韓志斌

摘 要：彎沉是公路建設(shè)質(zhì)量控制過程中一個(gè)十分重要的指標(biāo)，當(dāng)前多采用回彈彎沉值來反映路基路面的承載力情況，回彈彎沉值越小，則承載力越大。貝克曼梁是最常見的一種靜力彎沉檢測(cè)設(shè)備，也是通過載重汽車分級(jí)加載路面，由百分表獲取路面回彈彎沉的一種檢測(cè)方法。其突出特點(diǎn)為操作簡(jiǎn)單、效率高、方法簡(jiǎn)單和精度好。為此，本文在全面分析回彈彎沉檢測(cè)影響因素的基礎(chǔ)上，闡述了貝克曼梁法的技術(shù)原理，并通過具體工程案例，分析了貝克曼梁法在公路工程回彈彎沉檢測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：公路工程;回彈彎沉;影響因素;技術(shù)原理

中圖分類號(hào)：U416.06文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）17-0105-03

Research on Rebound Deflection Detection Method of Highway Engineering

HAN Zhibin

（Henan Transportation Research Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Deflection is a very important indicator in the quality control of highway construction， at present， the rebound deflection value is often used to reflect the bearing capacity of the roadbed， the smaller the rebound deflection value， the greater the bearing capacity. Beckman beams are the most common type of static deflection testing equipment， which is also a detection method to obtain the rebound and deflection of the road surface through the load meter by loading the road in stages. Its outstanding features are simple operation， high efficiency， simple method and good accuracy. To this end， based on a comprehensive analysis of the influencing factors of rebound deflection detection， this paper expounded the technical principles of Beckman beam method， and through specific engineering cases， analyzed the application points of Beckman beam method in highway deflection detection.

Keywords： highway engineering;rebound deflection;influence factor;technical principle

改革開放以來，我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)。公路工程是交通建設(shè)體系的主要構(gòu)成部分，其質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求，車輛運(yùn)行是否舒適、安全已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來，隨著交通壓力的日益增大，越來越多路面出現(xiàn)了不同程度的早期病害，因此檢驗(yàn)路基路面整體強(qiáng)度和剛度，做好公路工程檢測(cè)工作至關(guān)重要[1-2]?；貜棌澇量梢灾苯臃从陈坊访娴恼w承載能力，是衡量路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前，常見的彎沉檢測(cè)法主要分為兩大類，即靜力彎沉檢測(cè)和動(dòng)態(tài)彎沉檢測(cè)[3-4]，貝克曼梁法因其自身優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用到公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)中，這種檢測(cè)方法可有效提高檢測(cè)精度。

1 回彈彎沉檢測(cè)的影響因素

一定荷載作用下，路基路面產(chǎn)生垂直變形，待荷載卸除后即可恢復(fù)的那部分變形則被稱為回彈彎沉。回彈彎沉量是路基路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度、剛度的真實(shí)反映，同時(shí)，回彈彎沉量還和路面使用性能和健康狀態(tài)息息相關(guān)。一般情況下，隨著回彈彎沉值的不斷增加，路面結(jié)構(gòu)塑性變形會(huì)逐漸增大，但是路面剛度、抗疲勞性能將越來越差，甚至不能滿足重載交通需求。在具體實(shí)踐中，影響回彈彎沉值的因素較多，主要為彎沉標(biāo)準(zhǔn)、溫度和人員因素等[5-6]。

1.1 彎沉標(biāo)準(zhǔn)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，越來越多先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備不斷用于公路工程回彈彎沉檢測(cè)中，這些新技術(shù)的應(yīng)用既給回彈彎沉檢測(cè)帶來諸多便利，還引發(fā)了新的問題，如檢測(cè)內(nèi)容及范圍越來越廣。因此，在新的檢測(cè)環(huán)境中，人們應(yīng)將汽車的性能考慮在內(nèi)，從而保證檢測(cè)精度。

1.2 溫度

回彈彎沉檢測(cè)中，溫度系數(shù)影響較大，在整個(gè)檢測(cè)中，必須根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，從而提高檢測(cè)值的準(zhǔn)確性。

1.3 人員因素

誤差往往來源于人為操作失誤，若檢測(cè)人員專業(yè)素質(zhì)不高或責(zé)任心不強(qiáng)，均會(huì)影響檢測(cè)效率和質(zhì)量。

1.4 路基含水量

路基含水量的多少將對(duì)土質(zhì)結(jié)構(gòu)造成很大影響。為保證路面每個(gè)結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度滿足要求，必須對(duì)各結(jié)構(gòu)層進(jìn)行處理并做好壓實(shí)工作。這樣才能保證彎沉值滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。若彎沉值在規(guī)定值以上，則需要及時(shí)采取排水、防水方案，快速有效地降低路基含水量。此外，還要合理選用填料，盡可能采用高強(qiáng)度的填料，如碎石黏土混合料等。同時(shí)，還要再次對(duì)路基進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，從而有效提升路基強(qiáng)度。若仍無法達(dá)到彎沉值規(guī)定，則需要及時(shí)翻曬處理或更換填料。

2 貝克曼梁法的技術(shù)原理

按照現(xiàn)行規(guī)范要求，在路面設(shè)計(jì)中往往將標(biāo)準(zhǔn)車兩輪輪隙間的回彈彎沉作為厚度計(jì)算的重要指標(biāo)之一。此外，在公路養(yǎng)護(hù)中，同樣規(guī)定要做好彎沉檢測(cè)工作。通過彎沉檢測(cè)，人們可以全面掌握路面承載能力，因此必須重視公路回彈彎沉檢測(cè)。貝克曼梁法是應(yīng)用最多的一種回彈彎沉檢測(cè)方法，其特點(diǎn)為易于操作、效率高、方法簡(jiǎn)單和精度高等，在我國(guó)應(yīng)用較為成熟。

基于杠桿原理，貝克曼梁法可制作成杠桿式彎沉儀進(jìn)行輪隙彎沉檢測(cè)，其主要構(gòu)成部分包括貝克曼梁、百分表及表架。根據(jù)公路工程路面情況不同，采用的彎沉儀長(zhǎng)度也略有不同，一般情況下，多采用5.4 m長(zhǎng)貝克曼梁用于半剛性基層、瀝青混凝土或水泥混凝土路面檢測(cè)。采用3.6 m長(zhǎng)貝克曼梁用于柔性基層瀝青路面、混合式結(jié)構(gòu)瀝青路面檢測(cè)，采用此長(zhǎng)度貝克曼梁時(shí)，要做支點(diǎn)修正。按照現(xiàn)行要求，人們可以將表1作為參數(shù)指標(biāo)。

3 工程概況

公路工程回彈彎沉檢測(cè)中，基于標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100垂直作用，輪胎間隙中將產(chǎn)生垂直于路基路面的回彈變形值。在指定荷載作用下，產(chǎn)生的回彈變形量也會(huì)有所不同，通過貝克曼梁式彎沉儀可獲取回彈彎沉值。在檢測(cè)過程中，一般可在路面車輪行駛輪跡線上設(shè)測(cè)點(diǎn)，并做明確標(biāo)記。為保證檢測(cè)準(zhǔn)確性，檢測(cè)車輛后輪時(shí)，要和測(cè)點(diǎn)保持一定安全距離，距離通常為30～50 mm。測(cè)定前，調(diào)整貝克曼梁指針式讀取設(shè)備，設(shè)置為0。在檢測(cè)時(shí)，不僅可以進(jìn)行單側(cè)測(cè)定，還可以同時(shí)進(jìn)行雙側(cè)測(cè)定。為驗(yàn)證貝克曼梁法在公路工程回彈彎沉檢測(cè)中的應(yīng)用效果，筆者決定以某二級(jí)公路路基路面結(jié)構(gòu)檢測(cè)為例進(jìn)行具體分析。

3.1 檢測(cè)過程

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，明確彎沉計(jì)算控制值為80×10-2mm，保證檢測(cè)標(biāo)段內(nèi)的所有彎沉值均在該控制值以內(nèi)。選擇具有代表性的路段為試驗(yàn)段，長(zhǎng)度為500 m，起訖樁號(hào)為K0+000～K0+500。試驗(yàn)檢測(cè)前，要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車的車況、剎車性能等進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證在檢測(cè)過程中不會(huì)出現(xiàn)故障。同時(shí)，要保證輪胎內(nèi)胎滿足相關(guān)規(guī)定的充氣壓力。

根據(jù)檢測(cè)規(guī)定，采用5.4 m長(zhǎng)貝克曼梁彎沉測(cè)定儀，為避免彎沉值修正環(huán)節(jié)，可根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，在試驗(yàn)段布設(shè)測(cè)點(diǎn)及合理控制測(cè)點(diǎn)間距，可將測(cè)點(diǎn)設(shè)于路面行車車道的輪跡帶上，并用粉筆等標(biāo)注。同時(shí)，還可通過手指輕輕叩打的方式來檢驗(yàn)彎沉測(cè)定儀百分表檢測(cè)的靈敏度。

據(jù)實(shí)地勘察可知，本路段路基結(jié)構(gòu)存在2大區(qū)域，即填方段和挖方段，因此，檢測(cè)時(shí)可同時(shí)采用兩臺(tái)彎沉測(cè)定儀進(jìn)行一起檢測(cè)，108.78 kN為試驗(yàn)車輛后軸標(biāo)準(zhǔn)軸重。在汽車后輪間的縫隙內(nèi)插入彎沉測(cè)定儀，保持相同汽車方向，梁臂不允許碰觸輪胎。此外，還要將彎沉儀測(cè)頭放置在測(cè)點(diǎn)上，并在彎沉測(cè)定儀的測(cè)定桿上安裝百分表，將百分表上的初始數(shù)據(jù)記錄下來，按照要求，本工程采用雙側(cè)測(cè)定。本工程檢測(cè)時(shí)，時(shí)間為夏季白天，因此，可按照26 ℃環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)試分析。

按照指定路線，指揮汽車緩慢、勻速前行，隨路面變形，百分表的讀數(shù)將不斷變化，表針反向回轉(zhuǎn)，汽車行駛范圍超過彎沉影響半徑之后，須及時(shí)停車。當(dāng)表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)便可在此讀取百分表上的數(shù)據(jù)，一般情況下，可將汽車前進(jìn)速度控制在4.5～5.0 km/h。

3.2 檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)檢測(cè)分析，筆者得到試驗(yàn)段數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如表2所示。

按照相關(guān)彎沉值計(jì)算方法，雙側(cè)彎沉值具體如下：[Lr左1]=73.2×10-2mm，[Lr右1]=61.2×10-2mm，[Lr左2]=65.8×10-2mm，[Lr右2]=79.2×10-2mm。

由此可見，雙側(cè)彎沉值范圍在（61.2～79.3）×10-2 mm，均小于彎沉計(jì)算控制值80×10-2 mm，表明公路整體承載能力良好，當(dāng)前可滿足正常通行需求。

4 結(jié)語

在公路工程結(jié)構(gòu)使用性能檢測(cè)中，通常采用回彈彎沉值來反映路基路面的承載力情況，回彈彎沉值越大，則表明路基路面的承載能力越小，兩者成反比。在路基路面回彈彎沉檢測(cè)過程中，貝克曼梁法應(yīng)用最多，其突出特點(diǎn)為精度好、效率高、易于操作、方法簡(jiǎn)單，因此，采用貝克曼梁法進(jìn)行公路工程回彈彎沉檢測(cè)研究具有重要的意義。

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