zhì)量養(yǎng)護(hù)水平3、平整度測(cè)試的設(shè)備與原理斷面類：測(cè)定路面表面凹凸情況。精密水準(zhǔn)儀；三米直尺；連續(xù)式平整度儀；激光斷面儀（動(dòng) 態(tài)）沿輪跡量測(cè)路表面高程從而得到路表縱斷面，之后通過數(shù)學(xué)分析采用一綜合性統(tǒng)計(jì)量表征平 整度。反應(yīng)類：測(cè)定路面表面凹凸引起的車輛振動(dòng)的顛簸情況。車載式顛簸累積儀；拖車式

16、顛簸累積儀；PRDAS平整度儀。該類設(shè)備由顛簸累積傳感器、DMI、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，它通過采集車輛后軸與車廂之間的 單向位移累積值VBI來反映路面的平整度。VBI越大，路面平整性越差。4、國(guó)際平整度指數(shù)采用1/4車輪模型以規(guī)定速度行駛在路面斷面上，分析行駛距離內(nèi)動(dòng)態(tài)反應(yīng)懸掛系的累積豎向 位移量跖為調(diào)整坡5、路面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)1、抗滑性能各指標(biāo)含義抗滑擺值：用標(biāo)準(zhǔn)的手提式擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定的路面在潮濕條件下對(duì)擺的摩擦阻力路表構(gòu)造深度：一定面積的路表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度路面橫向摩擦系數(shù)：用標(biāo)準(zhǔn)的摩擦系數(shù)測(cè)定車測(cè)定，當(dāng)測(cè)試輪與行車方向成一定角度且以一定速 度行駛時(shí),輪胎與潮濕路面之間

17、的摩擦阻力與試驗(yàn)輪上荷載的比值2、抗滑測(cè)試設(shè)備分類與特點(diǎn)類型1:非連續(xù)式摩擦系數(shù)儀逐點(diǎn)測(cè)試，代表性差；測(cè)試速度慢、效率低；灑水量人工難以控制，可重復(fù)性差；安全性差， 難滿足現(xiàn)代路面管理的需要。類型2:連續(xù)性摩擦系數(shù)測(cè)試儀(CFME)特點(diǎn)采用一個(gè)或多個(gè)測(cè)試輪；連續(xù)、快速測(cè)試路表摩擦特性；控制灑水量；對(duì)交通干擾?。粷M足現(xiàn) 代路面管理的需要；3、拖車式或整體式拖車式將測(cè)試系統(tǒng)與牽引車分離，使用靈活、造價(jià)低、對(duì)牽引車的依賴性低；整體式將測(cè)試系統(tǒng)與牽引車集成在一起，使用方便、造價(jià)高；4、制動(dòng)輪或斜輪制動(dòng)輪比斜輪能更直接地反映滾動(dòng)摩擦特性；斜輪可同時(shí)反映縱向和橫向的摩擦性能5、實(shí)時(shí)測(cè)試垂直力或假定垂直力為

18、常數(shù)假定垂直力為常數(shù)則可能引起讀數(shù)不精確；連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)試垂直力，可保證讀數(shù)的精度和可靠性6、直接測(cè)試水平力還是通過測(cè)試扭矩來計(jì)計(jì)算。多數(shù)設(shè)備通過測(cè)試扭矩來計(jì)算水平力。但當(dāng)路表上覆有松軟的污物時(shí)，通過測(cè)試扭矩來計(jì)算 水平力，結(jié)果將受影響。測(cè)試軸上安裝應(yīng)變儀直接測(cè)試水平力，可使結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠。7、自由滾動(dòng)輪二0%滑移率鎖定輪二100%滑動(dòng)率；滑移速度二測(cè)試速度x滑移率；滑動(dòng)率 為15%時(shí)，將獲得較佳摩擦性能8、GripTester摩擦系數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)具有良好的重復(fù)性；測(cè)試結(jié)果與速度具有良好的相關(guān)性；測(cè)試結(jié)果與水膜厚度具有良好的相關(guān)性；GripTester與BPN和SCRIM之間具有良好的相關(guān)性9、摩

19、擦系數(shù)二水平力/垂直力6、路面多功能檢測(cè)技術(shù)路面多功能檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成：路面數(shù)字?jǐn)z像；路況攝像；平整度測(cè)試；車轍測(cè)試系統(tǒng)。7、道路快速維修技術(shù)一、傳統(tǒng)維修方法水損害是導(dǎo)致路面過早破壞的主要原因之一1、開挖式維修：周期長(zhǎng)；造價(jià)高；對(duì)交通干擾大2、加鋪罩面、路面再生產(chǎn)生大量廢料：均勻加鋪，路況存在差異，加鋪厚度如何確定；無病害 路段，加鋪造成資源浪費(fèi)；基層脫空、唧泥路段，加鋪、再生難以根治病害。3、水泥壓漿：養(yǎng)生要求；剛性材料（抗拉強(qiáng)度低）；耐久性二、非水反應(yīng)高聚物材料及其擴(kuò)散機(jī)理1、改性預(yù)聚體親水組份研制不受水影響的新型防滲修復(fù)材料（高聚物分子一一非水反應(yīng)一一雙 組份發(fā)泡體一一閉孔材料一一水不敏感型）2、環(huán)保、早強(qiáng)、抗?jié)B、耐久、不受水的影響等優(yōu)