金 雄
(云南省交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院資產(chǎn)管理公司,云南 昆明 650501)
經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展下,作為我國基礎(chǔ)設(shè)施,公路數(shù)量和種類也在持續(xù)增加,對于現(xiàn)代公路,人們的要求不僅局限于暢通性,還要保證公路質(zhì)量。回彈彎沉值在我國有著廣泛應(yīng)用,且在發(fā)展中積累了很好的經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)生了不少研究成果?;貜棌澇林挡粌H在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工控制和驗(yàn)收中發(fā)揮著重要作用,而且在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中也具有重要意義。路基路面彎沉檢測中,要保證其檢測成效,就要合理選擇檢測方式,同時(shí)不斷創(chuàng)新技術(shù)方法。
(1)彎沉。彎沉指的是在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,路基路面輪隙位置產(chǎn)生的垂直變形、垂直回彈變形值,其單位為0.01mm。
(2)設(shè)計(jì)彎沉值。即根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級、面層和基層類型而確定的路面彎沉值。
(3)竣工驗(yàn)收彎沉值。用來檢驗(yàn)路面施工是否與設(shè)計(jì)相符的一項(xiàng)重要指標(biāo)。計(jì)算路面厚度過程中,以設(shè)計(jì)彎沉值作為其控制目標(biāo)情況下,驗(yàn)收彎沉值需小于設(shè)計(jì)值[1]。如果其厚度計(jì)算控制指標(biāo)為層底拉應(yīng)力,由拉應(yīng)力計(jì)算得到結(jié)構(gòu)厚度,依據(jù)結(jié)構(gòu)厚度對路面彎沉值進(jìn)行重新計(jì)算,即得到竣工驗(yàn)收彎沉值。
(1)科學(xué)管理原則。在市政公路工程施工中,回彈彎沉值檢測作為重要環(huán)節(jié),要依據(jù)相關(guān)法律法規(guī),合理制定具體的流程,科學(xué)管理各個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié),保證各部門可以有序進(jìn)行,且高質(zhì)量完成整個(gè)檢測工作。
(2)質(zhì)量優(yōu)先原則?;貜棌澇林档拇笮】煞从彻饭こ陶w性能,包括其剛度和強(qiáng)度。因此,通過彎沉檢測,可以了解公路的使用狀態(tài)。只有保證檢測質(zhì)量,才能發(fā)揮其實(shí)際作用,提高公路的質(zhì)量。
(3)程序公正原則。程序公正就是在路基路面檢測中,要保證具體實(shí)施符合法律規(guī)定、合同規(guī)定,整個(gè)檢測過程透明、有效、合理,保證實(shí)際檢測水平。
在市政公路建設(shè)發(fā)展中,公路檢測方法和設(shè)備也在更新?lián)Q代,以滿足公路建設(shè)要求。
在市政公路路基路面彎沉檢測中,應(yīng)用貝克曼梁法進(jìn)行測定,主要是通過標(biāo)準(zhǔn)測試車加載路基路面,加載過程中會產(chǎn)生位移,使用百分表來采集數(shù)據(jù),得到路基路面回彈彎沉。該檢測方法的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,可以用來檢測不同類型公路路基路面彎沉值,對公路工程的整體承載性能進(jìn)行評估,在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也可發(fā)揮一定作用[2]。
貝克曼梁法測量的應(yīng)用原理、操作都比較簡單,具體操作步驟:(1)將標(biāo)準(zhǔn)測試車停好,在車后輪的縫隙處插入貝克曼梁,使其與汽車方向保持一致,注意梁臂不可碰到輪胎。(2)將貝克曼梁測頭放置到測點(diǎn)上,并在測定桿上安裝好百分表,百分表調(diào)零。(3)在測試車行駛中,百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動。當(dāng)表針轉(zhuǎn)動到最大值時(shí),迅速讀取初讀數(shù)。汽車?yán)^續(xù)前進(jìn),表針反向回轉(zhuǎn),待汽車駛出影響半徑之后停車。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取終讀數(shù),結(jié)合終讀數(shù)與初讀數(shù)進(jìn)行路基路面回彈彎沉值計(jì)算。
在計(jì)算環(huán)節(jié),注意修正支點(diǎn)變形、溫度。貝克曼梁法測得的彎沉值是靜態(tài)彎沉,可以保證測試車軸重和輪胎接地面積是與要求相符的數(shù)據(jù)。結(jié)合得到的數(shù)據(jù),依據(jù)規(guī)定算法,計(jì)算出該路段彎沉平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)值。
自動彎沉儀檢測法是在貝克曼梁法基礎(chǔ)上拓展而來的,與貝克曼梁法相比,應(yīng)用自動彎沉儀可以連續(xù)實(shí)施檢測,因此提高了檢測工作效率。其應(yīng)用也比較廣泛,多在高速公路驗(yàn)收、公路養(yǎng)護(hù)檢測中使用,同時(shí)對市政新建和改建路面工程驗(yàn)收檢測也有著良好的應(yīng)用成效,一些路面無嚴(yán)重坑槽等病害的公路,可以在正常通車下采用自動彎沉儀法檢測彎沉值[3]。
該檢測方法原理與貝克曼梁法類似,都是簡單的杠桿原理。在檢測時(shí),自動彎沉儀測定車以一定速度行進(jìn),測試車的前后軸底盤下會安裝彎沉測定梁,行進(jìn)中要將其放到車輛底盤前段,且要在地面支好,以保證其穩(wěn)固性檢測中不可移動。檢測過程中,后軸雙輪隙通過測頭可以由位移傳感器等將彎沉通過位移記錄下來,此時(shí)會拖動測定梁,以二倍汽車速度被拖動到達(dá)下一測點(diǎn)。反復(fù)操作,連續(xù)測定完成檢測工作,再由計(jì)算機(jī)輸出檢測計(jì)算結(jié)果。
自動彎沉儀具備的采集功能可以進(jìn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、彎沉數(shù)據(jù)采集,具有智能化特征。在系統(tǒng)中采集到的信息會以文本格式存儲好,并將其輸入計(jì)算機(jī)控制器。系統(tǒng)收到命令后,可以顯示數(shù)據(jù)柱狀分析圖,包含內(nèi)容有距離、溫度、峰值等,并依據(jù)系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù),對變化曲率半徑值進(jìn)行計(jì)算,得到均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。與貝克曼梁法測定的回彈彎沉不通,其測定的是總彎沉,可以將兩者得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比試驗(yàn),得出關(guān)系式,進(jìn)行回彈彎沉換算,科學(xué)評定公路路基路面工程。
貝克曼梁法測得的是靜態(tài)彎沉,自動彎沉儀測得的彎沉也接近靜態(tài)彎沉。而汽車在實(shí)際行駛中,往往速度很快,因此落錘式彎沉儀法被開發(fā)利用出來。這種檢測方法模擬了汽車的快速行駛,測定在其沖擊荷載下的彎沉,計(jì)算機(jī)可以自動進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,且采集精度也比較高。近年來,公路行業(yè)利用落錘式彎沉儀進(jìn)行動態(tài)彎沉測定,并反過來計(jì)算回彈模量成為熱門研究點(diǎn)。該儀器一般被應(yīng)用在高等級路面彎沉檢測中,是一種先進(jìn)的無損檢測設(shè)備。
具體工作原理就是先將測定車行駛至測定點(diǎn),利用計(jì)算機(jī)控制其液壓系統(tǒng),然后啟動落錘裝置,使具備一定質(zhì)量的落錘從一定高度落下,沖擊力作用于承載板并傳遞到路面,導(dǎo)致產(chǎn)生彎沉,測點(diǎn)不同距離外設(shè)置的傳感器就會進(jìn)行表面變形檢測[4]。信號由記錄系統(tǒng)輸入計(jì)算機(jī),得到測點(diǎn)彎沉,各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)可以在屏幕顯示,也可存儲在軟盤。在使用中應(yīng)注意,應(yīng)用落錘式彎沉儀所測得彎沉是動態(tài)總彎沉,可以與貝克曼梁法得到的靜態(tài)彎沉進(jìn)行對比換算,根據(jù)彈性層狀體系理論、計(jì)算程序,進(jìn)一步計(jì)算路面彈性模量。
在公路建設(shè)中,公路質(zhì)量的測量包含了多個(gè)方面,其中垂直變形、回彈值的測量是重要的檢測部分。根據(jù)建設(shè)道路的實(shí)際使用需求,通過對路基路面的回彈彎沉值測量,可以科學(xué)評定路面整體剛度、強(qiáng)度,在精準(zhǔn)計(jì)算下,確保路基路面回彈彎沉值與公路塑性要求相符,保證其抗疲勞性能良好。因此,在公路設(shè)計(jì)中,進(jìn)行準(zhǔn)確的彎沉測量,有助于提升公路設(shè)計(jì)水平。
公路工程施工中,承包商要定期檢測其施工質(zhì)量,主要采用的就是回彈彎沉檢測法,以準(zhǔn)確了解完工公路段的強(qiáng)度、剛度。符合要求的公路路段則通過驗(yàn)收,與要求不符就需返工重修。工程整體竣工后再次檢測其回彈彎沉,可以綜合掌握公路質(zhì)量,開發(fā)商以此為依據(jù)支付工程款項(xiàng)。在公路施工和驗(yàn)收環(huán)節(jié)中,多次進(jìn)行彎沉檢測,可以更好地保障公路工程質(zhì)量安全。
公路工程在長年使用中受外力作用影響,舊公路強(qiáng)度、剛度都會降低,承受力大量削弱,而無法滿足人們的實(shí)際使用需求。在進(jìn)行舊路的補(bǔ)修改進(jìn)中,需要根據(jù)回彈彎沉檢測來確定改進(jìn)的程度。在檢測到的回彈彎沉值較大情況下,需進(jìn)行大的補(bǔ)修,而在彎沉值較小時(shí)只需進(jìn)行小范圍修補(bǔ)即可,以保證公路質(zhì)量,滿足公路使用需求。
在公路路基路面質(zhì)量檢測中,彎沉檢測是一項(xiàng)重要的檢測內(nèi)容,被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代公路建設(shè)。但施工環(huán)境、施工條件的變化,會導(dǎo)致實(shí)際彎沉檢測中存在一些問題,為此需要清楚掌握并積極解決存在的問題。
(1)彎沉標(biāo)準(zhǔn)檢測車的改變影響測量準(zhǔn)確性。近年來,我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展也很迅速,原有彎沉標(biāo)準(zhǔn)車逐漸減少甚至絕跡,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只要滿足規(guī)定的軸重、氣壓和圓直徑標(biāo)準(zhǔn)的檢測車輛即可,但這樣會在很大程度上影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。當(dāng)前,已開始采用新標(biāo)準(zhǔn)車輛,雖然其中采用了先進(jìn)技術(shù),但具體使用時(shí)還是會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。
(2)實(shí)際操作煩瑣,缺乏溫度修正。在公路路基路面彎沉檢測中,溫度會影響實(shí)際檢測結(jié)果。在操作中,需實(shí)時(shí)改變溫度,以得到科學(xué)的檢測結(jié)果。而實(shí)際操作中,由于實(shí)際程序煩瑣,一些檢測人員為了加快進(jìn)度就忽視了對溫度的修正,導(dǎo)致得到的檢測數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。
(3)操作人員水平不足,檢測結(jié)果不夠客觀、準(zhǔn)確。在路基路面彎沉檢測中,操作人員的水平會影響實(shí)際操作結(jié)果,不同的操作人員、操作方式和流程下,會得到差異較大的檢測結(jié)果,不利于保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此,在實(shí)際操作中,要采取各種方法進(jìn)行檢測,綜合對比后選取精準(zhǔn)檢測結(jié)果,以此來評定公路工程的整體性能。
(1)加強(qiáng)人員培訓(xùn)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對人才的重視,根據(jù)實(shí)際需求培養(yǎng)高素質(zhì)檢測人才,建立專業(yè)的彎沉檢測隊(duì)伍。在人員、技術(shù)和程序?qū)I(yè)的前提下,將檢測工作落實(shí)到位,保證公路質(zhì)量。
(2)加大資金投入,并確保資金能夠真正使用在專項(xiàng)工作上。對此,要建立嚴(yán)格的資金使用流程,完善資金使用規(guī)定,保證專項(xiàng)資金的使用。
(3)建立完善的公路回彈彎沉檢測管理檔案。在工程竣工后相關(guān)部門需及時(shí)建立公路回彈彎沉檢測管理檔案,并記錄之后的檢測結(jié)果,保證檢測的有效性??煞e極采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立彎沉檢測數(shù)字檔案,便于檔案使用與管理。
在公路工程迅速發(fā)展下,要保證公路工程質(zhì)量安全,需引進(jìn)先進(jìn)的彎沉檢測儀器,合理應(yīng)用檢測工藝技術(shù),對公路工程進(jìn)行彎沉檢測和科學(xué)評定,及時(shí)修正存在缺陷,保證路基路面施工水平和工程整體性能質(zhì)量,滿足現(xiàn)代化公路建設(shè)要求。