張曉靜

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團有限公司，河北石家莊 050000）

1 路基路面常用檢測方法

彎沉是公路工程設(shè)計及質(zhì)量評定中的一項重要技術(shù)指標(biāo)，是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形（總彎沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），實測回彈彎沉值能用于衡量路基、路面具有的承載力。計算彎沉值與路基、路面在設(shè)計過程中確定的強度密切相關(guān)，當(dāng)計算彎沉值相對較小時，表明路基、路面強度很高。對彎沉值進行現(xiàn)場實測能檢驗路基施工質(zhì)量能否達到要求。為對路面整體性能予以綜合評價，必須確定路面具有的承載力。路面彎沉強度可采用專門的測定儀檢測，即彎沉儀[1]。

1.1 路面彎沉儀

即貝克曼梁。當(dāng)路面受到車輛荷載持續(xù)作用后必定產(chǎn)生一定程度的變形，而車輛離開之后，這一變形將有所恢復(fù)，對標(biāo)準(zhǔn)汽車從試驗道路中通過后車輪處沿垂直方向產(chǎn)生的變形或發(fā)生變形后對應(yīng)的回彈值進行測量，能確定路面剛度及承載力?？倧澇潦侵钢苯訙y得的變形，回彈彎沉是指變形發(fā)生后產(chǎn)生的回彈量。

測量設(shè)備包括標(biāo)準(zhǔn)汽車與路面彎沉儀。其中，標(biāo)準(zhǔn)汽車是指雙軸，且后軸是4輪的標(biāo)準(zhǔn)軸重汽車，由其后軸為路面提供載荷，進而實現(xiàn)變形測量。在高速公路，以及一級和二級公路中，主要使用10t 標(biāo)準(zhǔn)汽車，而其他公路則使用6t 標(biāo)準(zhǔn)汽車。路面彎沉儀主要用于對路面彎沉值進行測量，主要有3.6m 長與5.4m 長兩種類型，這兩種類型均采用鋁合金材質(zhì)，根據(jù)杠桿原理使地面因車輪荷載產(chǎn)生的壓縮變形均勻傳遞至外部，然后利用百分表對變形量進行測量。在彎沉儀上一般配有水準(zhǔn)泡，在測量過程中可利用水準(zhǔn)泡使彎沉儀保持水平，以免影響測量精度[2]。

對某處的彎沉值進行測量時，需將標(biāo)準(zhǔn)車開到待測段落的起點，使其一側(cè)后輪將待測部位壓住，然后將路面彎沉儀放到兩個后輪之間的空隙，啟動車輛使其勻速直線行駛，觀察行駛期間彎沉儀的百分表，讀取初始值，行駛后將車輛移走，對回彈之后的百分表示數(shù)進行讀取。當(dāng)利用長度為3.6m 的彎沉儀進行測量時，應(yīng)修正前支點產(chǎn)生的下沉。

1.2 落錘式彎沉儀

可用于測定動態(tài)彎沉。其主要設(shè)備包括荷載發(fā)生裝置、彎沉檢測裝置、運算與控制裝置和牽引裝置。其中，荷載發(fā)生裝置需要以使用目的為依據(jù)，并結(jié)合道路的技術(shù)等級確定落錘及其高度，同時還需配備承載板；彎沉檢測裝置主要由位移傳感器構(gòu)成，其數(shù)量一般不少于7個；運算和控制裝置用于在沖擊荷載產(chǎn)生時對沖擊荷載與傳感器測得的動態(tài)變形進行記錄；而牽引裝置用于對彎沉儀及裝有運算和控制系統(tǒng)的車輛進行牽引。

在測試地點，采用由計算機操控的液壓裝置使落錘自由下落，落錘產(chǎn)生的沖擊力由承載板施加給路面，促使路面產(chǎn)生一定彎沉，此時由分布在彎沉檢測裝置的若干傳感器對路表產(chǎn)生的變形進行檢測，檢測結(jié)果通過記錄系統(tǒng)傳輸至計算機，以測得路面彎沉[3]。

在實際操作過程中應(yīng)注意以下幾點：①對落錘下落高度進行適當(dāng)調(diào)整，測試時使用的重錘，其重量及高度都需要結(jié)合相關(guān)技術(shù)要求適當(dāng)調(diào)整，承載板直徑通常為300mm；②測點位置及其間隔距離都要按照檢測技術(shù)要求確定，如果是在路表面進行測定，則需將測點布置于輪跡帶處；③傳感器的數(shù)量必須達到7個以上，同時其布置范圍的長度不能超過250m；④開機前對設(shè)備及其連接情況進行認真檢查，經(jīng)檢查確認無誤后才能開機預(yù)熱；⑤每個測點的重復(fù)檢測次數(shù)應(yīng)達到3次以上，并將平均值作為最終的測定結(jié)果。

1.3 全自動彎沉儀

其主要設(shè)備包括承載車、測量機架與數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。其中，承載車采用單軸，其后軸軸載按100±1kN控制，胎壓按0.70±0.05MPa控制；測量機架采用兩倍車速對測定梁進行拖動；數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)主要包括計算機、位移傳感器、溫度傳感器與距離傳感器，其中，位移傳感器的分辨率為0.01mm，有效量程小于3mm，設(shè)備需在0～60℃的溫度條件下工作，距離標(biāo)定誤差不得超過1%。

該彎沉儀的工作原理與貝克曼梁完全相同，均為杠桿原理。但這兩種方法的加載方式有所不同，貝克曼梁為前進卸荷，主要對路面回彈彎沉進行檢測，而該方法則為前進加載，主要對路面總彎沉進行檢測。該彎沉儀的測定車按照一定速度勻速行駛，裝于測定車底部的機架將測頭對準(zhǔn)測定車后輪前端，當(dāng)測定車從測點中通過后，測點產(chǎn)生的豎向位移由位移傳感器采集記錄，此后由測量機架將測定梁拖至下一個測點，以不斷向前進行連續(xù)檢測[4]。

采用該彎沉儀進行實際操作時，需注意以下幾方面要點：對測試車的軸載進行檢測，確定其后軸軸載能否達到要求；對測試車的胎壓進行檢測，確定能否達到要求；將檢查合格的測試車開到待測段落之前20mm 左右的位置停車，先進行預(yù)熱，并檢查確定各個部件能否正常運轉(zhuǎn)；預(yù)熱與檢查工作均完成后，測試車的駕駛員開動測試車，使車速平穩(wěn)增加至要求的速度，并沿測試車道勻速行駛；在測試結(jié)束后，立即進行數(shù)據(jù)檢查，確認數(shù)據(jù)內(nèi)容是否正確和完整；此外，對彎沉值進行必要的橫坡修正。

2 回彈彎沉檢測注意事項——以貝克曼梁法為例

2.1 試驗?zāi)康募斑m用范圍

（1）該方法可用于對多種路基路面類型進行回彈彎沉檢測，進而根據(jù)回彈彎沉結(jié)果對路基路面整體承載力進行綜合評定，最終為路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提供可靠參考依據(jù)。

（2）采用該方法測得的結(jié)果可在交工及竣工驗收過程中使用。

（3）采用該方法測得的結(jié)果可用于編制養(yǎng)護計劃。

（4）對于瀝青路面，其彎沉需將標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的結(jié)果作為基準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)溫度以外的情況下測得的結(jié)果，當(dāng)瀝青路面厚度超過5cm 時，需進行必要的溫度修正。

2.2 檢測儀器及材料

（1）測試車。一般采用雙軸載重車，包含軸載、輪轂尺寸、間隙及胎壓等在內(nèi)的各項參數(shù)都應(yīng)滿足要求。

（2）彎沉儀。包括貝克曼梁、計量百分表與表架，其中，貝克曼梁采用鋁合金材質(zhì)，使用前利用水準(zhǔn)泡使其保持水平，且前、后臂的長度比應(yīng)達到2∶1。對于彎沉儀長度，主要有兩種，分別為3.6m 和5.4m，其中，長度為3.6m 的彎沉儀，其前臂長度為2.4m，后臂長度為1.2m；長度為5.4m 的彎沉儀，其前臂長度為3.6m，后臂長度為1.8m。在采用半剛性基層結(jié)構(gòu)的瀝青路面以及混凝土路面采用該彎沉儀進行檢測時，建議以5.4m 長彎沉儀為宜，彎沉值結(jié)果由百分表測得，并借助自動記錄裝置進行記錄。

（3）路面溫度計。采用接觸式，其端部為平頭，分度在1℃以內(nèi)。

（4）皮尺、粉筆、口哨與白旗。

2.3 檢測方法及步驟

（1）對測試車車況進行全面檢查，確定制動性能及胎壓等情況能否達到要求。

（2）在檢測合格的測試車車槽中進行裝載，采用鐵塊或集料，同時對測試車后軸總重進行測量，以確定軸重能否達到要求，在測試車行駛過程中，其軸重不得發(fā)生變化。

（3）對測試車車輪的接地面積進行測量，具體方法為：先用千斤頂頂起測試車的后軸，然后在后軸車輪正下方放一張全新復(fù)寫紙，接著將千斤頂緩慢落下，使車輪壓到復(fù)寫紙上，最后對輪胎印痕的面積進行測算即可得出車輪接地面積。

（4）對彎沉儀所用百分表的靈敏度進行檢測。

（5）對瀝青路面的彎沉進行檢測時，需在檢測開始前使用溫度計對實驗過程中的氣溫與路面溫度進行測量，同時掌握前5d日均氣溫。

（6）對待測路面施工與養(yǎng)護狀況進行記錄。

2.3.2 檢測步驟

5.2.1 The production and consumption of renewable energy

（1）在待測段落進行測點布置，測點之間的距離根據(jù)檢測要求確定，一般將測點布置于輪跡帶處，同時用粉筆做好標(biāo)記。

（2）測試車經(jīng)檢查確認合格后，開到指定位置，使其后輪的輪隙與測點完全對準(zhǔn)。

（3）在測試車后輪輪隙放置彎沉儀，方向與測試車行駛方向完全相同，注意梁壁不能與測試車的車輪接觸，并使彎沉儀的測頭處在測點，然后在測定桿上裝好百分表，將其調(diào)零后輕叩彎沉儀，確定百分表的回零能否保持穩(wěn)定。在現(xiàn)場實測過程中，可采用單側(cè)測定方式，也可進行雙側(cè)測定，具體根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。

（4）現(xiàn)場測試人員采用口哨發(fā)令，駕駛員開動測試車使其緩慢勻速前進，在此期間百分表伴隨路面變形不斷產(chǎn)生連續(xù)向前運動。在表針到達最大值的位置后進行讀數(shù)，記作L1。測試車繼續(xù)向前行駛，百分表的表針將反向回轉(zhuǎn)，在測試車從彎沉影響區(qū)域駛出后，通過口哨發(fā)令，使測試車停止，在百分表的表針回轉(zhuǎn)達到穩(wěn)定后進行讀數(shù)，記作L2。測試車輛行駛過程中，車速需按照5km/h嚴格控制[5]。

2.3.3 支點變形及修正

（1）采用3.6m長彎沉儀測定采用半剛性基層結(jié)構(gòu)的瀝青路面及混凝土路面實際彎沉?xí)r，彎沉儀支座部位可能產(chǎn)生一定程度的變形。基于此，在現(xiàn)場實測過程中必須對支座是否產(chǎn)生變形進行檢驗。借助另外一臺可在檢驗過程中使用的彎沉儀，將其安裝在正處檢測狀態(tài)的彎沉儀之后，將測點布置在支點的旁邊。在測試車開出以后，對兩臺彎沉儀實際讀數(shù)進行測定，若在檢驗時使用的彎沉儀，其百分表有一定讀數(shù)，則立即記錄，同時予以變形修正。如果在同一個結(jié)構(gòu)層次上進行測定，則可以在不同位置連續(xù)測定五次，然后求取平均值，之后每次測定過程中都將其作為變形修正值。

（2）采用5.4m 長彎沉儀測定采用半剛性基層結(jié)構(gòu)的瀝青路面及混凝土路面實際彎沉?xí)r，可無需對支點產(chǎn)生的變形予以修正。

2.3.4 結(jié)果計算與溫度修正

（1）對測點的實際回彈彎沉值進行計算。

（2）在對彎沉儀支點產(chǎn)生的變形實施修正時，對路面測點的實際回彈彎沉值進行計算。

（3）如果瀝青路面的厚度超過5cm，同時路表未能處在20±2℃的范圍，則需要對實測回彈彎沉值予以必要的溫度修正，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

表1 回彈彎沉溫度修正統(tǒng)計結(jié)果

2.4 結(jié)果評定

（1）對平均值與標(biāo)準(zhǔn)差進行計算時，需舍棄吊彎沉特異值，并對彎沉值結(jié)果過大的測點，確定周圍界限，予以局部處理。采用兩臺彎沉儀實施彎沉值的實測時，需按照獨立測點進行，不可直接采用平均值。

（2）當(dāng)彎沉的代表值小于或等設(shè)計提出的要求值時，視為合格；而當(dāng)彎沉的代表值大于設(shè)計提出的要求時，則視為不合格。如果彎沉測定在不利季節(jié)條件下進行，則需要考慮一定影響系數(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，在公路路基路面檢測工作中，回彈彎沉檢測是一項重要內(nèi)容，其檢測結(jié)果除了能為施工過程中的質(zhì)量檢測提供依據(jù)，還能在竣工驗收中使用，用于綜合評定路基路面的施工質(zhì)量。為保證檢測結(jié)果的真實性與準(zhǔn)確性，不僅需根據(jù)實際情況選擇適宜的檢測方法，而且在實際操作過程中應(yīng)注意各項要點，如支點變形修正與溫度修正等，確保所得到的結(jié)果可以真實反映路基路面實際情況，發(fā)揮預(yù)期參考借鑒價值。