馬秀麗
(中國建材檢驗認證集團廈門宏業(yè)有限公司)
回彈彎沉作為道路路面結構性能的表征應用較為廣泛,一般通過路基、路面的彎沉值來控制。在道路表面開展回彈彎沉測試,能夠有效得出道路路基及路面的綜合承載能力?;貜棌澇林挡粌H用于道路路面結構的彎沉設計,也廣泛應用在道路施工、竣工驗收以及道路補強、修補等方面,對道路工程的設計、施工等具有重要意義。
路面彎沉值的測試方法比較多,當前使用最廣泛的是貝克曼梁檢測法。該方法是比較早的檢測方法,具有成熟度高、速度慢、測試準確性高等優(yōu)點。
滄林東二路及滄林東五路是廈門市海滄區(qū)片區(qū)路網的重要組成部分,道路等級城市支路,起到承接主干路網與街區(qū)的主要作用,目前路面破損較為嚴重,經批準立項進行道路改造。滄林東二路長度約396m,滄林東五路長度約159m,道路紅線寬均為18m,為雙向2車道道路,瀝青混凝土路面結構型式。本次的道路改造工程具體建設內容包括:路面病害的處理及路面的修復、人行道的提升改造、路面標線的恢復等。
作為改造項目,需要對改造后的路面、路基進行彎沉檢測,以作為工程驗收和日常道路維護的依據。此次檢測采用貝克曼梁檢測法測定道路彎沉。
工程建設中彎沉檢測的主要目的通常是在路面實施過程中,提供彎沉值用以對路面質量進行評定,最終在交工、竣工驗收中作為驗收指標之一。路面回彈彎沉測定的各種數值,同時也可以作為路面狀況評定指標,在道路養(yǎng)護過程中為養(yǎng)護管理部門反映路面狀況。
加載車:單后軸、單側雙輪組的載重車,雙輪輪隙應滿足自由插入貝殼曼梁側頭的要求,軸載、輪胎氣壓等技術參數要求。
貝殼曼梁:由合金鋁制成,上有水準泡,其前臂與后臂長度比為2:1。貝殼曼梁按長度分為5.4m梁和3.6m梁兩種。長度為5.4m貝殼曼梁適用于各種類型的路面結構,長度3.6m的貝殼曼梁適用于柔性基層瀝青路面。
百分表及表架。
路表溫度計:分辨力不大于1℃。
其他:鋼直尺、口哨一個、50m皮尺一個、噴漆或粉筆數個、指揮旗幟等。
⑴檢測前應根據測試路段車行道數量,在待檢行車道路面的輪胎軌跡帶上標記測點。
⑵測試點設置完畢后,駕駛測試車輛停放在準測試點附近,測點設置在試驗車后軸正前方約3~5cm處的位置上,嚴禁置于后方。
⑶安裝彎沉儀,彎沉儀的安裝對試驗結果的影響較大,因此在安裝測頭時,應盡量安裝在兩個輪子中間位置,且不能置于輪胎前進影響位置上,避免測試車輛行駛時觸碰儀器,影響彎沉測試結果。
⑷在彎沉值檢測過程中,應做好開始讀數L0、最大讀數L1、最終讀數L2的記錄。儀器安裝后可以先讀出并記錄好百分表的開始讀數,然后記錄在測試標準車向前行駛達測點時的最大讀數,最后記錄在測試標準車駛出距離測點約3m以上的百分表最終讀數,測試標準車在檢測過程中的前進速度宜控制在5公里/小時左右。
路面測點的回彈彎沉值計算:
LT=(L2-L1)×2;若 L2>L0
LT=(L0-L1)×2;若 L2<L0
LT——路面溫度T攝氏度下檢測的回彈彎沉數值,0.01mm;
L0——百分表的原始數值,0.01mm;
L1——初讀數,表示測試標準車輪軸到達彎沉儀測頭前后時,體現(xiàn)出來的百分表最大讀數,0.01mm;
L2——終讀數,表示測試標準車駛出彎沉影響半徑后,體現(xiàn)在百分表的最大讀數,0.01mm。
一般采用5.4m貝殼曼梁可不進行支點變形修正,在檢測瀝青面層時,瀝青路面的回彈彎沉受溫度變化影響較大,為保證回彈彎沉值的可比性,現(xiàn)場測試的瀝青路面彎沉值以瀝青面層平均溫度20℃為準??紤]到瀝青路面對溫度的敏感性,路面結構層較薄時,溫度變化較小。當面層厚度大于5cm時,路面結構對溫度反映出不一致情況,就要對路面上中下位置進行量測,取均值再換算到路面標準溫度20攝氏度的值。對檢測回彈彎沉值進行溫度修正:
T=(T25+Tm+Te)/3
T——檢測時路面瀝青層的平均溫度,℃;
T25——在路面表面下25mm處的溫度,℃;
Tm——中間深度的溫度,℃;
Te——路面瀝青結構層底面處的溫度,℃。
回彈彎沉值的計算:
L20=LT×K
K——溫度修正系數;
L20——換算為20攝氏度(18~22攝氏度不換算)的瀝青路面回彈彎沉值,0.01mm;
LT——測定瀝青面層內平均溫度為T時的回彈彎沉值,0.01mm。
此次共檢測40個點,其中達到設計值的有40個點,占檢測數的100%。40個檢測點均滿足彎沉設計值的要求。
在以上檢測的40個點中,彎沉值最大的達到22、最小的8,變化幅度較大。路面彎沉值反映的是道路路面各層次的強度,因此,彎沉值偏大需要引起重視,要對路面材料、施工、路基以及壓實度等方面進行檢查分析,主要有以下方面的因素。
⑴貝克曼梁檢測是一種靜態(tài)檢測,受周邊車輛通行、施工震動影響較大。不適用于有大型車輛通行的道路以及強夯地基處理的工程周邊。
⑵為方便檢測,檢測儀器采用的是杠桿原理,通過儀器支架傳遞測點彎沉數據,當彎沉影響范圍較大時,會影響彎沉值準確性。
⑶人為因素影響較大,在貝克曼梁彎沉檢測過程中主要采用人工操作,專業(yè)人員的熟練程度及測點的擺放位置均對檢測結果有影響。
⑷貝克曼梁檢測法大量使用人工架設、安放、讀取數據,檢測速度較慢,不適用于大范圍路網調查。受作業(yè)面影響,不適于通車狀況下路面指標檢測,適用性較差。
⑴季節(jié)。瀝青路面受季節(jié)影響較大,在不同季節(jié)、不同溫度、不同降水情況下,具有不同的承載力,這種差別會在檢測過程中通過路面彎沉值來體現(xiàn)。相關研究資料表明,在季節(jié)性雨水期及夏季高溫期尤為明顯。
⑵溫度。溫度是瀝青主要指標之一,溫度的變化對瀝青結構層影響明顯,通過彎沉的反映,溫度較高時,彎沉值普遍較低溫時大。
⑶路面結構。路面結構以彎沉值作為驗算指標,因此路面結構類型、路面結構的厚度以及路基土回彈模量大小均影響彎沉值。
⑷彎沉儀。檢測儀器的正常與否,是檢測結果的正確性的基本保障,回彈彎沉儀主要通過支架杠桿來方便檢測,因此日常儀器保養(yǎng)對儀器性能影響較大。
⑸準備工作。各種準備工作均是檢測工作的基礎,儀器的準備、各種參數的測定都關系到試驗的成敗。如檢測車輛的車況及性能、檢測設備的靈敏度、環(huán)境溫度的測定及修正、相關設計資料的收集等。
⑹檢測人員。該檢測主要采用人工方法,因此現(xiàn)場測試人員須經過嚴格的操作培訓?,F(xiàn)場測試人員在檢測過程中需嚴格按照規(guī)范的操作步驟進行。
隨著各地區(qū)經濟快速發(fā)展,基礎設施建設增多,檢測人員需求增加。各地區(qū)檢測人員專業(yè)素質參差不齊,影響了路基路面彎沉檢測的整體質量。因此在主要人員有相關檢測證書的要求下,對所有檢測參與人員均需進行技術培訓,提高檢測專業(yè)素養(yǎng)。通過管理部門的不定期檢查,把控專業(yè)技術培訓活動,提高檢測能力,最終提高工程質量。
檢測單位作為檢測工作的具體執(zhí)行單位,檢測儀器的質量是各種試驗檢測的基礎,應做好檢測儀器的維護。鑒于檢測受人工因素影響較大,各專業(yè)技術人員基本素質是試驗檢測的保障,應加強對各專業(yè)人員進行相關專業(yè)技能培訓。建設工程中各項檢測數據對項目設計、施工以及竣工驗算均起到至關重要的作用,數據的齊全是判斷及確定工程質量的重要依據。因此在檢測過程中應保障充足的經費,并建立健全各專項費用使用制度,確保工程建設質量。
檢測數據作為反映工程指標情況的依據,需建立健全檔案管理,做到有源可溯。比如在路基路面回彈彎沉檢測中,數據要反映檢測過程中的真實情況,檢測完成后做好彎沉檢測數據的歸檔整理,以確定記錄完整可靠可查。同時可以利用電子技術以及互聯(lián)網技術,提高檔案可查可溯性,并提高工作效率,降低人工成本。
路基路面彎沉值檢測結果可以反映檢測狀態(tài)下的路面結構情況,包括整體剛度以及段落內路面結構層強度的均勻情況。通過路面檢測數值可以分析檢測路段路面結構情況,根據現(xiàn)行規(guī)范評定狀況,采取對應修復措施。彎沉檢測可以彌補壓實度檢測、強度檢測等破壞性檢測的不足,通過測點加密方式,可以細分各段落路面情況,提出切實可行的措施,減少工程投資,提供經濟效益。