路面彎沉檢測方法的試驗分析

■汪 瑜，王 彪

■1．銅仁市交通建設(shè)工程試驗檢測中心，貴州 銅仁 554300;2．銅仁市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，貴州 銅仁 554300

路面彎沉指的是在荷載的影響下道路路面出現(xiàn)了垂直變形的情況，是道路整體抗壓的綜合體現(xiàn)。彎沉值的大小直接體現(xiàn)了路面道路抗變形能力。在同一車輪荷載的影響下，道路的彎沉值越小，對垂直變形的抵抗能力就越高，道路結(jié)構(gòu)的彎沉值越高，可以承受的車輪反復(fù)影響的次數(shù)就越多，對垂直變形的抵御能力就越低。在工程竣工前，進行路面彎沉檢測，可以有效體現(xiàn)路面的總體施工質(zhì)量。因此，科學(xué)合理的進行彎沉測試具有在保證工程質(zhì)量方面具有重要意義。

1 路段工程的簡介

貴州某二級公路的施工路段，路段的起始點有2km的淺山區(qū)。該路段在設(shè)計的時候，設(shè)計的路面寬度為10m，路基設(shè)計為15m，路面兩側(cè)留有硬化帶，硬化帶的外側(cè)預(yù)留2m的綠化區(qū)域。行車路段使用瀝青混凝土來鋪設(shè)面層，面層的下封層使用中粒式瀝青混凝土鋪設(shè)，路段的基層使用砂礫，砂礫的類型為石灰。由于貴州公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，會對人民的生命財產(chǎn)安全造成影響，因此要根據(jù)地質(zhì)情況，進行彎沉值檢測，延長公路的使用年限。該路段所使用的材質(zhì)性質(zhì)為:石灰的等級要在三級以上，砂礫要使用粒徑為40mm的，土的塑性要控制系數(shù)在14以內(nèi)。

2 貝克曼量法適用范圍和實驗器具

2．1 貝克曼量法的適合范圍

貝克曼量法主要用來對各種路面、路基的回彈彎沉進行測定，評定公路的承載水平，為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供幫助，一般在交工和竣工時進行路面回彈彎沉值和路基彎沉值的測定，在測定時，以20℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度，超出標(biāo)準(zhǔn)溫度時，如果瀝青路面的厚度超出5cm，要對溫度進行修正。

2．2 使用的材料和儀器

(1)路面彎沉儀。路面彎沉儀主要由表架、百分表、貝克曼梁構(gòu)成，貝克曼量的為鋁合金材質(zhì)，前臂和后臂的長度比2∶1［1］。(2)測試車。測試車使用四輪后軸雙側(cè)載重車，輪胎尺寸、標(biāo)準(zhǔn)荷載、輪胎氣壓、輪胎間隙和要求參數(shù)相符合。在選擇測試車時，由于本路段為二級公路，因此使用后軸為100KN的BZZ-100。(3)接觸式路面溫度計。溫度計的頭部為平頭，分度在1℃以下。(4)其他材料。粉筆、口哨、皮尺、粉筆、白油漆等。

3 檢測前的準(zhǔn)備工作

(1)在試驗前，首先查看標(biāo)準(zhǔn)車的車況，輪胎氣壓是否在規(guī)定范圍中，剎車性能是否良好。將集料、鐵塊等裝入汽車車槽中，并測量試驗車后軸的總重量，查看其是否在固定范圍中。要求汽車在測定和行駛的過程中軸重不發(fā)生變化。(2)對輪胎的接地面積進行測量，使用千斤頂在硬質(zhì)路面上頂起汽車的后軸，并將一張新的復(fù)寫紙撲在輪胎下方，將千斤頂輕輕放下，輪胎印痕就會被印在方格紙上，然后使用數(shù)方格和求積儀的方法對輪胎的接地面積進行測算，要求計算結(jié)果精確到0．1cm2。(3)對彎沉儀百分表測量的靈敏度進行檢查。(4)在測定的過程中，使用溫度計測量路標(biāo)溫度和試驗氣溫，并提前了解未來五天的平均溫度。(5)對路面材料情況、厚度情況、結(jié)構(gòu)情況進行記錄。

4 檢測過程

首先，將測點布置好，測點的距離根據(jù)測試路段的基本要求進行確定。測點要位于行車車道的輪跡帶上。并使用粉筆和白油漆做好標(biāo)記。試驗車后輪的輪隙和測點后3～5cm的位置對準(zhǔn)，然后在車輪間的縫隙處插入彎沉儀，和汽車方向相同，梁臂不允許觸碰輪胎，將彎沉儀布置在測點上，冰在彎沉儀的測定桿上安裝百分表，將百分表調(diào)零，然后使用手指輕輕在彎沉儀上叩打，查看百分表能不能穩(wěn)定回零［2］。彎沉儀可以同時對兩側(cè)進行測定，也可以進行單側(cè)測定。檢測人員發(fā)出口令指揮汽車緩慢前進，隨著路面變形程度的增加，百分表表針會發(fā)生轉(zhuǎn)動，達到最高值時，記錄下初讀數(shù)。汽車繼續(xù)向前移動，表針向反方向轉(zhuǎn)動后，汽車駛出彎沉影響半徑3m后，汽車停止移動，等彎沉儀穩(wěn)定后，讀取最終的測試數(shù)據(jù)。

5 計算路面彎沉值

使用如下公式計算路面測點的回彈彎沉值:Lr=2(L1-L2)

在公式中，L1指的是車輪中心接近彎沉儀側(cè)頭時百分比的讀書的最大值，精確到0．01mm，Lr指的是路面溫度T時的回彈彎沉值，精確到0．01mm，L2指的是汽車從彎沉影響半徑駛出后，彎沉儀最后的百分表讀數(shù)，精確到0．01mm。在需要修正彎沉儀支點的時，路面測點的回彈彎沉值為:Lr=2(L1-L2)+6(L3-L4)

其中，L3指的是車輪中心靠近彎沉儀側(cè)頭時彎沉儀的最高讀數(shù)，精確到0．01mm，L4指的是汽車從彎沉影響半徑駛出后，彎沉儀的最后讀數(shù)，精確到0．01mm。

彎沉代表值指的是彎沉測量值向上波動時的界限，使用以下公式進行計算:LR=L+ZA．S

在公式中，LR指的是評定路段代表彎沉值，精確到0．01mm，S指的是各個評定路段經(jīng)過修正后所有測點彎沉值的標(biāo)準(zhǔn)差，L指的是評定路段修正完成后各個測點的平均值，精確到0．01mm。ZA指的是和保證率相關(guān)的系數(shù)，取值標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 ZA取值標(biāo)準(zhǔn)

在底基層、柔性基層和路基的彎沉代表值達不到要求時，可以舍棄超出L±(2～3)s的彎沉特異值舍棄，然后重新對標(biāo)準(zhǔn)差和平均值進行計算。對于舍棄彎沉值超出L±(2～3)s的點，要將周圍的界限找出，然后對局部進行處理。在使用兩部彎沉儀通順測定左輪和右輪的彎沉值時，要按照兩個獨立的測點進行計算，不允許使用測點的平均值進行計算。本工程經(jīng)過檢測后，路面彎沉值如表2所示。

表2 彎沉值檢測結(jié)果

按照相關(guān)驗收規(guī)范規(guī)定，此公路路段的彎沉值達到了規(guī)定要求，公路施工質(zhì)量良好。

6 路面彎沉測試質(zhì)量控制建議

(1)彎沉車上要裝配鐵塊，增加配重，在進行檢測前要稱量后軸的總重量，然后對重量進行調(diào)整，保證后軸的重量達到設(shè)計要求，兩軸的重量要均衡。(2)控制好車輛的行駛速度。在測量的過程中，行駛速度控制在5km/h左右，速度不宜過快。(3)控制好百分表的靈敏度。將經(jīng)過計量校驗的百分表安裝在彎沉儀的測定桿上，注意要將百分表調(diào)到零，然后使用手輕敲彎沉儀，查看百分表的穩(wěn)定性。(4)讀取百分表測量數(shù)據(jù)時的注意事項。在測試的過程中，如果檢測人員調(diào)節(jié)的百分表測桿不合理，會對測量最低值和測量最高值的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致測定的彎沉數(shù)值變小。通常情況下，測桿的位置要居中，表針保持在300～400之間，確?？梢詼?zhǔn)確讀出最低值和最高值［3］。(5)彎沉值的檢測頻率。在對代表彎沉值進行測量時，評定路段應(yīng)以千米為單位，每一個路段設(shè)置85～100個檢測點。如果車道數(shù)量增加，要適當(dāng)增加檢測點。(6)溫度因素。由于彎沉強度的測定是在瀝青路面上開展的，氣溫對公路表層影響比較大。在冬季路面會比較硬，夏季路面會比較軟，容易出現(xiàn)測量失真的情況。因此，要在標(biāo)準(zhǔn)溫度狀態(tài)下測頂彎沉值，一般情況下，以20℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度值，當(dāng)瀝青厚度在5cm以內(nèi)時，不用對溫度進行修正。路面溫度處于20℃ ±2℃時也不需要修正溫度，其余情況下都需要修正溫度。

7 結(jié)論

當(dāng)前，公路路面、路基的承載力主要使用回彈彎沉值進行表示，是體現(xiàn)公路質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，因此，合理的對路面回彈彎沉值進行評價是非常重要的，準(zhǔn)確的對路面的彎沉值進行測量，在公路質(zhì)量管理方面具有重要意義。

［1］JTGE60-2008．公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程［S］．北京:人民交通出版社，2008．

［2］交通部基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站．路基路面試驗檢測技術(shù)［M］．北京:人民交通出版社，2000∶56-57．

［3］謝水友，鄭傳超．輪胎接觸壓力對瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響［J］．長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，24(1)．