专利名称：一种级配碎石离析的监测方法
技术领域：
本发明涉及一种工程分析方法，更具体涉 及一种级配碎石离析分析方法。
背景技术：
多年来，半刚性基层浙青路面一直是我国高等级公路浙青路面的主要结构形式。然而，路面在使用过程中逐步暴露出裂缝严重、抗水害能力差、使用寿命短等问题，严重影响了高速公路的使用效益和使用效率。鉴于半刚性基层存在的问题，国内外也曾开展了大量的研究和尝试。主要措施包括增加浙青面层厚度、加设土工织物中间层、加设浙青稳定碎石中间层、加设级配碎石中间层等几类。根据我国柔性基层浙青路面使用状况调查情况，国内修筑柔性基层分为两个阶段。第一个阶段将柔性基层(级配碎石基层或夹层)作为防止半刚性基层浙青路面反射裂缝的措施而开展的研究。第二个阶段将柔性基层作为延长高等级公路浙青路面寿命的主要措施而开展的研究。通过我国柔性基层及级配碎石过渡层基层的使用情况调查来看采用级配碎石基层，可以明显减少浙青路面的开裂，特别是半刚性基层浙青路面的反射裂缝问题，能够获得较好的效果。我国在高等级公路浙青路面中尝试采用柔性基层的历史还非常短。虽然修筑了一些试验段，但大面积施工还属空白，基本没有什么经验，而国外发达国家的长寿命浙青路面几乎都是柔性基层和全厚式浙青混凝土路面，因此大量的国外技术可以借鉴，但地域、交通荷载、环境、材料，特别是材料的工业化加工水平、施工队伍的人员素质和管理水平等方面存在的巨大差异，使我们不能用国外的技术。一个长寿命的路面依赖于高质量的设计、施工和运营期的养护维修管理。因此，高质量的施工是保证长寿命路面的重要环节。在这样的背景下，开展柔性基层(级配碎石层)施工质量(离析)分析方法的研究对于保证高速公路浙青路面结构的施工质量和使用寿命，进而对提高我国高速公路的服务水平和经济效益具有重要意义。但目前国内外学者对级配碎石的离析分析鲜有研究，为了填补这一空白，本发明提供一种级配碎石离析分析方法的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种级配碎石离析的监测方法，该方法能够有效的评价级配碎石混合料离析的程度，对施工质量控制提供客观的参考指标，进而保证工程整体质量。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案所述方法包括以下步骤用落锤弯沉仪检测级配碎石层路段的回弹模量，绘制分布图、统计离析所占比例和分布。本发明提供的一种级配碎石离析的监测方法，所述落锤弯沉仪包括承载板、导杆、落锤和数据采集传输装置；所述导杆垂直设置于所述承载板上，在所述落锤设有贯通其中心的横向和纵向相互垂直的孔，所述导杆穿过落锤的纵向孔活动链接；所述落锤设有锁定销和锁定栓，所述锁定销的尾端穿过落锤的横向孔与导杆相交在落锤的中心处，所述锁定栓固定在所述锁定插销的尾端；所述荷载传感器上方设置缓冲垫；所述承载板上设置荷载传感器和位移传感器；通过接口与主机连接的数据采集传输装置采集所述荷载传感器和位移传感器的信号，并将信号传输给主机；所述数据采集传输装置包括电源、外壳、数据采集模块、CPU控制器、显示器和接口 ；所述CPU控制器包括初始化模块、数据接收模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块和数据统计模块；模块和端口初始化后，将采集的数据通过所述数据接收模块传输至数据处理模块，数据处理模块分别与数据显示模块、数据传输模块和数据统计模块连接，实现数据显示、数据传输和数据存储功能。本发明提供的一种级配碎石离析的监测方法，在检测路段的纵横向的测点的分布为横向距离道路边线O. 7-0. Sm，横向测点与测点间距为O. 5-2m ;纵向测点与测点间距为5-10m，检测长度为100-300m。 本发明提供的另一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述横向距离道路边线的最佳值是O. 75m，横向测点与测点间距最佳值是Im ;纵向测点与测点间距最佳值是5m，检测长度最佳值是200m。本发明提供的再一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述每一测点检测次数为4次，剔除第一次检测结果，将后3次检测结果的均值作为测点回弹模量测试结果。本发明提供的又一优选的一种级配碎石离析的监测方法，确定所测路段的回弹模量级别。本发明提供的又一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述荷载传感器和位移传感器分别记录承载板由于冲击力发生的荷载和位移。本发明提供的又一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述冲击力由于锁定杆释放落锤，落锤沿导杆自由下落冲击承载板形成。本发明提供的又一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述可拆卸的导杆由上导杆和下导杆组成。本发明提供的又一优选的一种级配碎石离析的监测方法，所述检测路段为优质级配碎石作为上基层而半刚性材料作为下卧层，所述检测路段碾压并养生7天后检测。和最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案的有益效果是选用落锤弯沉仪对级配碎石层离析进行评价能体现路面实际的受力情况，同时该设备操作简单，便于携带，且运输方便，提高测试工作效率，节省人力、物力，便于大规模推广。用动态模量分析的优点在于路面荷载是典型的动态冲击荷载，动态模量能体现路面实际的受力情况；由于受力状况和受力特性的不同，动态模量又能表征路面结构工作状况。用回弹模量指标评价级配碎石施工质量，该指标表征了级配碎石刚度的重要参数，级配碎石层的结构回弹模量的变化又反应了结构强度的不均匀，因此我们可利用现场对级配碎石基层有针对性的位置布控点的模量来准确分析其离析情况。该方法能够有效的评价级配碎石混合料离析的程度，直观的反映出施工水平，对施工质量控制提供了客观的参考指标，进而保证工程整体质量，提高工程的使用寿命，降低全寿命投资，进而对提高高速公路的服务水平和经济效益具有重要意义。
图I为本发明的方法示意图；图2为本发明级配碎石层离析分析测点分布的结构示意图；图3为本发明级配碎石离析程度判断标准示意图；图4为本发明级配碎石层离析分布数据图；其中，I-上导杆，2-承载板，3-落锤，4-荷载传感器，5-缓冲垫，6_位移传感器，7-主机，8-级配碎石层，9-下导杆，1 0-数据采集传输装置，11-锁定销，12-锁定栓。
具体实施例方式下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。实施例I :如图I所示，本例的发明采用落锤弯沉仪对已完成碾压并养生7天后的级配碎石层进行检测，检测指标为级配碎石层8回弹模量。携式落锤弯沉仪包括承载板2、导杆、落锤3和数据采集传输装置10 ;所述导杆垂直设置于所述承载板2上，在所述落锤3设有贯通其中心的横向和纵向相互垂直的孔，所述导杆穿过落锤3的纵向孔活动链接；所述落锤3设有锁定销11和锁定栓12，所述锁定销11的尾端穿过落锤的横向孔与导杆相交在落锤的中心处，所述锁定栓12固定在所述锁定插销11的尾端；所述荷载传感器4上方设置缓冲垫5 ;所述承载板2上设置荷载传感器4和位移传感器6 ;通过接口与主机7连接的数据采集传输装置10采集所述荷载传感器4和位移传感器6的信号，并将信号传输给主机7 ；上导杆I和下导杆9可拆卸，便于携带，所述承载板2重15kg、厚度为20mm，所述落锤3重IOkg0如图2所示，在碾压完成并养生7天后的检测路段的级配碎石层8上标出测点，测点分布为横向距离道路边线O. 75m，测点与测点间距为Im ;纵向测点与测点间距为5m，检测长度为200m。检测前需在检测路段上绘制好标志线。组装落锤弯沉仪，将上导杆I和下导杆9进行连接，选用直径30cm、重15kg、厚度为20mm的承载板2，将一 IOkg的落锤3沿导杆提升至85cm高度，然后释放，让其自由下落，落锤3冲击承载板2产生冲击荷载,在冲击荷载作用下,承载板2产生竖向位移,荷载传感器4和位移传感器6将荷载和位移记录下来，并将该信号输出至数据采集传输装置10，再将通过数据采集传输装置10将信号传输给主机7。将仪器安置于测点位，每一测点检测次数为4次，剔除第一次检测结果，将后3次检测结果的均值作为测点回弹模量测试结果。测试结果由回弹模量公式决定，回弹模量测量公式Ερ=2 π pad-μ 2)/41 ；其中P为实测的承载板所受压力，a为承载板半径，μ为泊松系数，I为实测的承载板中心弯沉。如图3所不，选取回弹模量值400MPa为目标值，以回弹模量的测量值与目标值的差值判断离析程度。其中非离析模量范围为38(T420MPa ;表面致密模量范围为36(T380Mpa或420 440MPa ;轻度离析模量范围为34(T360Mpa或44(T460MPa ;中度离析模量范围为320 340Mpa或440 460MPa ;重度离析模量范围为0 320Mpa或480 +①MPa。如图4所示，绘制离析空间数据分布图，根据检测结果与离析分布图分别统计各类离析所占比例以及分布方式，分析检测段离析状态，为施工质量控制提供直观的依据。
最后应该说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
权利要求
1.一种级配碎石离析的监测方法，所述方法包括以下步骤用落锤弯沉仪检测级配碎石层路段的回弹模量，绘制分布图、统计离析所占比例和分布。
2.如权利要求I所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述落锤弯沉仪包括承载板、导杆、落锤和数据采集传输装置；所述导杆垂直设置于所述承载板上，在所述落锤设有贯通其中心的横向和纵向相互垂直的孔，所述导杆穿过落锤的纵向孔活动链接；所述落锤设有锁定销和锁定栓，所述锁定销的尾端穿过落锤的横向孔与导杆相交在落锤的中心处，所述锁定栓固定在所述锁定插销的尾端；所述荷载传感器上方设置缓冲垫；所述承载板上设置荷载传感器和位移传感器；通过接口与主机连接的数据采集传输装置采集所述荷载传感器和位移传感器的信号，并将信号传输给主机； 所述数据采集传输装置包括电源、外壳、数据采集模块、CPU控制器、显示器和接口 ；所述CPU控制器包括初始化模块、数据接收模块、数据处理模块、数据显示模块、数据传输模块和数据统计模块；模块和端口初始化后，将采集的数据通过所述数据接收模块传输至数据处理模块，数据处理模块分别与数据显示模块、数据传输模块和数据统计模块连接，实现数据显示、数据传输和数据存储功能。
3.如权利要求I所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于在检测路段的纵横向的测点的分布为横向距离道路边线O. 7-0. 8m，横向测点与测点间距为O. 5-2m ;纵向测点与测点间距为5-10m，检测长度为100-300m。
4.如权利要求3所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述横向距离道路边线的最佳值是O. 75m，横向测点与测点间距最佳值是Im ;纵向测点与测点间距最佳值是5m，检测长度最佳值是200m。
5.如权利要求3所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述每一测点检测次数为4次，剔除第一次检测结果，将后3次检测结果的均值作为测点回弹模量测试结果O
6.如权利要求I所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于确定所测路段的回弹模量级别。
7.如权利要求2所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述荷载传感器和位移传感器分别记录承载板由于冲击力发生的荷载和位移。
8.如权利要求7所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述冲击力由于锁定杆释放落锤，落锤沿导杆自由下落冲击承载板形成。
9.如权利要求2所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述可拆卸的导杆由上导杆和下导杆组成。
10.如权利要求3所述的一种级配碎石离析的监测方法，其特征在于所述检测路段为优质级配碎石作为上基层而半刚性材料作为下卧层，所述检测路段碾压并养生7天后检测。
全文摘要
本发明涉及一种级配碎石离析的监测方法技术，该方法包括以下步骤用落锤弯沉仪检测级配碎石层路段的回弹模量，绘制分布图、统计离析所占比例和分布。该方法能够有效的评价级配碎石混合料离析的程度，直观的反映出施工水平，对施工质量控制提供了客观的参考指标，进而保证工程整体质量，提高工程的使用寿命，降低全寿命投资，进而对提高高速公路的服务水平和经济效益具有重要意义。
文档编号E01C23/01GK102953313SQ20121041853
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者李介立, 石晓辉, 张卫国, 黄国华, 舒万华, 熊海华, 王永疆, 赵懿, 吕贵宾, 杨林, 李 杰, 李学民, 朱辉, 李峰, 罗海炼, 高卫民 申请人:中国水电建设集团路桥工程有限公司