張 晉
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司)
目前,路面彎沉能夠體現(xiàn)出路面的兩個(gè)重要指標(biāo),即路面的整體施工質(zhì)量和路面使用性能,也直接的反應(yīng)了道路對(duì)于用戶提供服務(wù)水平的高低,即安全性、舒適性和快捷性三個(gè)方面,最重要的是關(guān)系到道路的使用壽命長(zhǎng)短問(wèn)題。隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,路面彎沉檢測(cè)正在向著高效率、高精度的方向發(fā)展,也是今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。由于彎沉技術(shù)能夠反映路面的結(jié)構(gòu)性能,因此目前在國(guó)際上該技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)受到各界高度重視。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)有貝克曼梁路面彎沉檢測(cè)技術(shù),現(xiàn)在逐漸發(fā)展的有激光彎沉測(cè)定儀法、落錘式彎沉儀法、自動(dòng)彎沉測(cè)定儀法。
傳統(tǒng)的檢測(cè)方法貝克曼梁法,也是應(yīng)用較為廣泛的一種方法,目前在我國(guó)該技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很成熟的水平,其原理的杠桿原理。也就是在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸作用下,路基或路面會(huì)在表面輪隙位置產(chǎn)生垂直變形值,然后再利用載重的汽車進(jìn)行加載,然后工作人員讀取百分表的數(shù)據(jù)即可,這樣就測(cè)量出道路路面的回彈彎沉值。
現(xiàn)階段,激光彎沉測(cè)定儀在我國(guó)的應(yīng)用得到較大發(fā)展,也是目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的彎沉檢測(cè)設(shè)備,代表了道路路面彎沉檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。激光彎沉檢測(cè)儀的原理是首先利用激光傳感器在輪跡的位置測(cè)出距離道路路面的有效高度,然后在車輛的行駛過(guò)程中得到路面的縱向切面,就可以測(cè)算出在縱向方向上的平整程度。另外,還可以得到路面的縱坡、橫坡以及彎曲的曲率等路面重要指標(biāo),并且可直接得出結(jié)果,不需要換算等計(jì)算過(guò)程。
落錘式彎沉儀檢測(cè)技術(shù)是一種脈沖動(dòng)力彎沉檢測(cè)方法,它能夠模擬出汽車的負(fù)荷對(duì)于路面的巨大沖擊作用,清晰的顯示出路面發(fā)生變形的情景。這一情景的模擬能夠得到三個(gè)重要的數(shù)據(jù),即彎沉各個(gè)點(diǎn)隨著時(shí)間的變化得到的時(shí)程曲線、落錘點(diǎn)的最大彎沉程度以及作為落錘點(diǎn)中心得到的彎沉曲線。
自動(dòng)彎沉測(cè)定儀的工作原理主要是在貝克曼梁測(cè)定原理的基礎(chǔ)上改進(jìn),得到連續(xù)、快速的測(cè)定,其原型可追溯到法國(guó)的一種彎沉檢測(cè)技術(shù),在英國(guó)進(jìn)行了改進(jìn),再后來(lái)在我國(guó)的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中,綜合考慮我國(guó)目前的使用基層,同時(shí)也為了減少支點(diǎn)對(duì)于彎沉的影響,其測(cè)臂的長(zhǎng)度有所加長(zhǎng)??傮w來(lái)說(shuō),自動(dòng)彎沉檢測(cè)檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)的貝克曼梁原理是大同小異的,即都采用了較為簡(jiǎn)單的杠桿工作原理。其中自動(dòng)彎沉檢測(cè)技術(shù)能夠測(cè)定正在行駛在檢測(cè)路面的車輛,使安裝在測(cè)試車前后軸之間,進(jìn)而循環(huán)的聯(lián)系測(cè)定,再通過(guò)計(jì)算得出彎沉檢測(cè)結(jié)果。
落錘式彎沉儀檢測(cè)技術(shù)作為一種先進(jìn)的彎沉檢測(cè)技術(shù)較傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有高效、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在著不可避免的缺點(diǎn)。如落錘式彎沉儀檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的是脈沖荷載技術(shù),但是其常規(guī)的數(shù)值分析分析仍舊采用的是傳統(tǒng)的靜荷載條件,需要通過(guò)彎沉研究應(yīng)用的是精力分析而不是動(dòng)力分析來(lái)計(jì)算的。另一方面,路面材料的特征,非線性研究和不同路基不同發(fā)熱剛性結(jié)構(gòu)對(duì)于彎沉的檢測(cè)都有不同程度的影響,因此,在這方面還需要繼續(xù)開(kāi)發(fā)研究。目前,雖然說(shuō)落錘式彎沉儀檢測(cè)技術(shù)是一種較為理想的路面彎沉檢測(cè)技術(shù),因此現(xiàn)階段的使用還沒(méi)有國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。落錘式彎沉儀的檢測(cè)在使用的過(guò)程中,其數(shù)據(jù)采集傳輸,都通過(guò)高精度傳感器完成,由于路面結(jié)構(gòu)的不同,彎沉的半徑也會(huì)有很大的不同。現(xiàn)階段,我國(guó)高等級(jí)的公路大多采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),彎沉影響半徑較普通路面有很大的不同。
貝克曼梁法是傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù),得到較為廣泛的應(yīng)用,但是也存在著許多的問(wèn)題。首先,貝克曼梁法主要采用人工操作,其工作的強(qiáng)度非常大,而且效率低,準(zhǔn)確性和可靠性都很差,而且支點(diǎn)的變形,會(huì)在很大程度上影響到檢測(cè)的結(jié)果,若是對(duì)支點(diǎn)變形進(jìn)行修正,其結(jié)果也不能讓人滿意。在不同的路面進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中,首先要布置好測(cè)試的不同需要。
自動(dòng)彎沉儀在測(cè)定的過(guò)程中總是彎沉的,與貝克曼梁的測(cè)定有很大的不同,應(yīng)用廣泛,主要用于路基、路面強(qiáng)度的評(píng)定,還可用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在使用的過(guò)程中需要注意的有以下兩個(gè)方面。一方面,自動(dòng)彎沉儀在測(cè)量較長(zhǎng)距離時(shí),需要根據(jù)不同的路況將較大的組件進(jìn)行調(diào)試,同時(shí)為了提高測(cè)量的精度還需要對(duì)自動(dòng)彎沉儀進(jìn)行標(biāo)定。另一方面,自動(dòng)彎沉儀在數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中,需要存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)當(dāng)中,可以將數(shù)據(jù)輸入后,進(jìn)行一系列的計(jì)算,得出結(jié)果。
彎沉檢測(cè)技術(shù)目前正在以人工操作轉(zhuǎn)向自動(dòng)化的檢測(cè)技術(shù),同時(shí)也由低精度和低效率向高精度和高效率的方向發(fā)展,因此圍繞自動(dòng)化檢測(cè)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用在逐步的得到加強(qiáng)。隨著彎沉檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,檢測(cè)設(shè)備的需求會(huì)越來(lái)越大,因此我國(guó)需要建立完善的彎沉檢測(cè)技術(shù)規(guī)范及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[1]梁昌寶.何玉柒.瞿 陽(yáng).我國(guó)路面平整度和彎沉檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].工程施工,2006,(18).
[2]張志文.路面彎沉測(cè)試新技術(shù)[J].湖南交通科技,2007,(2).
[3]于秋莉.于紀(jì)淼.淺談路基檢測(cè)新技術(shù)的兩點(diǎn)應(yīng)用[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2003,(4).