郝晨先

(山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心(有限公司),山西 太原 030000)

0 引 言

各地現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了一定成果,在進(jìn)一步落實(shí)高質(zhì)量發(fā)展過程中,離不開道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的支持。然而,在實(shí)際建設(shè)應(yīng)用過程,公路工程的路基路面存在車轍、沉降等病害問題,這就降低了項(xiàng)目建設(shè)使用的安全可靠性。為提高公路路基路面的施工建設(shè)效果,工程建設(shè)者可采用回彈彎沉檢測(cè)技術(shù),通過與實(shí)際建設(shè)情況與公路建設(shè)要求的結(jié)合,選擇具有適用性的回彈彎沉檢測(cè)技術(shù),以為后續(xù)檢測(cè)工作開展的科學(xué)合理性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這是進(jìn)一步優(yōu)化公路工程項(xiàng)目所處道路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要課題,需引起更多重視,進(jìn)而服務(wù)于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展進(jìn)程。

1 研究公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用,能夠作用于路基路面綜合承載能力大小的測(cè)試,以找出失穩(wěn)問題位置。這是提高公路工程建設(shè)使用效果的有效途徑。具體來講,回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪縫中心位置的最大回彈彎沉值。車輪荷載作用下,汽車運(yùn)行過程中路面所產(chǎn)生的垂直位移便被稱為彎沉,可評(píng)定路面使用性能。然而,實(shí)際應(yīng)用公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)效果并不理想,這與檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用不理想,沒有遵循科學(xué)管理、質(zhì)量第一以及公平原則有關(guān)。為此,研究人員應(yīng)加大技術(shù)應(yīng)用原則與要點(diǎn)方面的研究,以為同類工程建設(shè)情況提供有效的參考依據(jù)。

2 公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原則

2.1 遵循科學(xué)管理原則

測(cè)量回彈彎沉參數(shù)對(duì)于高速公路建設(shè)至關(guān)重要,因此,各部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)法律,統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,明確職責(zé)分工,統(tǒng)籌安排各環(huán)節(jié)作業(yè),以保證公路項(xiàng)目路基路面建設(shè)的順利完成。在公路路基路面檢測(cè)中,不但要注重回彈彎沉測(cè)試的合理性,還應(yīng)保障其符合國家有關(guān)規(guī)章的具體實(shí)施規(guī)定,特別是在測(cè)試階段,要采用更為科學(xué)的管理措施,嚴(yán)格遵守規(guī)范化的管理,不能任意變更檢測(cè)程序及步驟,以科學(xué)技術(shù)合理的方法,使檢測(cè)工作更具公正性,及時(shí)準(zhǔn)確地評(píng)估出過程中產(chǎn)生的安全問題,并實(shí)施有效的控制,以保障施工安全。實(shí)施有條不紊的進(jìn)度,保障建設(shè)各項(xiàng)任務(wù)有效順利完成。

2.2 遵循質(zhì)量第一原則

回彈彎沉數(shù)值是衡量公路強(qiáng)度和剛度的指標(biāo),因此,根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)節(jié),能夠有效提升公路施工品質(zhì)?；貜棌澇翙z測(cè)的目的在于確保質(zhì)量,因此,質(zhì)量第一是最基本的原則。通過運(yùn)用回彈彎沉檢測(cè),能夠準(zhǔn)確反應(yīng)出公路路基路面施工中存在的質(zhì)量問題,并對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行解析,如承載力、強(qiáng)度、剛性等,以便為后續(xù)施工管理提出科學(xué)的根據(jù),以便及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì),以確保公路路基路面建設(shè)的安全性和可靠性。

2.3 遵循公平原則

根據(jù)有關(guān)規(guī)范,必須嚴(yán)格遵守合同規(guī)定,保證過程中的公平、公正、公開,主動(dòng)協(xié)助監(jiān)管部門的各項(xiàng)工作,以保證提交的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信,以便高效地順利完成檢查各項(xiàng)任務(wù)。

3 關(guān)于公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 做好回彈彎沉檢測(cè)準(zhǔn)備工作

為了保證檢測(cè)活動(dòng)的順利進(jìn)行,檢測(cè)技術(shù)人員需要做好以下準(zhǔn)備工作:(1)對(duì)試驗(yàn)車實(shí)施全面檢查,確認(rèn)其制動(dòng)器體系和車輪符合規(guī)定,如果發(fā)覺有任何不符合規(guī)定的情況,應(yīng)立即采取相應(yīng)的預(yù)防措施,以保證試驗(yàn)車在各個(gè)方面都能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)[1]。(2)將適量的集料裝入車槽內(nèi),并根據(jù)后軸稱重?cái)?shù)據(jù)加以調(diào)節(jié),以保證試驗(yàn)車滿足BZZ—100或BZZ—60標(biāo)準(zhǔn)軸載的需要。在車輛行駛時(shí),軸重應(yīng)穩(wěn)定,并對(duì)車輪的接觸表面加以檢查。在平整的道路上,將千斤頂安放在汽車底部,并定期檢查后軸,然后在車輪下面放入一張干凈的復(fù)寫紙,慢慢地把千斤頂放下,使紙上產(chǎn)生輪胎印痕。最后,利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備和手段,精確測(cè)量車輪接地面積,控制在0.1 cm2以內(nèi)。(4)對(duì)彎沉儀實(shí)施嚴(yán)格檢查,以保證其靈敏度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);(5)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路溫度,并與氣象部門進(jìn)行溝通,獲取前五天溫度的平均值;(6)收集路面施工過程中的相關(guān)資料,如材料、厚度等。

在回彈彎沉檢測(cè)中,主要有四個(gè)步驟:(1)使用皮尺測(cè)量,確定合適的檢測(cè)點(diǎn),并將其設(shè)置在機(jī)動(dòng)車道內(nèi)的輪跡帶上,使用白色噴漆標(biāo)志。(2)調(diào)整試驗(yàn)車的方位,使其后輪隙與檢測(cè)點(diǎn)下方4±1 cm的高度相等[2]。將彎沉儀慢慢置入車后輪間的空隙內(nèi),確保設(shè)備方位與車輪平行,并且梁臂不會(huì)與車輪發(fā)生碰撞;對(duì)于彎沉儀側(cè)頭,將其設(shè)置在檢測(cè)點(diǎn)上,在測(cè)量桿上固定百分表,然后將其回復(fù)到“0”位,接著輕輕敲打彎沉儀,觀測(cè)百分表指針的變化,確認(rèn)指針平穩(wěn)后,重新返回到“0”位。當(dāng)汽車移動(dòng)時(shí),道路會(huì)發(fā)生相應(yīng)的形變,測(cè)試桿可以捕獲這一情況,并將其傳遞給百分表,當(dāng)表針不再發(fā)生變化時(shí),立刻標(biāo)記下示數(shù)L1;隨著汽車?yán)^續(xù)行進(jìn),百分表的指針會(huì)逐漸向“0”位轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)汽車經(jīng)過彎沉影響半徑超過3 m時(shí),百分表會(huì)發(fā)出停止指令,以此來提醒駕駛?cè)藛T注意安全。當(dāng)表針停止運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)立即標(biāo)記下L2的數(shù)值,并且在汽車行進(jìn)時(shí),應(yīng)將車速限制在5 km/h以內(nèi)。

3.2 靜力彎沉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

(1)貝克曼梁檢測(cè)技術(shù)

貝克曼梁是一項(xiàng)非常高效的靜力彎沉檢測(cè)裝置,其能夠?qū)⑤d貨機(jī)動(dòng)車分類裝載,并利用百分表準(zhǔn)確測(cè)量公路面層回彈彎沉值,操作簡單,檢測(cè)效率極高,在機(jī)動(dòng)車向前卸載測(cè)試過程中,貝克曼梁端頭會(huì)從基準(zhǔn)車后軸雙輪之間穿過,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)道路的有效檢測(cè)。在具體檢測(cè)工作中,測(cè)試技術(shù)人員應(yīng)該將百分表放置在梁的一端,以此當(dāng)作端頭,實(shí)現(xiàn)沉降量的正確測(cè)定。當(dāng)機(jī)動(dòng)車以勻速行進(jìn)時(shí),測(cè)試技術(shù)人員應(yīng)該嚴(yán)密觀測(cè)百分表的數(shù)據(jù),并標(biāo)記下峰值,等機(jī)動(dòng)車從道路上駛出后,再次觀測(cè)百分表,讀出對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù),二次測(cè)試的誤差的兩倍,即道路真實(shí)回彈彎沉值。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出公路面層的總彎沉值,檢測(cè)人員應(yīng)該采取后退加載法,這種方法能夠更加合理地提高測(cè)試精度[3]。

貝克曼梁法可以用于衡量高速公路的承載力,并且在道路交竣工驗(yàn)收階段可以作為判斷工程是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。其常常應(yīng)用于四個(gè)方面。①測(cè)定公路路基路面回彈彎沉值,以此來衡量高速公路的承載能力,并為道路工程設(shè)計(jì)提出技術(shù)支持。②在公路工程養(yǎng)護(hù)過程中,經(jīng)過測(cè)試道路回彈彎沉值,可以為養(yǎng)護(hù)方案的制定提出有力的依據(jù),從而獲得最佳的路面養(yǎng)護(hù)方法,提高養(yǎng)護(hù)效果。③一般情況下,為了確?；貜棌澇林档臏?zhǔn)確性,溫度應(yīng)控制在20±2 ℃的范圍內(nèi),但是,如果道路厚度超過5 cm,則需要采取相應(yīng)的措施來調(diào)整溫度,以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果。

(2)自動(dòng)彎沉儀檢測(cè)方法

基于杠桿原則,檢測(cè)技術(shù)人員提供了一個(gè)新的測(cè)試技術(shù),其構(gòu)建在貝克曼梁的基石上。通過有效測(cè)試汽車前后軸底盤連接的彎沉,檢測(cè)技術(shù)人員可以保證梁體能夠直接支承到地板上[4]。在慢慢、勻速行走的進(jìn)程中,后軸雙輪之間必須從測(cè)頭通過,此時(shí)位移傳感器能夠手動(dòng)記載下道路彎沉情況。隨著測(cè)量梁的旋轉(zhuǎn),自動(dòng)彎沉儀以兩倍速度慢慢地向下運(yùn)動(dòng),以精確測(cè)量道路彎沉值。與其他設(shè)備相比,其能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化的測(cè)量,并且能夠準(zhǔn)確記錄下最終的測(cè)量結(jié)果。

3.3 動(dòng)態(tài)彎沉檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

(1)穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀

穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀是一種先進(jìn)的公路路面檢測(cè)技術(shù),其運(yùn)用動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生器,以循環(huán)性的方式產(chǎn)生負(fù)荷,并在公路路面上依照規(guī)定的距離裝設(shè)傳感器,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)彎沉曲線的高效測(cè)量,具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

(2)脈沖動(dòng)力彎沉儀

落錘式彎沉儀,也稱FWD,是一款用于檢測(cè)基礎(chǔ)路面回彈彎沉值的常見儀器。其采用計(jì)算機(jī)控制液壓系統(tǒng),將重錘逐步上升到規(guī)定高程,并采用自由下落的方式,迫使承載板經(jīng)受強(qiáng)大沖擊力,最終傳導(dǎo)到道路,從而實(shí)現(xiàn)路面彎沉的檢測(cè)[5]。通過測(cè)距感應(yīng)器,可以即時(shí)錄得高速公路結(jié)構(gòu)層表面的變化狀況,并將其快速數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng),經(jīng)過精密的計(jì)算,測(cè)試工程師可以獲取道路彎沉值,并結(jié)合錘重和高度,有效地調(diào)整測(cè)試負(fù)荷,從而更好地保障高速公路安全性。隨著國內(nèi)高速公路交通運(yùn)輸行業(yè)的迅猛發(fā)展,反彈彎沉數(shù)據(jù)編制規(guī)范和通行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)發(fā)生變化,這將會(huì)導(dǎo)致最后測(cè)試結(jié)論產(chǎn)生較大誤差,從而影響公路路基路面反彈彎沉值測(cè)試管理工作的準(zhǔn)確性和可靠性[6]。為了確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,檢測(cè)人員必須嚴(yán)格遵守基礎(chǔ)路面回彈彎沉檢測(cè)流程,以確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性。經(jīng)過系統(tǒng)的修改和充實(shí),尤其是對(duì)公路路基面層回彈彎沉測(cè)試程序加以合理修改,并且繼續(xù)改變現(xiàn)行的監(jiān)測(cè)工作機(jī)制,可以很好地反映出公路路基面層反彈彎沉測(cè)定方法的重要性,從而使得該項(xiàng)測(cè)定方法能得到良好的運(yùn)用。

4 公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

某國省道干線改造工程,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)公路,設(shè)計(jì)速度為60 km/h,主車道采用雙向八車道,行車道寬度31 m,輔道設(shè)計(jì)速度40 km/h,行車道寬度10m,路線全長4.001 km。工程建設(shè)者根據(jù)項(xiàng)目所處環(huán)境條件與建設(shè)特點(diǎn),開展回彈彎沉檢測(cè)時(shí)采用貝克曼梁法,以為后續(xù)施工建設(shè)提供重要的數(shù)據(jù)信息參考。以下內(nèi)容為具體檢測(cè)過程:

選用測(cè)試設(shè)備與儀器

如表1所示,為標(biāo)準(zhǔn)軸載參數(shù)要求。

表1 標(biāo)準(zhǔn)軸載參數(shù)要求

彎沉儀選用,如圖1所示設(shè)備。

圖1 彎沉儀

該設(shè)備主要構(gòu)件包括貝克曼梁、百分表和表架,其中貝克曼梁的材質(zhì)屬于鋁合金,貝克曼梁上方設(shè)有水準(zhǔn)泡,其前臂的長度是后臂長度的2倍,需要注意前臂接觸路面,后臂上安裝著百分表[7]。彎沉儀的長度分為兩種:第一種長度為3.6 m,其前后臂的長度依次是2.4 m和1.2 m;第二種長度為5.4 m,其前后臂的長度依次是3.6 m和1.8 m。針對(duì)水泥混凝土路面、半剛性基層瀝青路面回彈彎沉測(cè)定時(shí),選取的是第二種彎沉儀,同時(shí)選取BZZ—100標(biāo)準(zhǔn)車。

(2)試驗(yàn)方法與步驟

①在測(cè)定前,必須對(duì)汽車實(shí)施全方位檢測(cè),主要是檢測(cè)車身、剎車和其他指標(biāo)。特別是要確保車輪內(nèi)胎的充氣壓強(qiáng)滿足設(shè)計(jì)要求。②在列車內(nèi)裝填重量級(jí)物質(zhì),并精確測(cè)定和記載汽車前后軸的總品質(zhì)。注意,在測(cè)定過程中,軸重應(yīng)保持不變。③通過利用千斤頂,在硬質(zhì)道路上測(cè)定汽車輪轂的連接面積,可以精確地計(jì)算出車輪的連接建筑面積,其精度可達(dá)0.1 cm2。④為了更加精確地測(cè)定,可以在車輪下面鋪上一塊復(fù)寫紙,然后慢慢下落千斤頂,從而印出車輪的印痕。⑤為了確保測(cè)定精度,技術(shù)人員必須對(duì)彎沉儀和百分表實(shí)施靈敏度檢測(cè)。此外,為了在瀝青路面上完成測(cè)試,還須采用路表溫度計(jì)來測(cè)試當(dāng)天的氣溫和路表的工作溫度。⑥還須準(zhǔn)確記錄路面建設(shè)或機(jī)械加工時(shí)所用的材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工情況以及后期養(yǎng)護(hù)狀況。

(3)測(cè)試步驟

①為了進(jìn)行檢測(cè),技術(shù)人員須在進(jìn)行檢測(cè)的道路超前布設(shè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)該間隔一些距離,并且應(yīng)該放置在道路行駛的車道軌跡上。②測(cè)點(diǎn)應(yīng)該用白涂料或粉筆標(biāo)出[8]。此外,測(cè)量汽車的后輪輪隙應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)點(diǎn)下方約5 cm處。③安放彎沉儀時(shí),應(yīng)確保其與汽車前行方位保持一致,并將其安放在汽車后輪中間的空隙部位,以避免測(cè)量梁與車輪產(chǎn)生接觸情況。測(cè)量梁端頭應(yīng)安放在測(cè)點(diǎn)上,并在其上裝設(shè)百分表,以便完成調(diào)零,一般可以輕擊彎沉儀以檢查其能否平穩(wěn)歸零。彎沉儀可以用作單側(cè)測(cè)定,也可以用作雙側(cè)同時(shí)測(cè)量。④當(dāng)工作人員發(fā)出指令后,測(cè)量汽車緩慢前行,百分表會(huì)隨著路面變形程度的增加而不斷旋轉(zhuǎn),直到達(dá)到最大值L1,然后持續(xù)前行,百分表的表針會(huì)相反旋轉(zhuǎn),直到測(cè)量汽車的彎沉值影響最大曲率半徑變化時(shí),停車持續(xù)前行,此時(shí)百分表仍然處在不穩(wěn)態(tài),需要進(jìn)一步調(diào)整,以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)表針平穩(wěn)后,應(yīng)該精確地讀取L2數(shù)據(jù),并且要確保測(cè)量汽車的行駛速度不超過6 km/h。

5 結(jié) 語

綜上所述,公路路基路面回彈彎沉檢測(cè)而技術(shù)的應(yīng)用,需在明確優(yōu)化控制原則的基礎(chǔ)上,對(duì)各個(gè)檢測(cè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。通過與公路工程路基路面實(shí)際情況、技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行充分結(jié)合,以提高回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)的適用性效果。事實(shí)證明,只有如此,才能最大程度的降低道路交通系統(tǒng)運(yùn)輸壓力增加、施工建設(shè)環(huán)境復(fù)雜以及技術(shù)水平要求較高所帶來的負(fù)面影響,進(jìn)而以高可靠性與高耐久性狀態(tài)作用于實(shí)踐,進(jìn)而為所處地區(qū)的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供助力。故,相關(guān)建設(shè)者應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研結(jié)果更多地作用于不同建設(shè)條件與建設(shè)要求的公路路基路面工程,以達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)控目的。