高速改擴建項目公路和橋涵工程檢測與評價研究

俞發乾 王鵬翀

（安徽省七星工程測試有限公司 安徽合肥 230000）

高速改擴建項目公路和橋涵工程檢測與評價研究

俞發乾 王鵬翀

（安徽省七星工程測試有限公司 安徽合肥 230000）

隨著國家對基礎設施建設力度的不斷加大，高速公路總里程不斷延長，公路橋梁數量不斷增多。與此同時，公路與橋梁損壞現象和高速改擴建項目也隨之增多，使得公路、橋涵工程檢測與評價工作變得越來越重要。為提高高速改擴建項目公路與橋涵工程的檢測水平與評價效果，本文首先對高速改擴建項目公路與橋涵工程檢測的主要內容進行了詳細分析，然后重點對高速改擴建項目公路與橋涵工程的檢測及評價進行了研究。

高速改擴建項目；公路；橋涵工程；檢測評價

前言

當前，為進一步完善交通基礎設施建設，高速改擴建項目數量逐漸增多。高速改擴建項目實施的根本目的在于提高公路與橋梁布局的合理性，提高公路和橋梁的耐久性。但要想實現這一目的，就必須對公路和橋涵工程進行檢測和評價，對檢測內容進行全面了解。由于檢測與評價有效性直接影響著高速改擴建項目的成功與否，所以必須要全面做好高速改擴建項目公路與橋涵工程的檢測和評價工作。

1 高速改擴建項目公路與橋涵工程檢測主要內容

1.1 公路工程檢測內容

高速改擴建項目中，公路工程檢測的重點是道路的補強范圍與當前使用性能的評價，而檢測的主要內容包括四方面：路面外觀與破損檢查（綜合破損），路面結構強度測試，路面內部與結構層厚度調查和路基土質性能指標檢測[1]。路面外觀與破損檢查包括裂縫、變形、沉陷及其他問題，可以采用先進的公路路面破損記錄系統對路面破損進行檢測，生成路面病害分析圖，從而對路面綜合破損情況有個直觀清晰的了解與掌握。路面結構強度測試，通過采用落錘式彎沉儀測試路面的彎沉值與回彈彎沉值，可以較好的反映出路基路面的結構強度大小與綜合承載力大小，進而為老路面的補強設計提供參考指標。路面內部狀況調查與路面結構層厚度調查檢測的主要是路面的結構層厚度、路面裂縫、基層混凝土情況等，并分析造成路面發生病害的原因[2]。可以采用車載探地雷達系統來檢測該部分內容。路基土質性能指標檢測可以采用路基勘探儀和車載探地雷達系統等儀器設備來進行。

1.2 橋涵工程檢測內容

相對公路工程，橋涵工程檢測的內容較多，包括主橋梁結構、支座結構、下部結構、橋梁防排水設施狀況檢測等。主橋梁結構檢測包括空洞、破損、漏筋等病害的外觀調查和詳細調查，采用各種儀器對裂縫深度走向、鋼筋銹蝕程度等進行全面檢測。支座檢測包括支座的銹蝕情況、脫空情況，橋墩、橋臺結構是否完整完好、臺帽頂部混凝土是否存在開裂、變形或積水等等[3]。橋梁下部結構檢測包括橋臺、橋墩混凝土是否剝落、漏筋，是否出現蜂窩麻面、基礎沉降、裂縫等病害，對橋梁下部結構進行外觀調查，使用各種先進儀器進行測量測試，探測裂縫深度。橋梁防排水設施狀況檢測包括防水材料性能、排水設施工作性能與排水效果，以及調查排水管是否發生堵塞，是否銹蝕嚴重，橋面是否存在積水等。

2 高速改擴建項目公路與橋涵工程檢測與評價

從工程實際出發，以某1996年建成的高速公路為例，該高速公路至今已運營10余年，本身性能與服務性能逐漸下降，路面結構層厚度逐漸變薄，重車、超載問題突出，路面破損嚴重，橋涵段局部出現結構破損，需要對該高速公路與橋涵進行一次全面的檢測和評價。

2.1 公路工程的檢測與評價2.1.1路基狀況檢測及評價

從路基承載力、動態模量、含水量、路基路面綜合承載力對該高速改擴建項目進行檢測與評價。經檢測發現，路基含水量與承載力之間沒有明顯的關聯，且不同種類土所檢測到的含水量與承載力之間關系變化很大（如圖1），所以對于路基狀況的評價應以檢測單位提供的路基承載力檢測報告為基礎來進行[4]。使用FWD對路基動態彎沉值進行測量，通過相關公式換算求出路基的動態模量，根據所得動態模量對該項目路基承載力進行評價。分析FWD檢測結果發現，在被檢測路段的2km內所測量的40個點所計算出的路基動態模量值之間存在很大差距，離散性較大，最小模量為50MPa，最大模量為1000MPa。同一斷面上的模量值相差1.72倍，同一方向上的模量值相差12.7倍，造成這一巨大差距存在的原因可能是在路基養護過程中，路基被進行了某種處理，亦或是路基斷面形式存在較大差異，填料選擇不相同等。但無論出于某種原因，這一檢測結果都表明這段老路面存在一定問題，應在改擴建過程中進行相應處理。

圖1 亞砂土與亞粘土路基承載力對比

2.1.2 路面狀況檢測及評價

路面破損情況評價指標選用路面狀況指數（數值范圍為0～100，數值越大表明路面狀況越好），而路面狀況指數的獲取通過計算路面破損率來實現。首先，根據調查所得路面破損范圍與嚴重程度，參考路面破損換算系數表，得到對應的路面破損換算系數K，然后按照如下公式計算路面綜合破損率DR（%）：

式中：D為調查路面的折合破損面積；A為調查路面的總面積，單位為m2；Dij為第i類損壞、第j類嚴重程度的實際破損面積；Kij為第i類損壞、第j類嚴重程度的路面破損換算系數。求出路面綜合破損率之后，即可得到路面狀況指數，進而對該路面狀況進行評價。

2.2 橋涵工程的檢測與評價

2.2.1 橋梁結構檢測及評價

經檢測，該高速改擴建項目某座橋梁橋面主要存在以下幾種病害：左橋面橫縱向開裂、坑槽、麻面、欄桿脫漆有刮痕，右橋面橫縱向開裂、有坑槽、欄桿大面積脫漆刮傷、麻面。依據相關規范，對該橋面評價等級為三類。下部結構檢測結果顯示，右側0號與4號橋臺蓋梁與擋塊基本完好，評價結果為二類；1號橋墩與2號橋墩蓋梁上方均出現彎矩裂縫，西側均出現混凝土剝落，墩柱有網狀裂縫，評價結果為三類[5]。具體檢測結果及評價見表1。橋梁支座檢測結果顯示，大部分支座存在偏出現象，部分存在嚴重的脫空。另外，墊石裂縫、橡膠開裂，受力變形等現象也都有出現，綜合評定結果為三類。

2.2.2 橋梁承載力評價

以橋梁的動載試驗為例，采用DH5936數據采集系統對橋梁進行動響應測試。首先，在橋面上布設4個測試點，然后調用6輛載重車進行跑

表1 某高速改擴建項目某座橋檢測及評價結果

車、剎車啟動試驗。車輛在橋面行駛過程中，使用傳感器對橋面產生的振動加速度、振動位移等數據進行采集。對這些數據進行分析，利用相關公式計算出橋梁結構的阻尼比、振動頻率，繪制出振型圖與振動衰減曲線。將實測振動頻率與振型與理論振動頻率與振型進行對比，通過制動實驗與剎車試驗分析出被測橋梁的結構動力特性。最后，根據橋梁動載試驗結果數據分析，得出如下結論：在僅考慮質量的條件下，實測橋梁振動頻率大于理論頻率，結合阻尼比，說明橋梁空心板剛度滿足質量要求；同時阻尼比還反映了橋梁結構耗散外部能量輸入能力良好，基本能夠維持正常使用。

3 總結

根據上文表述可知，在高速改擴建項目中，公路工程檢測與橋涵工程檢測內容繁多，需要對每一部分都進行全面細致的檢查，并按照有關標準進行客觀評價，這樣才能將改建項目道路與橋梁真實病害情況準確的反映出來，進而為道路與橋梁改建施工提供必要的數據資料。總之，公路與橋涵工程檢測及評價是一項非常重要的工作，對完善我國交通基礎設施建設具有重要指導意義。

[1]楊歡.連霍高速改擴建項目公路和橋涵工程檢測與評價[D].鄭州大學，2010.

[2]張宏國.長春至拉林河高速公路改擴建項目綜合評價研究[D].吉林大學，2013.

[3]雷劍.高速公路改擴建工程精細化管理關鍵問題研究[D].長安大學，2011.

[4]陳景星.高速公路梁橋加寬樁基礎沉降差異控制技術研究[D].長安大學，2013.

[5]孫小稀.長平高速改擴建工程施工組織方案設計分析[D].吉林大學，2012.

U445.1

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1004-7344（2016）15-0130-02

2016-5-12