高速改扩建项目公路和桥涵工程检测与评价研究

俞发乾 王鹏翀

（安徽省七星工程测试有限公司 安徽合肥 230000）

高速改扩建项目公路和桥涵工程检测与评价研究

俞发乾 王鹏翀

（安徽省七星工程测试有限公司 安徽合肥 230000）

随着国家对基础设施建设力度的不断加大，高速公路总里程不断延长，公路桥梁数量不断增多。与此同时，公路与桥梁损坏现象和高速改扩建项目也随之增多，使得公路、桥涵工程检测与评价工作变得越来越重要。为提高高速改扩建项目公路与桥涵工程的检测水平与评价效果，本文首先对高速改扩建项目公路与桥涵工程检测的主要内容进行了详细分析，然后重点对高速改扩建项目公路与桥涵工程的检测及评价进行了研究。

高速改扩建项目；公路；桥涵工程；检测评价

前言

当前，为进一步完善交通基础设施建设，高速改扩建项目数量逐渐增多。高速改扩建项目实施的根本目的在于提高公路与桥梁布局的合理性，提高公路和桥梁的耐久性。但要想实现这一目的，就必须对公路和桥涵工程进行检测和评价，对检测内容进行全面了解。由于检测与评价有效性直接影响着高速改扩建项目的成功与否，所以必须要全面做好高速改扩建项目公路与桥涵工程的检测和评价工作。

1 高速改扩建项目公路与桥涵工程检测主要内容

1.1 公路工程检测内容

高速改扩建项目中，公路工程检测的重点是道路的补强范围与当前使用性能的评价，而检测的主要内容包括四方面：路面外观与破损检查（综合破损），路面结构强度测试，路面内部与结构层厚度调查和路基土质性能指标检测[1]。路面外观与破损检查包括裂缝、变形、沉陷及其他问题，可以采用先进的公路路面破损记录系统对路面破损进行检测，生成路面病害分析图，从而对路面综合破损情况有个直观清晰的了解与掌握。路面结构强度测试，通过采用落锤式弯沉仪测试路面的弯沉值与回弹弯沉值，可以较好的反映出路基路面的结构强度大小与综合承载力大小，进而为老路面的补强设计提供参考指标。路面内部状况调查与路面结构层厚度调查检测的主要是路面的结构层厚度、路面裂缝、基层混凝土情况等，并分析造成路面发生病害的原因[2]。可以采用车载探地雷达系统来检测该部分内容。路基土质性能指标检测可以采用路基勘探仪和车载探地雷达系统等仪器设备来进行。

1.2 桥涵工程检测内容

相对公路工程，桥涵工程检测的内容较多，包括主桥梁结构、支座结构、下部结构、桥梁防排水设施状况检测等。主桥梁结构检测包括空洞、破损、漏筋等病害的外观调查和详细调查，采用各种仪器对裂缝深度走向、钢筋锈蚀程度等进行全面检测。支座检测包括支座的锈蚀情况、脱空情况，桥墩、桥台结构是否完整完好、台帽顶部混凝土是否存在开裂、变形或积水等等[3]。桥梁下部结构检测包括桥台、桥墩混凝土是否剥落、漏筋，是否出现蜂窝麻面、基础沉降、裂缝等病害，对桥梁下部结构进行外观调查，使用各种先进仪器进行测量测试，探测裂缝深度。桥梁防排水设施状况检测包括防水材料性能、排水设施工作性能与排水效果，以及调查排水管是否发生堵塞，是否锈蚀严重，桥面是否存在积水等。

2 高速改扩建项目公路与桥涵工程检测与评价

从工程实际出发，以某1996年建成的高速公路为例，该高速公路至今已运营10余年，本身性能与服务性能逐渐下降，路面结构层厚度逐渐变薄，重车、超载问题突出，路面破损严重，桥涵段局部出现结构破损，需要对该高速公路与桥涵进行一次全面的检测和评价。

2.1 公路工程的检测与评价2.1.1路基状况检测及评价

从路基承载力、动态模量、含水量、路基路面综合承载力对该高速改扩建项目进行检测与评价。经检测发现，路基含水量与承载力之间没有明显的关联，且不同种类土所检测到的含水量与承载力之间关系变化很大（如图1），所以对于路基状况的评价应以检测单位提供的路基承载力检测报告为基础来进行[4]。使用FWD对路基动态弯沉值进行测量，通过相关公式换算求出路基的动态模量，根据所得动态模量对该项目路基承载力进行评价。分析FWD检测结果发现，在被检测路段的2km内所测量的40个点所计算出的路基动态模量值之间存在很大差距，离散性较大，最小模量为50MPa，最大模量为1000MPa。同一断面上的模量值相差1.72倍，同一方向上的模量值相差12.7倍，造成这一巨大差距存在的原因可能是在路基养护过程中，路基被进行了某种处理，亦或是路基断面形式存在较大差异，填料选择不相同等。但无论出于某种原因，这一检测结果都表明这段老路面存在一定问题，应在改扩建过程中进行相应处理。

图1 亚砂土与亚粘土路基承载力对比

2.1.2 路面状况检测及评价

路面破损情况评价指标选用路面状况指数（数值范围为0～100，数值越大表明路面状况越好），而路面状况指数的获取通过计算路面破损率来实现。首先，根据调查所得路面破损范围与严重程度，参考路面破损换算系数表，得到对应的路面破损换算系数K，然后按照如下公式计算路面综合破损率DR（%）：

式中：D为调查路面的折合破损面积；A为调查路面的总面积，单位为m2；Dij为第i类损坏、第j类严重程度的实际破损面积；Kij为第i类损坏、第j类严重程度的路面破损换算系数。求出路面综合破损率之后，即可得到路面状况指数，进而对该路面状况进行评价。

2.2 桥涵工程的检测与评价

2.2.1 桥梁结构检测及评价

经检测，该高速改扩建项目某座桥梁桥面主要存在以下几种病害：左桥面横纵向开裂、坑槽、麻面、栏杆脱漆有刮痕，右桥面横纵向开裂、有坑槽、栏杆大面积脱漆刮伤、麻面。依据相关规范，对该桥面评价等级为三类。下部结构检测结果显示，右侧0号与4号桥台盖梁与挡块基本完好，评价结果为二类；1号桥墩与2号桥墩盖梁上方均出现弯矩裂缝，西侧均出现混凝土剥落，墩柱有网状裂缝，评价结果为三类[5]。具体检测结果及评价见表1。桥梁支座检测结果显示，大部分支座存在偏出现象，部分存在严重的脱空。另外，垫石裂缝、橡胶开裂，受力变形等现象也都有出现，综合评定结果为三类。

2.2.2 桥梁承载力评价

以桥梁的动载试验为例，采用DH5936数据采集系统对桥梁进行动响应测试。首先，在桥面上布设4个测试点，然后调用6辆载重车进行跑

表1 某高速改扩建项目某座桥检测及评价结果

车、刹车启动试验。车辆在桥面行驶过程中，使用传感器对桥面产生的振动加速度、振动位移等数据进行采集。对这些数据进行分析，利用相关公式计算出桥梁结构的阻尼比、振动频率，绘制出振型图与振动衰减曲线。将实测振动频率与振型与理论振动频率与振型进行对比，通过制动实验与刹车试验分析出被测桥梁的结构动力特性。最后，根据桥梁动载试验结果数据分析，得出如下结论：在仅考虑质量的条件下，实测桥梁振动频率大于理论频率，结合阻尼比，说明桥梁空心板刚度满足质量要求；同时阻尼比还反映了桥梁结构耗散外部能量输入能力良好，基本能够维持正常使用。

3 总结

根据上文表述可知，在高速改扩建项目中，公路工程检测与桥涵工程检测内容繁多，需要对每一部分都进行全面细致的检查，并按照有关标准进行客观评价，这样才能将改建项目道路与桥梁真实病害情况准确的反映出来，进而为道路与桥梁改建施工提供必要的数据资料。总之，公路与桥涵工程检测及评价是一项非常重要的工作，对完善我国交通基础设施建设具有重要指导意义。

[1]杨欢.连霍高速改扩建项目公路和桥涵工程检测与评价[D].郑州大学，2010.

[2]张宏国.长春至拉林河高速公路改扩建项目综合评价研究[D].吉林大学，2013.

[3]雷剑.高速公路改扩建工程精细化管理关键问题研究[D].长安大学，2011.

[4]陈景星.高速公路梁桥加宽桩基础沉降差异控制技术研究[D].长安大学，2013.

[5]孙小稀.长平高速改扩建工程施工组织方案设计分析[D].吉林大学，2012.

U445.1

A

1004-7344（2016）15-0130-02

2016-5-12