羅圣

（攀枝花公路建設(shè)有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

1 回彈彎沉檢測的內(nèi)涵及原則

所謂回彈彎沉就是在一定載荷下，由于豎向重力而產(chǎn)生了形變，再經(jīng)過卸荷之后，可以得到恢復(fù)的部分。路面的回彈彎沉可以充分反映出路基路面結(jié)構(gòu)的整體剛度、強(qiáng)度，還能夠判斷已投入使用公路的路基路面服役情況，用來判斷道路的承載力和抗疲勞性[1]。如果回彈彎沉值大，說明道路的承載力較弱，如果回彈彎沉值小，說明道路的承載力較強(qiáng)，一般以0.01mm 為基本單位。在運(yùn)用回彈彎沉檢測方法進(jìn)行工作時，要遵守如下原則。

（1）操作規(guī)范原則，所有參與檢測的工作人員必須在嚴(yán)格遵守規(guī)定和規(guī)范的前提下，對檢測過程進(jìn)行有條不紊的規(guī)劃和設(shè)計。他們需要確保每個步驟都按照規(guī)定的順序進(jìn)行，從而最大程度地提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。這種原則的實施可以減少誤差和錯誤，確保檢測過程的科學(xué)性和公正性。

（2）質(zhì)量為先原則，這是公路檢驗工作的核心原則。公路的質(zhì)量與其總體承載力密切相關(guān)，因此，在檢驗過程中，必須將質(zhì)量放在首位。根據(jù)具體的條件和規(guī)范，檢驗人員需要對新建公路工程或已投入使用的公路進(jìn)行承載力測定，以確保其滿足設(shè)計要求和安全標(biāo)準(zhǔn)。這一原則的實施可以提高公路的使用質(zhì)量，延長其使用壽命，并確保公眾的安全。

（3）公開透明原則，參與公路路基路面檢測的相關(guān)工作人員必須嚴(yán)格遵守合約條款和預(yù)先設(shè)定的計劃，確保整個流程和測試結(jié)果的公開和透明化。他們需要在相關(guān)人員的監(jiān)督下完成測試工作，以提高測試結(jié)果的完整性和精確度。這一原則的實施可以增強(qiáng)公眾對測試結(jié)果的信任和認(rèn)可，同時也有助于發(fā)現(xiàn)和糾正任何潛在的問題或錯誤。

2 回彈彎沉檢測法的應(yīng)用范圍

回彈彎沉的檢測方法可以判定路基路面的承載力，該方法不但可用于新建公路工程路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工控制、施工驗收之中，還可以用于老舊道路的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計中。

2.1 在公路結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

在公路設(shè)計過程中，關(guān)于工程質(zhì)量的測量內(nèi)容有很多，而其中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是垂直變形與回彈值的測量，常用的檢測方法就是回彈彎沉檢測。此外，還可以利用回彈彎沉檢測，為公路設(shè)計提供參考，舉例來說，某地修建一個四車道一級道路，當(dāng)?shù)孛磕甑慕煌科骄鏊贋?0%，預(yù)計通車的主要車型為東風(fēng)牌、解放牌等車型，因此，在公路設(shè)計階段就可對其進(jìn)行回彈彎沉的數(shù)值的計算，根據(jù)結(jié)果優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以符合其當(dāng)?shù)氐男熊囆枨蟆Ｓ嬎愕慕Y(jié)果能夠體現(xiàn)出其總體構(gòu)造的剛性與強(qiáng)度，經(jīng)過計算得到的回彈彎沉值即為公路設(shè)計的塑性要求。所以在設(shè)計道路工程的時候，就可以利用回彈彎沉檢測及相關(guān)計算，判斷道路的性能，根據(jù)計算結(jié)果為公路設(shè)計提供參考，從而達(dá)到提高道路質(zhì)量的目的。

2.2 在施工控制及施工驗收中的應(yīng)用

在公路工程的建設(shè)中，需要對施工質(zhì)量進(jìn)行定期的檢查，回彈彎沉檢測法就可以用來評估施工質(zhì)量，利用相關(guān)檢測對構(gòu)筑的道路強(qiáng)度和剛性有一個大致的認(rèn)識，如果是符合設(shè)計要求的，就可以繼續(xù)下一步的施工，如果不符合設(shè)計要求，就要責(zé)令其進(jìn)行返工和重修，從而提升道路的質(zhì)量。在整個項目完成后，還要對道路進(jìn)行回彈彎沉的測試，這樣才能對道路的整體質(zhì)量有一個全面的了解，同時也是開發(fā)商向承包人支付項目款項的一個重要的參考。在建設(shè)過程中會在不同階段多次進(jìn)行回彈彎沉檢測，這樣能夠最大程度保證整體質(zhì)量，確保工程施工達(dá)到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而提升了道路的安全性，保證使用性能。

圖1顯示內(nèi)力的獲得是對各種基本變形進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)。如果是強(qiáng)度分析，則需要計算應(yīng)力。不同于彈性力學(xué)基于幾個基本假設(shè)利用嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)計算公式，材料力學(xué)往往借助于簡化分析。在軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲中最重要的一個假設(shè)就是平截面假設(shè)。這一假設(shè)顧名思義，表示橫截面在桿件變形過程中始終保持為平面。不同的是：在軸線拉壓中橫截面保持平面，只是距離發(fā)生變化，橫截面上各處沿軸向的變形均勻分布；在扭轉(zhuǎn)中橫截面保持為平面且繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，變形大小與到圓心的距離成正比；在純彎曲中橫截面保持為平面且繞中性軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，兩橫截面之間的縱向纖維的長度變化沿梁的高度線性變化。

2.3 在老舊公路加固工程中的運(yùn)用

由于長期的使用和破壞，以及受了外力的影響，老舊公路的強(qiáng)度和剛度、承載能力被不斷的削弱，在投入使用一段時間后，將不能再滿足人們對公路的使用要求，這時就必須對道路進(jìn)行修復(fù)和加固補(bǔ)強(qiáng)，這時就可以運(yùn)用回彈彎沉檢測方法。如果回彈彎沉的值比較大，則說明承載力明顯不足，必須進(jìn)行大規(guī)模的修復(fù)，如果回彈彎沉的檢測量比較小時，則可以進(jìn)行小型的修復(fù)。隨著時間的推移，人們對道路的使用狀況和載荷承載能力的要求也在發(fā)生著改變。近年來，汽車持有量不斷增加，對道路的強(qiáng)度和剛性提出了更高的要求。因此，以往修建的公路所適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，和如今的交通量已經(jīng)不再匹配，這就有必要對道路展開補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計，從而提升道路的品質(zhì)。

3 公路路基路面回彈彎沉試驗方法

目前，公路回彈彎沉檢測常選用貝克曼梁法，它可以有效評價道路工程的總體承載力。在檢測一個瀝青混凝土公路時，一般以常溫20℃作為路面溫度，但若鋪筑的瀝青層超過5cm，則需對彎沉值進(jìn)行溫度校正。貝克曼梁法測格采用杠桿原理，選用連桿彎沉儀對彎沉值進(jìn)行測量，測試的具體方法如下。

3.1 準(zhǔn)備工作

要準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備儀器。標(biāo)準(zhǔn)車輛：所選車輛為雙軸、后軸雙側(cè)的四輪車，包括輪胎尺寸、標(biāo)準(zhǔn)軸力等指標(biāo)均要符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合實際情況、道路等級對載重車輛進(jìn)行選擇，例如BZZ-100 型具有100kN 后橋的試驗車輛可以在高速公路、一級和二級公路上使用；BZZ-60 型具有60kN 后橋的試驗車輛，則用在其他級別的公路工程中。道路彎沉儀：主要由貝克曼梁、百分表和表架組成[2]。在貝克曼梁彎曲試驗中，如果是測量半剛性基層的瀝青公路或混凝土道路的測量，可選擇長度5.4m 的貝克曼梁。此外還要準(zhǔn)備接觸式溫度計、卷尺等小型儀器。在使用標(biāo)準(zhǔn)汽車之前，必須先檢查它的各項特性，特別是制動部分，并確保它的內(nèi)胎與充氣氣壓一致。將載重材料裝放在車箱中，選擇一個地秤稱出后輪軸的總重量，在汽車的運(yùn)轉(zhuǎn)和測量過程中，軸荷載不能有變化。

3.2 試驗方法

（1）在平坦光滑的硬質(zhì)道路上，使用千斤頂頂著車輛的后軸，并在車輪下面鋪上一塊新的復(fù)寫紙。然后慢慢地將千斤頂放下，這時車輪會在復(fù)寫紙上留下軌跡，形成小格子的形狀。通過這種方式，可以準(zhǔn)確地測量出車輪的接地區(qū)域，精度可以達(dá)到0.1cm2，為后續(xù)的測量和分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）在測量瀝青路面時，需要對大氣溫度、路表溫度進(jìn)行測量。為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，可使用接觸式溫度計進(jìn)行測量。此外，還需要對鋪裝層材料、鋪裝層結(jié)構(gòu)和鋪裝層厚度等各參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄。這些參數(shù)對于了解路面的性能和使用狀況至關(guān)重要。

（3）在試驗段內(nèi)，將測點布置在公路上行車軌跡上，并利用涂料等作標(biāo)記，以便后續(xù)的測量和分析。同時，按照試驗要求設(shè)定試驗段的間距，確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

（4）在測試車輛的后輪間隙在測量點后方的3～5cm 處，將彎沉儀放入車輛的后輪間隙中，并與車輛方向一致，確保梁臂不與輪胎相接觸。在測點上安裝彎沉儀測頭，并在彎沉儀測桿上安裝百分表，以便實時監(jiān)測路面變形情況。

（5）在測量過程中，安排專人引導(dǎo)汽車沿著形變部位前進(jìn)，隨著路面的變化，百分表也會隨之變化。當(dāng)表針轉(zhuǎn)到峰值時，迅速讀出數(shù)值（L1），這是路面形變部位的彎沉值。然后，車?yán)^續(xù)前進(jìn)，儀表表針將會反向回轉(zhuǎn)。待車離開彎沉作用范圍后，才能停車，指針也回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，此時讀出L2。在整個過程中，車速的移動速度保持在5km/h，以確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 彎沉儀支點校正

在進(jìn)行半剛性基層瀝青公路或水泥混凝土路面的回彈彎沉試驗時，選擇彎沉儀的長度為3.6m 是一個常見的選擇。然而，由于這種長度的彎沉儀容易發(fā)生支點變形的情況，因此需要進(jìn)行支點校正。為了進(jìn)行校正，可以在選取的彎沉儀后面安設(shè)另一臺彎沉儀。在試驗車行駛時，記錄兩個彎沉儀的讀數(shù)。這樣，可以通過用于檢驗的彎沉儀的讀數(shù)進(jìn)行校正。為了提高測量的準(zhǔn)確性，建議在同一的構(gòu)造層上進(jìn)行多次測量，最好在每一個部位上進(jìn)行3～5 次測量，以求出平均數(shù)。這個平均數(shù)可以作為后續(xù)測量的校準(zhǔn)值。值得注意的是，當(dāng)彎沉儀的測長為2.5m 時，一般就不需要進(jìn)行支點校正。這是因為2.5m 的彎沉儀相對較短，支點變形的可能性較小[3]?？傊?，在進(jìn)行半剛性基層瀝青公路或水泥混凝土路面的回彈彎沉試驗時，需要根據(jù)實際情況選擇合適的彎沉儀長度并進(jìn)行支點校正。同時，為了提高測量準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行多次測量并求出平均數(shù)。

3.4 結(jié)果計算分析

（1）公路各測量點處的回彈彎沉值可以按照下列公式1 進(jìn)行計算。

式中：T——道路溫度；LT——回彈彎沉；L1——百分表最大讀數(shù)；L2——試驗汽車離開彎沉力的影響范圍時百分表的讀數(shù)。

（2）瀝青路面回彈彎曲量可根據(jù)式2 進(jìn)行計算。

式中：K——溫度校正系數(shù)；L20在常溫20℃下的瀝青公路路面回彈彎沉數(shù)值；T——路面平均溫度；LT——在路面的平均溫度下瀝青路面的回彈彎沉值。

在進(jìn)行彎沉儀支點變形修正過程中，路面測點的回填彎沉值可按照式（1）和式（2）進(jìn)行計算得到，但此種方法也只是適用于彎沉儀支座處的變形修正中。而百分表架處路面已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的變形，僅憑上述公式無法獲得準(zhǔn)確的路面彎沉值。而且若瀝青路面面層超過5cm，路面溫度超過20℃時，還需對回彈彎沉值進(jìn)行溫度修正[4]。

3.5 彎沉值的評定

彎沉值的評定標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過深思熟慮和精確計算得出的，通常是根據(jù)國家或行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定。在中國公路工程中，現(xiàn)行彎沉值的評定標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450—2019）進(jìn)行制定的，這確保了彎沉值評定的準(zhǔn)確性和可靠性。

彎沉值的評定方法包括現(xiàn)場檢測和室內(nèi)試驗兩種。現(xiàn)場檢測是指在公路上直接進(jìn)行彎沉值的測定，這種方法能夠真實地反映公路路基路面的實際情況。而室內(nèi)試驗則是通過模擬公路路基路面的工況條件進(jìn)行試驗，這種方法可以在受控的條件下進(jìn)行試驗，從而獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。評定結(jié)果的分析包括數(shù)據(jù)處理和結(jié)果判定兩個方面。數(shù)據(jù)處理是指對測定得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以得出合理的彎沉值評定結(jié)果。這個過程包括對數(shù)據(jù)的篩選、整理、計算和比較，從而確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。結(jié)果判定是指根據(jù)評定標(biāo)準(zhǔn)和評定方法，對評定結(jié)果進(jìn)行判定，以確定公路路基路面的質(zhì)量等級。這個過程需要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和程序，以確保判定結(jié)果的公正性和客觀性。彎沉值的評定是一項嚴(yán)謹(jǐn)而重要的工作，需要遵循國家或行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定和實施。通過科學(xué)、準(zhǔn)確的評定方法和分析過程，可以得出可靠的彎沉值評定結(jié)果，從而為公路路基路面的設(shè)計和施工提供重要的參考依據(jù)。

4 回彈彎沉檢測方法應(yīng)用中需要注意的事項

回彈彎沉檢測方法是一種廣泛應(yīng)用于路基路面檢測中的技術(shù)，其可以有效地反映路基和路面的綜合承載能力。目前，貝克曼梁法、自動彎沉儀和落錘式彎沉儀是最常用的回彈彎沉檢測方式，這些方法均具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。

首先，在進(jìn)行回彈彎沉檢測時，需要選擇符合測試標(biāo)準(zhǔn)的車輛，確保其輪胎壓力、荷載等參數(shù)符合規(guī)定要求。此外，測試速度的控制也十分重要，測試過程中，測試車速應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，以避免速度變化對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。

然后，溫度修正也是回彈彎沉檢測中需要注意的一個方面。對于瀝青路面彎沉的溫度修正系數(shù)K3，同樣需要按照現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范規(guī)定的方法進(jìn)行計算[5]。同時，季節(jié)和濕度對強(qiáng)度的影響作用也需要重新進(jìn)行評價。在應(yīng)用現(xiàn)設(shè)計規(guī)范中季節(jié)影響系數(shù)K1 和溫度影響系數(shù)K2 時，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行考慮。

最后，對檢測出的彎沉值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析也是非常重要的。各種條件下測出的彎沉值受多種因素影響，需要進(jìn)行相應(yīng)的修正后才能進(jìn)行進(jìn)一步的分析和評價。只有這樣，才能更準(zhǔn)確地反映路基路面的綜合承載能力。

5 結(jié)語

總之，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的公路建設(shè)事業(yè)也有了長足的進(jìn)步。為了提高項目的品質(zhì)，需要做好各種測試工作，回彈彎沉測試就是一項比較常用的公路測試手段，目前多采用貝克曼梁測試法，此種檢測方法的準(zhǔn)確性高、結(jié)果可靠。在開展回彈彎沉測試時，需要做好儀器的準(zhǔn)備工作，保證所選擇的測試儀器的精度，并按照規(guī)范流程操作，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，為公路檢測提供有效參考。