黃炎輝

福建省中建中信技術(shù)檢測有限公司

1 引言

長期以來，我國高度重視交通建設(shè)，不斷完善交通基礎(chǔ)設(shè)施，公路作為我國交通體系的核心構(gòu)成，近年來取得了重大成就。由于交通設(shè)施的完善，各區(qū)域間的聯(lián)系進(jìn)一步加強(qiáng)，同時也有力推動了社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在公路工程施工驗收過程中，回彈彎沉值是評價路基路面施工質(zhì)量的主要評價指標(biāo)之一。因此，回彈彎沉檢測在公路工程中被廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用?；诖?，有必要對回彈彎沉檢測在公路路基路面檢測中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，以期為相關(guān)工作提供一點(diǎn)參考。

2 回彈彎沉檢測概述

2.1 回彈彎沉值

所謂的回彈彎沉值指代的是在一定荷載作用下，工程路面路基發(fā)生的垂直變形現(xiàn)象，待卸載后路基路面可以恢復(fù)的部分，在實際計算過程中通常以mm 為單位。根據(jù)路基路面回彈彎沉值可以客觀、準(zhǔn)確地對路基路面彈性模量、承載力進(jìn)行評價，同時也能反映公路建成投入使用后的狀態(tài)。一般來說，若回彈彎沉值較大，則路基路面發(fā)生結(jié)構(gòu)塑性變形的風(fēng)險就會增加，公路的抗疲勞性能就會降低。若交通流量過大，則公路就會超負(fù)荷運(yùn)行。若路基路面回彈彎沉值較小，則可以適應(yīng)更大的交通流量。

2.2 回彈彎沉檢測的適用范圍

通常回彈彎沉檢測多用于公路工程中的路基路面，根據(jù)路基路面回彈彎沉值可以評估公路的承載能力，在工程設(shè)計環(huán)節(jié)具有較高的參考價值。此外，在工程施工驗收以及竣工驗收環(huán)節(jié)也可以作為評估施工質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。公路工程建成投入使用后也可以為公路養(yǎng)護(hù)部門的工作提供必要的依據(jù)。

2.3 回彈彎沉檢測的基本原則

開展回彈彎沉檢測時需要遵循三大基本原則：（1）程序公正，即檢測流程要符合國家相關(guān)規(guī)定、檢測過程要公開透明、檢測結(jié)果要科學(xué)合理，這樣才能取得預(yù)期的效果；（2）質(zhì)量優(yōu)先，即整個檢測過程要保證質(zhì)量，回彈彎沉值作為評估路基路面結(jié)構(gòu)剛度以及強(qiáng)度的重要指標(biāo)，可以反映工程施工質(zhì)量，因此檢測必須遵循質(zhì)量優(yōu)先的基本原則[1]；（3）管理科學(xué)原則，在回彈彎沉檢測過程中遵循管理科學(xué)原則，可以有效保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為項目決策提供更為可靠的依據(jù)。

3 路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的運(yùn)用

針對公路工程項目而言，施工質(zhì)量一直都是重點(diǎn)問題，直接影響著項目后期運(yùn)行效果。在公路路基路面回彈彎沉檢測中，比較常用的方法主要有兩種，即貝克曼梁檢測法與落錘式彎沉儀檢測法，兩種方法各有優(yōu)劣，在公路工程中都應(yīng)用比較廣泛，且效果較好。下面具體談?wù)勥@兩種方法在實際檢測過程中的注意要點(diǎn)。

3.1 貝克曼梁檢測法

3.1.1 準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

目前我國的公路建設(shè)主要以瀝青路面為主，因此本文主要以瀝青路面為例，研究貝克曼梁檢測法在公路路基路面回彈彎沉檢測中的應(yīng)用。貝克曼梁檢測需輔助性檢測工具，如加載車，其選取參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 加載車的參數(shù)要求

準(zhǔn)備階段應(yīng)測定加載車胎壓，用地磅衡稱量加載車軸重，測定輪胎接地面積，并做好記錄。

3.1.2 變形修正

在實際檢測過程中，彎沉儀的支座部位通常會發(fā)生變形問題。因此在開始檢測之前，首先需要對彎沉儀支座部位進(jìn)行檢測，確認(rèn)是否存在變形問題，或者可以選擇直接在測定用彎沉儀的后面支座處再安裝1臺檢驗彎沉儀。待汽車開始出發(fā)后，同時讀取兩臺彎沉儀的數(shù)據(jù)。如果檢驗用彎沉儀百分表有讀數(shù)，即應(yīng)進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。一般來說，對同結(jié)構(gòu)層進(jìn)行測定，至少要選取5個不同位置進(jìn)行檢測，取平均值，以此作為各次檢測結(jié)果的修正值。需要注意的是，若選用的彎沉儀長度在5.4m，則在實際檢測過程中可不需要對彎沉儀支座部分進(jìn)行變形修正。

3.1.3 溫度以及計算結(jié)果修正

在實際檢測過程中，溫度對于檢測結(jié)果的影響較大，一般情況下，對瀝青路面檢測時溫度宜在20±2℃，若路面厚度超過5cm，需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。計算路面回彈彎沉值的公式為：

式中：

LT——在瀝青面層平均溫度在T 時的回彈彎沉值（0.01mm）；

L1——車輪中心臨近貝克曼梁測頭時百分表的最大讀數(shù)（0.01mm）；

L2——加載車駛出彎沉影響半徑后待百分表穩(wěn)定后的終讀數(shù)（0.01mm）。若需要對彎沉儀支點(diǎn)變形進(jìn)行修正，則根據(jù)公式：

計算出路面不同點(diǎn)的回彈彎沉值。

式中：

L3——加載車臨近貝克曼梁測頭時檢驗用貝克曼梁的最大讀數(shù)（0.01mm）；

L4——加載車駛出彎沉影響半徑后檢驗用貝克曼梁的終讀數(shù)（0.01mm）。

一般來說，僅當(dāng)變形問題出現(xiàn)在彎沉儀支座部位時采用上式進(jìn)行計算，不包括變形問題出現(xiàn)在百分表架部位[2]。此外，若瀝青路面厚度超過5cm，則在回彈彎沉檢測時還需要進(jìn)行溫度修正，具體流程如下：首先需要根據(jù)公式：

計算出瀝青層的平均溫度。

式中：

T——瀝青面層平均溫度；

T25——根據(jù)圖1決定的路表下25mm處的溫度；

Tm——圖1決定的瀝青面層中間深度的溫度；

Te——表示圖1決定的瀝青面層底面處的溫度。

T0為測定時路表溫度與測定前5d 日平均氣溫的平均值之和，日平均氣溫為日最高氣溫和最低氣溫的平均值。其次根據(jù)公式：

計算路面回彈彎沉值。

式中：

L20——進(jìn)行20℃換算的路面回彈彎沉值（0.01mm）；

K——溫度修正系數(shù)。

3.1.4 最后計算結(jié)果篩選

根據(jù)公式：

計算被檢測路段代表回彈彎沉值。

式中：

Lr——被檢測路段代表回彈彎沉值；

L——被檢測路段各檢測點(diǎn)回彈彎沉值平均值；

S——被檢測路段經(jīng)過修正后各檢測點(diǎn)回彈彎沉值的標(biāo)準(zhǔn)差；

Za——與保證率相關(guān)的系數(shù)，一般二級以下公路取1.5；二級公路取1.645；高等級公路取2.0。

計算出路面回彈彎沉值后，必須對計算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評估才能確定此次檢測結(jié)果是否可以使用。一般情況下，評價計算結(jié)果需要注意，若需要計算標(biāo)準(zhǔn)差與平均值，則應(yīng)當(dāng)放棄大于-X±kS的彎沉比值；如果廢棄比值偏大，則應(yīng)當(dāng)對被測試路段周邊的邊界進(jìn)行有限的局部處理；如果檢測過程中采用的是兩臺彎沉儀同時測定兩個車輪軌跡帶的彎沉值，則在計算時不能計算兩個車輪軌跡帶的平均值，應(yīng)當(dāng)選取兩個獨(dú)立測試點(diǎn)。

3.2 落錘式彎沉儀檢測法

根據(jù)落錘式彎沉儀檢測法的應(yīng)用情況來看，該方法的應(yīng)用原理在于重錘在一定高度下落后，對路面路基產(chǎn)生的沖擊荷載作用，在動態(tài)荷載的影響下，測量路基發(fā)生的彎沉盆、動態(tài)彎沉。在此基礎(chǔ)上，通過反計算手段測量路基路面材料的動態(tài)彈性模量，最終將測量結(jié)果設(shè)置為設(shè)計參數(shù)，該參數(shù)在評估公路承載性能時也可以使用。

（1）準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。在實際檢測過程中，準(zhǔn)備環(huán)節(jié)注意以下幾方面：①對重錘的質(zhì)量以及下落高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證重錘質(zhì)量以及重錘沖擊下產(chǎn)生的荷載符合相關(guān)規(guī)定；②在被檢測路段路面各層設(shè)置測試點(diǎn)，根據(jù)檢測的實際需求確定具體的位置以及間距，一般情況下測試點(diǎn)設(shè)置在行車軌跡帶上，測試點(diǎn)的定位一般采用距離傳感器確定[3]；③檢查落錘式彎沉儀的整體狀況以及各項性能，確保其車況以及各項性能良好，符合檢測要求，檢查車況時可以將操作方式更改為手動操作模式；④根據(jù)測試點(diǎn)分布就為落錘式彎沉儀，正常啟動彎沉儀，確保彎沉儀正常運(yùn)行，檢測時將彎沉儀的行駛速度控制在50km/h以下。

（2）檢測方法。首先，保持測試點(diǎn)和承載板的中心位置對應(yīng)，下落承載板，同時放下彎沉所有傳感器；其次，要將彎沉儀落錘裝置打開，因為在重錘下落之后，會對承載板造成一定沖擊力，工作人員要注意隨后將承載板提升到原來位置并固定好。完成上述工作之后，使用傳感器開展測量工作。利用計算機(jī)設(shè)備對路面變形信號進(jìn)行捕捉，獲取路面的彎沉盆與彎沉峰值，需要注意的是各個測試點(diǎn)需要測試3次以上，獲取檢測結(jié)果后去除首次檢測結(jié)果，計算其余幾次檢測結(jié)果平均值；最后，提升承載板以及彎沉儀傳感器，利用牽引車將彎沉儀牽引到下一個測試點(diǎn)。重復(fù)上述步驟直至完成所有測試作業(yè)。

總體來說，在工程項目測量活動中，落錘式彎沉儀檢測法與貝克曼梁檢測法可以任選其一，但是因為落錘式彎沉儀檢測法消除了氣壓隨氣溫變化、人工讀表誤差等現(xiàn)象，因此測量結(jié)果的精確性更高，值得在項目測量工作中推廣。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對于交通設(shè)施的要求越來越高，因此未來很長一段時間內(nèi)我國仍需加大在交通設(shè)施方面的投入?？紤]到公路的施工質(zhì)量以及建成投入使用后的狀態(tài)，采用回彈彎沉檢測可以有效評估公路路基路面各項性能，尤其是落錘式彎沉儀檢測法，能夠?qū)π陆访媛坊约奥访婢C合承載能力進(jìn)行準(zhǔn)確評估，因此在施工質(zhì)量評定中具有重要意義。在實際檢測過程中，作業(yè)人員要嚴(yán)格遵循檢測程序，確保檢測結(jié)果的精度，以取得預(yù)期的效果。