公路路基路面檢測(cè)中回彈彎沉檢測(cè)方法的應(yīng)用研究

楊 露

(貴州省銅仁桃源公路檢測(cè)有限責(zé)任公司，貴州 銅仁 554300)

在公路工程中，路基路面回彈彎沉是指路基路面受規(guī)定荷載持續(xù)作用后發(fā)生垂直變形，而在卸載之后可以恢復(fù)正常的變形，這一指標(biāo)除了能反映出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度，還和路面實(shí)際使用狀態(tài)有著密切的聯(lián)系，如果回彈彎沉值較大，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度較差，抵抗疲勞的性能也較差，無(wú)法承受重交通；相反，如果回彈彎沉值較小，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度較好，抵抗疲勞性能強(qiáng)，可良好適應(yīng)重交通。可用于公路工程路基路面回彈彎沉檢測(cè)的方法有很多，但現(xiàn)階段仍然以貝克曼梁法為主，它也是當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法，具有檢測(cè)結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

1 貝克曼梁法適用范圍

貝克曼梁法是現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)的路基路面回彈彎沉檢測(cè)方法，其適用范圍為。

(1)貝克曼梁法可對(duì)各類路基路面進(jìn)行回彈彎沉檢測(cè)，根據(jù)回彈彎沉檢測(cè)結(jié)果能評(píng)定路基路面的承載能力，也可為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

(2)可對(duì)路基和柔性路面結(jié)構(gòu)回彈彎沉值進(jìn)行測(cè)定，為工程的交工和竣工驗(yàn)收提供參考依據(jù)。

(3)采用該方法測(cè)定得出的回彈彎沉能為養(yǎng)管部門提供參考依據(jù)，保證養(yǎng)護(hù)維修的針對(duì)性和有效性。

2 檢測(cè)儀器和材料

2.1 測(cè)試車

高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路宜使用BZZ-100型測(cè)試車，其它宜采用BZZ-60型測(cè)試車。其中，BZZ-100型測(cè)試車的后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載為100±1 KN，一側(cè)雙輪荷載為50±0.5 KN，輪胎沖氣壓力為0.7±0.05 MPa，單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑為21.3±0.5 cm，輪隙寬度可滿足側(cè)頭進(jìn)行自由測(cè)試的要求；BZZ-60型測(cè)試車的后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載為60±1 KN，一側(cè)雙輪荷載為30±0.5 KN，輪胎沖氣壓力為0.5±0.05 MPa，單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑為19.5±0.5 cm，輪隙寬度可滿足側(cè)頭進(jìn)行自由測(cè)試的要求。

2.2 彎沉儀

彎沉儀主要由三部分組成，分別為貝克曼梁、百分表與表架。其中，貝克曼梁采用鋁合金材質(zhì)，其前臂與后臂的長(zhǎng)度比為2∶1，一般前臂直接和地面相接觸；貝克曼梁主要有兩種長(zhǎng)度，即3.6 m(2.4 m+1.2 m)和5.4 m(3.6 m+1.8 m)。如果是對(duì)瀝青與混凝土路面實(shí)施檢測(cè)，則以5.4 m長(zhǎng)為宜。

2.3 溫度儀

通過(guò)與路面之間的接觸測(cè)定路面溫度，端頭采用平頭式，分度不能超過(guò)10 ℃。

2.4 記錄裝置

條件允許時(shí)可配置自動(dòng)記錄裝置，也可使用記錄筆與表格進(jìn)行記錄。

3 檢測(cè)準(zhǔn)備

3.1 百分表安放

在日常檢測(cè)開(kāi)始前，對(duì)百分表傳感軸進(jìn)行提拉，以此確定檢查量程中檢測(cè)是否靈敏，百分表的數(shù)量一般不能少于兩塊。

在讀數(shù)之前對(duì)彎沉儀進(jìn)行輕叩，以確定百分表的指針是否歸零。

3.2 彎沉車配重

(1)裝配鐵塊

在條件允許的情況可進(jìn)行加工預(yù)制，裝配鐵塊要做到便于裝載和運(yùn)輸，且不會(huì)受到天氣因素的影響。

(2)裝載集料

在檢測(cè)開(kāi)始前，需對(duì)后軸總質(zhì)量實(shí)施稱量，并根據(jù)稱量的結(jié)果對(duì)重量進(jìn)行調(diào)整，直到滿足軸重的要求。左右側(cè)的重量應(yīng)保持均衡，如果在檢測(cè)過(guò)程中遇雨，需采用苫布覆蓋，若沒(méi)有苫布，則需要在雨停之后復(fù)檢。

3.3 輪胎接地面積

在光滑且平整的路面利用千斤頂把汽車的后軸平穩(wěn)頂起，然后在輪胎的正下方鋪上方格復(fù)寫紙，鋪好后將千斤頂落下，使方格紙印上汽車輪胎印，取回方格紙對(duì)輪胎的接地面積進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果精確到0.1 m2。

3.4 輪壓測(cè)定

在每次檢測(cè)開(kāi)始前都要使用壓力表準(zhǔn)確檢測(cè)輪壓，同時(shí)以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如果輪壓發(fā)生較大的變化，將會(huì)使輪胎的接地面積改變，影響檢測(cè)結(jié)果。

4 檢測(cè)步驟

在待檢測(cè)的部位將彎沉車停好、停穩(wěn)；

按照檢測(cè)要求將貝克曼梁放好；

將支架放穩(wěn)定，并對(duì)百分表進(jìn)行調(diào)整；

啟動(dòng)測(cè)試車，前進(jìn)速度按5 km/h控制，起車必須保持平穩(wěn)，否則會(huì)產(chǎn)生很大的干擾；

讀取檢測(cè)結(jié)果，并記錄結(jié)果。

5 修正系數(shù)

5.1 配重與當(dāng)量直徑

檢測(cè)時(shí)某些路段可能沒(méi)有地中衡，而彎沉車需要反復(fù)使用，可在有地中衡處實(shí)施稱重，若重量偏差超出允許的范圍，則可采用下列公式進(jìn)行修正

LR/LRi=(P/Pi)0.86=d1.5/di1.5

(1)

5.2 溫度修正

瀝青面層的厚度超過(guò)5 cm，同時(shí)路面溫度不在20±2 ℃以內(nèi)時(shí)，需進(jìn)行溫度修正，目前主要有兩種方法，即查圖法和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法，計(jì)算公式為

l=lr*K

(2)

式中，K表示溫度修正系數(shù)，確定方法為查圖與經(jīng)驗(yàn)法。

在測(cè)定工程中，對(duì)于瀝青面層，其平均溫度可以采用以下公式計(jì)算確定

T=a+bT0

(3)

式中，T表示測(cè)定過(guò)程中面層結(jié)構(gòu)的平均溫度，單位：℃；a、b均為系數(shù)，其中，a=-2.65+0.52 h，b=0.62-0.008 h；T0表示測(cè)定過(guò)程中面層平均溫度和前5 h氣溫的平均值之和，單位：℃；h表示面層結(jié)構(gòu)厚度，單位：cm。

5.3 支點(diǎn)變形修正

如果采用3.6 m長(zhǎng)彎沉儀檢測(cè)瀝青和混凝土路面，則會(huì)使支座處產(chǎn)生一定程度的變形，基于此，檢測(cè)過(guò)程中需要對(duì)支點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定是否發(fā)生變形。檢測(cè)時(shí)，需要在檢測(cè)用彎沉儀之后放置另一個(gè)彎沉儀，并將它的測(cè)點(diǎn)設(shè)置在檢測(cè)用彎沉儀的支點(diǎn)旁邊。在汽車啟動(dòng)以后，對(duì)兩個(gè)彎沉儀實(shí)際讀數(shù)進(jìn)行測(cè)定，若檢測(cè)用彎沉儀正常顯示讀數(shù)，則需要對(duì)變形修正進(jìn)行記錄。如果是在相同的結(jié)構(gòu)層面上進(jìn)行檢測(cè)，則可以在不同位置連續(xù)檢測(cè)五次，然后求取平均值，之后每一次檢測(cè)都將其作為修正值。

5.4 季節(jié)修正

根據(jù)檢測(cè)時(shí)季節(jié)和自然區(qū)劃位置及結(jié)構(gòu)類型等通過(guò)查表完成。

6 彎沉值評(píng)定與注意事項(xiàng)

6.1 彎沉值評(píng)定

彎沉值的評(píng)定采用以下公式進(jìn)行

(4)

6.2 注意事項(xiàng)

在實(shí)際的彎沉檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

(1)如果檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)彎沉特異值，應(yīng)將其舍去，并重新進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)要對(duì)部分不滿足要求的點(diǎn)做針對(duì)性處理。

(2)當(dāng)采用兩臺(tái)彎沉儀進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)時(shí)，需要做到獨(dú)立計(jì)算，如果使用左右平均值，將會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果造成影響。

(3)做好彎沉修正，包括溫度、季節(jié)、溫度和軸載。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在公路工程設(shè)計(jì)施工與檢查驗(yàn)收過(guò)程中，需要對(duì)路基路面的回彈彎沉進(jìn)行檢測(cè)，在沒(méi)有特殊要求的情況下，宜采用貝克曼梁法進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)注意規(guī)范操作和各項(xiàng)修正工作，以此保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，為設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收等提供可靠參考依據(jù)。