回弹测试装置及桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法

摘要

本发明公开了桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法及回弹测试装置，制作试块，收集数据，平均回弹值RIi，计算最大回弹值，在现场浇筑桥面整体化层并保证其配合比和试验室成型试块的配合比相同，按照正常工序进行摊铺及养生，并记录摊铺时间，现场划定两个测试区域，测试区域为长宽为300×300mm，每隔12h时采用回弹仪测试桥面整体化层测试位置的回弹值P1i和P2i；测算加铺时机本申请的方法能得到的是桥面整体化层的现场实际情况，不受地域和季节制约，可以准确定量的判断出沥青层的加铺时机，能有效指导生产工作，能有效避免过早加铺而导致质量不过关，也能有效减少不必要的等待时间。

说明书

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种回弹测试装置及桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法。

背景技术

随着经济社会的发展，土地资源越老越稀缺，尤其是城镇密集区，土地资源尤其珍贵；而公路等基础设施是城市连接的必须通道，为不占用宝贵的土地资源，城镇密集区修建公路多采用桥梁架设方式。

桥面整体化层需要在架梁完成后进行施工，由于桥面施工工序繁多，施工过程中难以保证各施工段的桥面整体化层在同一时间段浇筑，这就造成了施工上部结构时，部分桥面整体化层养生龄期时间长，另一部分桥面整体化层养生时间短。

目前常用的桥面整体化层的上部加铺沥青层时机为桥面整体化层浇筑完成后7d，施工过程中要保证不同段落的桥面整体化层均满足7d以上龄期才能加铺上部结构，这种加铺时机确定方法不仅施工效率较低，而且增加了施工工期，对于施工工期紧张的工程显得尤为苛刻。

与此同时，部分桥面铺装在通车后很快发生了早期病害，且病害形式主要为沥青层脱落，事后调查发现，该路段由于通车任务压力，在桥面整体化层施工完成后1d时就进行加铺上部结构，在施工过程中由于碾压，造成了混凝土表层产生裂缝，引起沥青层与混凝土层的粘结不牢，造成了沥青层的脱落。

基于以上原因，必须对桥面整体化层的表面状况进行定量判断，确定上部结构的加铺时机，但目前尚无针对性的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种回弹测试装置及桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：回弹测试装置，包括控制模块、回弹仪、工作架和工作台，所述工作架上安装有能水平滑动的滑动座，所述滑动座通过第一电机驱动沿X轴方向滑动，所述滑动座上安装有能上下滑动的安装板，所述回弹仪固定在安装板上，所述安装板通过第二电机驱动沿Z轴方向滑动；

所述工作台中部为放置试块的凹槽结构，所述工作台两侧设置有滑轨，所述工作架通过第三电机驱动在滑轨上沿Y轴方向滑动；

所述第一电机、第二电机、第三电机和回弹仪分别与控制模块电连接，所述控制模块还电连接有计时器和存储模块，回弹仪能在指定时间移动至指定位置测试回弹值。

作为优选，所述工作台一侧还设置有用于清除回弹仪的弹击杆上杂质的清理模块，所述清理模块由驱动电机和刷头组合而成。

作为优选，所述水平架上还设置有摄像头，所述支架上安装有通讯模块，所述摄像头与存储模块电连接，所述控制模块能通过通讯模块与服务器或者平板通讯连接。

作为优选，所述工作台中部的凹槽结构能放置两个或者两个以上装载有试块的钢试模，所述钢试模由钢板加工而成，所述钢试模上的钢板厚度不少于2cm，钢试模为顶部敞口式长方格结构。

桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法，采用回弹测试装置，具体步骤如下：

第一步，制作试块，采用桥面整体化层现场浇筑混凝土成型长宽高为300×300×100mm的试块，混凝土浇筑在钢试模中，浇筑完成后将混凝土表面抹平，成型试块不少于2个；

第二步，试块养生，将成型完的试块放入到试验室进行标准养生，养生时均不脱模，每隔12h后采用回弹仪对混凝土表面进行回弹值测试，采用回弹值作为混凝土表面硬度的代表值；

第三步，收集数据，将试块表面均分为n个测试区域，每隔12小时，回弹仪在每个测试区域弹击一次，同一测点只应弹击一次回弹值，计算测试区域平均回弹值R

第四步，计算最大回弹值，当记录的R

第五步，现场测试，在现场浇筑桥面整体化层并保证其配合比和试验室成型试块的配合比相同，按照正常工序进行摊铺及养生，并记录摊铺时间，现场划定两个测试区域，测试区域为长宽为300×300mm，每隔12h时采用回弹仪测试桥面整体化层测试位置的回弹值P

第六步，测算加铺时机，当P

作为优选，所述第六步测算加铺时机中，加铺具体时机计算步骤如下：

当P

作为优选，所述第三至五步中回弹值的测试，采用《回弹仪》GB/T9138标准规定。

作为优选，第三步计算测试区域平均回弹值R

作为优选，所述第四步中计算R

作为优选，第五步中需要保证室内试验及现场浇筑材料相同，当石料来源，水泥等原材料改变及配合比发生变动时，需要重新进行按步骤1-4进行试验，重新计算加铺时机。

本发明的有益效果，本申请的回弹测试装置能自动定时测定指定区域的回弹值，并且能避免同一点位置反复测试而导致的数据偏差；同时由于测试时间是从12小时开始，混凝土初期还未凝固时易沾污弹击杆，本申请的装置能够自动清扫弹击杆，避免弹击杆沾污而导致结果的偏差。本申请的方法能得到的是桥面整体化层的现场实际情况，不受地域和季节制约，可以准确定量的判断出沥青层的加铺时机，能有效指导生产工作，能有效避免过早加铺而导致质量不过关，也能有效减少不必要的等待时间。

附图说明

图1为本发明的回弹测试装置的结构示意图；

图2为本发明表一的回弹值随龄期增长图；

图3为本发明表二的回弹值随龄期增长图；

图4为本发明表三的回弹值随龄期增长图；

图5为本发明表四的回弹值随龄期增长图；

图6为本发明表五的回弹值随龄期增长图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-6所示，本发明所述的具体实施例为回弹测试装置，包括控制模块1、回弹仪2、工作架3和工作台4，所述工作架3上安装有能水平滑动的滑动座5，所述滑动座5通过第一电机驱动沿X轴方向滑动，所述滑动座5上安装有能上下滑动的安装板6，所述回弹仪2固定在安装板6上，所述安装板6通过第二电机驱动沿Z轴方向滑动；

所述工作台3中部为放置试块的凹槽结构7，所述工作台4两侧设置有滑轨8，所述工作架3通过第三电机驱动在滑轨8上沿Y轴方向滑动；

所述第一电机、第二电机、第三电机和回弹仪2分别与控制模块1电连接，所述控制模块1还电连接有计时器和存储模块，回弹仪2能在指定时间移动至指定位置测试回弹值。本申请采用在工作台两侧设置滑轨的方式，借助试块的重量增加工作台的整体的稳定性，其中工作架在工作台上的滑动，可以为电机自动移动，也可以定时人工移动，确保每次测试时工作架都是保持较高稳定性状态，保障回弹值的测试准确。

为了减少干扰，保障回弹仪能自动正常运行，所述工作台3一侧还设置有用于清除回弹仪2的弹击杆201上杂质的清理模块9，所述清理模块9由驱动电机901和刷头902组合而成。初期混凝土还未完全凝固，非常容易沾污弹击杆，如不及时清理，会对下次测试造成影响，通过清理模块可以无需人工操作，自动完成弹击杆表面的清理。

作为了方便远程监控和管理，所述水平架3上还设置有摄像头10，所述支架上安装有通讯模块11，所述摄像头10与存储模块电连接，所述控制模块1能通过通讯模块11与服务器或者平板通讯连接。使用者无需在现场，即可长时间准时准点的进行回弹值测试，如果发现数据异常，可以通过摄像头远程查看设备状况。

为了方便操作，减少试块制作时污染工作台，所述工作台3中部的凹槽结构7能放置两个或者两个以上装载有试块的钢试模，所述钢试模由钢板加工而成，所述钢试模上的钢板厚度不少于2cm，钢试模为顶部敞口式长方格结构。试块在刚试模内进行制作，方便更换清洗。

桥面整体化层加铺沥青层时机测算方法，采用回弹测试装置，具体步骤如下：

第一步，制作试块，采用桥面整体化层现场浇筑混凝土成型长宽高为300×300×100mm的试块，混凝土浇筑在钢试模中，浇筑完成后将混凝土表面抹平，成型试块不少于2个；

第二步，试块养生，将成型完的试块放入到试验室进行标准养生，养生时均不脱模，每隔12h后采用回弹仪对混凝土表面进行回弹值测试，采用回弹值作为混凝土表面硬度的代表值；

第三步，收集数据，将试块表面均分为n个测试区域，每隔12小时，回弹仪在每个测试区域弹击一次，同一测点只应弹击一次回弹值，计算测试区域平均回弹值R

第四步，计算最大回弹值，当记录的R

第五步，现场测试，在现场浇筑桥面整体化层并保证其配合比和试验室成型试块的配合比相同，按照正常工序进行摊铺及养生，并记录摊铺时间，现场划定两个测试区域，测试区域为长宽为300×300mm，每隔12h时采用回弹仪测试桥面整体化层测试位置的回弹值P

第六步，测算加铺时机，当P

为了更好的指导生产，在保障质量的同时节省时间，所述第六步测算加铺时机中，加铺具体时机计算步骤如下：

当P

所述第三至五步中回弹值的测试，采用《回弹仪》GB/T9138标准规定。

为了减少测试中发生的误差，第三步计算测试区域平均回弹值R

为了减少测试中发生的误差，所述第四步中计算R

为了避免材料不同而导致加铺时机不同，第五步中需要保证室内试验及现场浇筑材料相同，当石料来源，水泥等原材料改变及配合比发生变动时，需要重新进行按步骤1-4进行试验，重新计算加铺时机。Ⅰ、制作标准试块，获得最大回弹值R

具体测试步骤及测试数据如下：取现场浇筑的桥面整体化层混凝土试验室成型试块1及试块2。

对混凝土试块进行测试，其测试数据如下：

表1试验室试块回弹值

R

R

R

该配合比条件下混凝土表面的硬度R＝(R

则混凝土表面可加铺时机回弹值为0.8R＝27

Ⅱ、通过最大回弹值R和现场回弹值P

采用同样的配合比，在不同的环境和不同季节施工，测试混凝土表面的加铺时机：

实施例一：

1、在广东某地区夏季，日平均气温20-25℃，现场进行桥面整体化层表面回弹值测试，其测试数据如下：

表2：实施例一桥面整体化层表面回弹值

根据表2可知，P

该配合比时，桥面整体化层浇筑完成后52h后就可加铺上部结构。

实施例二：

2、采用同一配合比，在广东某地区冬季，日平均气温0-5℃，现场进行桥面整体化层表面回弹值测试，其测试数据如下

表3：实施例二桥面整体化层表面回弹值

根据表3可知，P

实施例三：

3、采用同一配合比，在黑龙江某地区冬季，日平均气温-20-15℃，现场施工后不采取任何措施进行保温，进行桥面整体化层表面回弹值测试，其测试数据如下

表4：实施例三桥面整体化层表面回弹值

根据表4可知，P

实施例四：

4、对于北方寒冷地区，在冬季施工桥面整体化层时，当需要对混凝土表面进行保温，可采取如覆盖棉被等保温措施。在黑龙江某地区冬季，日平均气温-20-15℃，现场采取覆盖棉被等措施对混凝土表面进行保温，进行桥面整体化层表面回弹值测试，其测试数据如下

表5：实施例四桥面整体化层表面回弹值

根据表5可知，P

基于以上示例，可知，目前采用的7d判断加铺时机方法是一个定性的判断方法，我国幅员辽阔，气候变化较大，北方严寒地区和南方高温地区，夏季施工和冬季施工，加之不同配比的影响，混凝土的凝结硬化情况存在显著的差异。桥面整体化层的表面状况在不同季节、不同地区、不同配比随着时间的变化规律是不一样的。单纯的采用定性时间指标来指导沥青层铺筑是不合适的。

本申请的回弹测试装置能自动定时测定指定区域的回弹值，并且能避免同一点位置反复测试而导致的数据偏差；同时由于测试时间是从12小时开始，混凝土初期还未凝固时易沾污弹击杆，本申请的装置能够自动清扫弹击杆，避免弹击杆沾污而导致结果的偏差。

本申请的方法采用实验室实验收集数据获得特定配比混凝土的最大回弹值，然后配合现场测试获得测试位置实时的回弹值，通过上述回弹值能配合实验室的最大回弹值能计算出合适的加铺时机；本申请的方法得到的是桥面整体化层的现场实际情况，不受地域和季节制约，可以准确定量的判断出沥青层的加铺时机，能有效指导生产工作，能有效避免过早加铺而导致质量不过关，也能有效减少不必要的等待时间。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。