公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法及對比試驗探討

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）08-0134-03

0 引言

回彈彎沉檢測作為評估路基路面結構強度與剛度的重要參數之一，其準確性直接關系到公路的整體性能和長期使用效果。回彈彎沉檢測通過模擬實際車輛荷載作用，測量路基或路面在標準軸載下的總垂直變形（回彈彎沉值），該值不僅反映了公路結構的承載能力，還與路面的平整度、破損程度等密切相關。因此，準確、高效地檢測回彈彎沉值對于評估公路工程質量、預測路面損壞趨勢以及制定科學的養護策略具有重要意義。

一 回彈彎沉檢測基礎理論

回彈彎沉是指路基或路面在規定標準車的荷載作用下，輪隙位置產生的垂直變形中，卸載后能恢復的那部分變形值，單位通常為 0 . 0 1 m m 。這一指標直接反映了路基路面結構的整體剛度和強度，以及與路面使用狀態的內在聯系。

回彈彎沉值的大小能夠直觀反映路面結構的強弱，對于評價路面的承載能力和抗疲勞性能具有重要意義。通過回彈彎沉檢測，可以了解路面結構在不同條件下的變形特性，為公路的設計、施工及養護提供科學依據。定期進行回彈彎沉檢測，可以及時發現路面的潛在問題，如結構損傷、材料老化等，從而采取有效措施進行修復和保養。

1.1 回彈彎沉的影響因素分析

材料性質：路面各層材料的力學性能（如彈性模量、泊松比等）對回彈彎沉有顯著影響。材料的剛度越大，回彈彎沉值越小；反之，則越大。

結構層厚度：路面結構層的厚度也是影響回彈彎沉的重要因素。厚度越大，路面結構的整體剛度越大，回彈彎沉值越小。

氣候條件：溫度、濕度等氣候條件的變化會影響路面材料的性能，從而影響回彈彎沉值。例如，在高溫條件下，路面材料的模量降低，回彈彎沉值可能增大。

交通荷載：交通荷載的大小、頻率及類型對路面結構的變形有顯著影響。重載、高頻的交通荷載會加速路面結構的損傷和變形，導致回彈彎沉值增大。

施工工藝：施工質量的好壞直接影響路面結構的整體性能和回彈彎沉值。如壓實度不足、層間結合不良等問題都會導致回彈彎沉值增大。

1.2回彈彎沉檢測的基本原理

回彈彎沉檢測的基本原理是通過模擬實際車輛荷載作用，對路基或路面施加一定的垂直壓力，然后測量卸載后路面恢復變形的能力（即回彈彎沉值）。這一過程主要基于材料力學的彈性變形和塑性變形理論。在檢測過程中，通常使用標準軸載的車輛或專用檢測設備對路面進行加載和卸載操作，并利用高精度傳感器記錄加載前后的路面變形情況。通過對這些數據的分析和處理，可以得到路面的回彈彎沉值及其相關性能指標。

2 回彈彎沉檢測方法

2.1 貝克曼梁法

貝克曼梁法是一種廣泛應用于公路路基路面檢測中的回彈彎沉檢測方法。該方法通過載重汽車對路面進行加載，利用貝克曼梁和百分表等儀器記錄卸載后路面的回彈變形量，即回彈彎沉值。貝克曼梁法能夠較好地反映出路面的總體強度和承載能力，是評定路面整體性能的重要手段之一。

（1）檢測步驟與操作要點

試驗前準備工作：檢查并保持測定用標準車的車況及剎車性能良好，輪胎內胎符合規定充氣壓力。向汽車車槽中裝載（鐵塊或集料），并用地中衡稱量后軸總質量，使其符合要求的軸重規定，且在汽車行駛及測定過程中軸重不得變化。測定輪胎接地面積，采用在平整光滑的硬質路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，并在輪胎下方鋪上新復寫紙的方法，測算輪胎接地面積至 的精度。檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況。記錄瀝青路面修建或改建時的材料、結構、厚度、施工及養護等情況。

測試步驟：在測試路段布置測點，測點應位于路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆畫上標記。將試驗車后輪輪隙對準測點后約 3 ～ 5 c m 的位置。將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，確保梁臂不碰到輪胎。彎沉儀測頭置于測點上（輪隙中心前方 3 ～ 5 c m 處），并安裝百分表于彎沉儀的測定桿上，調零百分表。當汽車低速向前行駛時，觀察并記錄百分表的最大讀數（初讀數 。待汽車駛出彎沉影響半徑（約3 m 以上）后，記錄百分表的終讀數。計算兩次讀數之差，即為該測點的回彈彎沉值。

（2）優缺點分析

優點：貝克曼梁法所需設備相對簡單，易于攜帶和操作，適合各種條件下的現場檢測。由于設備簡單，不需要復雜的維護和校準，因此檢測成本相對較低。通過直接測量路面的回彈變形量，可以直觀地反映出路面的承載能力和強度。

缺點：檢測精度受人為因素影響較大，在操作過程中，需要依賴操作人員的經驗和技能，因此檢測結果的精度可能受到人為因素的影響。每次只能測量一個測點的回彈彎沉值，對于大規模的路面檢測來說，需要較長的時間和人力投入。貝克曼梁法屬于靜態檢測方法，無法模擬實際車輛行駛過程中路面結構的動態響應。

2.2 自動彎沉儀法

自動彎沉儀法利用杠桿原理及現代傳感器技術，通過承載車對路面施加標準軸載，同時測量路面在加載和卸載過程中的變形情況，從而得到路面的回彈彎沉值。該方法能夠連續、自動地記錄路面變形數據，提高了檢測效率和精度。

自動彎沉儀主要由承載車、測量機架、控制系統、位移傳感器、溫度傳感器、距離傳感器以及數據采集與處理系統等部分組成。承載車為單后軸、單側雙輪組的載重車，其軸載、輪胎氣壓等參數需符合要求。測量機架安裝于承載車上，通過位移傳感器實時監測路面變形情況。控制系統負責控制整個檢測過程，包括測試速度、數據采集等。數據采集與處理系統則負責將傳感器采集到的數據進行處理和分析，最終得到路面的回彈彎沉值[1]。

（1）檢測流程與數據處理檢查承載車的車況、制動性能、輪載及輪胎氣壓；

檢查測量機架的易損部件情況；打開設備電源進行檢查，確保控制面板功能鍵、指示燈、顯示器等正常；進行位移傳感器的標定并記錄標定數據。在測試路段前設置測試狀態參數，包括測試速度（一般控制在 3 . 5 k m / h 以內）、數據采集頻率等。緩慢加速承載車至設定速度，開始測試。同時，記錄路表溫度等數據。測試過程中，自動彎沉儀會連續采集路面變形數據。測試結束后，將采集到的數據進行處理。主要包括對彎沉值進行溫度修正（因溫度對路面材料性能有影響）、橫坡修正（當橫坡超過一定值時）、測試速度修正（當測試速度超過設定值時）等。最終計算得到測試路段的彎沉平均值、標準差及代表值。

根據路表溫度對彎沉值進行修正，以消除溫度對檢測結果的影響。當測試路段存在橫坡時，需根據橫坡大小對彎沉值進行修正。測試速度在設定范圍內，超過時需進行相關性試驗并對彎沉值進行換算[2]。

（2）相較于傳統方法的優勢

自動彎沉儀能夠實現連續、自動地采集和處理數據，大大提高了檢測效率。采用現代傳感器技術和數據處理方法，能夠更準確地測量路面的回彈彎沉值。適用于不同等級、不同類型的公路路面檢測，且能夠適應不同氣候條件下的檢測需求。減少了人工干預和誤差來源，操作人員只需進行簡單的設置和監控即可。能夠實時處理和分析采集到的數據，提供全面的檢測結果和分析報告。

2.3 落錘彎沉儀法

落錘彎沉儀法（FallingWeightDeflectometer，FWD）是一種基于動態檢測原理的路面彎沉測試方法。其工作原理是在計算機控制下，將一定質量的重錘由液壓傳動裝置提升至一定高度后自由落下，沖擊力作用于承載板上并傳遞到路面，從而對路面施加脈沖荷載。這一脈沖荷載模擬了車輛行駛時對路面的動態沖擊作用，導致路面表面產生瞬時變形。分布于距測點不同距離的傳感器檢測結構層表面的變形，并將信號傳輸至計算機進行處理，從而測定在動態荷載作用下產生的動態彎沉及彎沉盆。

（1）檢測效率與精度評估

落錘彎沉儀能夠快速連續地進行測試，每點測試速度通常小于20秒/點（三錘），啟用快速測量軟件后可進一步縮短至15秒／點。這種高效率使得在大規模路面檢測中能夠顯著節省時間。測試數據的讀取和記錄由控制系統自動完成，減少了人為因素的影響，提高了檢測效率。

落錘彎沉儀在精度和穩定性方面優于傳統方法，如貝克曼梁法。其荷載測量精度可達 1 % ，彎沉精度可達 2 % 能夠提供更為準確和穩定的測試結果。能夠測定動態彎沉值，并可反算路面的回彈模量，這是傳統靜態檢測方法所不具備的。

（2）適用范圍與限制條件

落錘彎沉儀主要用于路面養護管理方面，特別適用于高等級公路、城市道路等需要高精度、高效率檢測的路面。對于不同路面結構（如路基、柔性基層瀝青路面、半剛性基層瀝青路面等），落錘彎沉儀均能提供有效的檢測。手持式落錘彎沉儀還適用于場地狹窄地段（如路橋過渡段、路肩等）的檢測。

落錘彎沉儀的成本相對較高，可能限制了其在某些項目中的應用。由于其操作相對復雜，需要專業的操作人員進行操作和維護，增加了使用難度和成本。落錘彎沉儀的使用受到環境溫度、濕度、地面硬度和平整度等條件的限制。例如，使用環境溫度應在 之間，避免在極端高溫或低溫環境下使用；相對濕度不超過 80 % ；地面硬度等級需為C30及以上；地面平整度需在1%以內[3]。

在采用回彈彎沉檢測技術時，需格外注意幾點以確保檢測結果的準確性：（1）檢測儀器的校準狀態良好，這是獲取可靠數據的前提。

（2）檢測前的路面準備工作不容忽視，需清除雜物，保持路面干燥，以減少外界因素對結果的干擾。

（3）操作時應嚴格按照規程執行，避免人為誤差，特別是在放置與讀取回彈彎沉儀時，需細致入微，確保數據的精確性。檢測時應考慮環境因素，如溫度、濕度等，對路面材料的性能有顯著影響，從而間接影響檢測結果。

（4）數據記錄與分析要詳盡，以便后續比對與評估，為道路維護提供科學依據。

3 對比試驗

3.1 試驗對象概述

研究對象：某兩省交界處全長 的公路，包含國道平面交叉及鄉間道路，方向為東西走向。

（1）設計參數：額定行車速度： 路基寬度： 2 5 . 2 m 行車道寬度： 3 . 0 × 4 . 5 m ：硬路肩寬度： 3 . 0 × 3 . 5 m 土路肩寬度： 3 . 0 × 1 . 0 m 中間分隔帶： 1 . 5 m ，通鋪式，配防護欄。（2）路面結構層：3.5cmAC-13C（SBS改性）；4 cm AC-16（SBS改性）；7 c m 瀝青碎石ATB-25；改性瀝青同步碎石下封層；3 2 c m4 . 5 % 水泥穩定碎石基層；2 0 c m 二灰土底基層。（3）為了全面評估該公路的承載能力和結構性能，選擇上述三種方法進行回彈彎沉檢測。

3.2 試驗結果分析

測試結果統計見表1所示。

從數據分析來看，貝克曼梁法在路基和路面的檢測中合格率最高。自動彎沉儀法和落錘彎沉儀法的合格率略低，且在不同檢測位置的表現略有差異。選擇檢測方法時，可以根據具體需求和檢測條件綜合考慮。

4結論

該文針對某兩省交界處的公路路基路面進行了回彈彎沉檢測，通過實施并對比三種不同的檢測方法（貝克曼梁法、自動彎沉儀法、落錘彎沉儀法），積累了豐富的數據資源，獲得了寶貴的實踐經驗。以下為該研究主要發現與結論：

（1）在對比試驗中，發現該文提出的檢測方法（特別是落錘彎沉儀法）在測量精度上表現出色。落錘彎沉儀通過模擬車輛行駛時的動態沖擊作用，能夠更真實地反映路面在動態荷載下的響應特性，其測量結果與實際情況更為接近。同時，自動彎沉儀法也因其自動化程度高、數據記錄準確而具有較高的測量精度。

（2）貝克曼梁法作為傳統方法，雖在特定條件下仍具有應用價值，但其在操作便捷性和測量精度上已逐漸顯露出局限性。自動彎沉儀法和落錘彎沉儀法則因其高效、精準的特點，更適應于現代公路檢測的需求。特別是落錘彎沉儀法，其動態檢測原理能夠更全面地反映路面的結構性能，是未來公路檢測領域的重要發展方向。

文章不僅驗證了文中檢測方法的有效性，還為未來的公路質量評估和養護決策提供了有力支持。在后續研究中，可以進一步探索更多先進的檢測技術和方法，如基于物聯網和大數據的智能檢測系統等，以不斷提高公路檢測的精度和效率。同時，還應加強對檢測數據的深度挖掘和分析，為公路養護和管理提供更加科學的依據。

參考文獻

[1]張東寧.公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法及對比實驗[J].科技創新與生產力，2024（6）：115-117.

[2]蔣宣艷.公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的應用[J].交通世界，2023（26）：70-72.

[3]劉文文.公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的應用[J].黑龍江交通科技，2023（3）：45-47.