公路工程回彈彎沉檢測方法研究

韓志斌

摘 要：彎沉是公路建設質量控制過程中一個十分重要的指標，當前多采用回彈彎沉值來反映路基路面的承載力情況，回彈彎沉值越小，則承載力越大。貝克曼梁是最常見的一種靜力彎沉檢測設備，也是通過載重汽車分級加載路面，由百分表獲取路面回彈彎沉的一種檢測方法。其突出特點為操作簡單、效率高、方法簡單和精度好。為此，本文在全面分析回彈彎沉檢測影響因素的基礎上，闡述了貝克曼梁法的技術原理，并通過具體工程案例，分析了貝克曼梁法在公路工程回彈彎沉檢測中的應用要點。

關鍵詞：公路工程;回彈彎沉;影響因素;技術原理

中圖分類號：U416.06文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）17-0105-03

Research on Rebound Deflection Detection Method of Highway Engineering

HAN Zhibin

（Henan Transportation Research Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Deflection is a very important indicator in the quality control of highway construction， at present， the rebound deflection value is often used to reflect the bearing capacity of the roadbed， the smaller the rebound deflection value， the greater the bearing capacity. Beckman beams are the most common type of static deflection testing equipment， which is also a detection method to obtain the rebound and deflection of the road surface through the load meter by loading the road in stages. Its outstanding features are simple operation， high efficiency， simple method and good accuracy. To this end， based on a comprehensive analysis of the influencing factors of rebound deflection detection， this paper expounded the technical principles of Beckman beam method， and through specific engineering cases， analyzed the application points of Beckman beam method in highway deflection detection.

Keywords： highway engineering;rebound deflection;influence factor;technical principle

改革開放以來，我國交通建設事業(yè)取得了令人矚目的成績。公路工程是交通建設體系的主要構成部分，其質量是否滿足設計要求，車輛運行是否舒適、安全已成為人們關注的焦點。近年來，隨著交通壓力的日益增大，越來越多路面出現(xiàn)了不同程度的早期病害，因此檢驗路基路面整體強度和剛度，做好公路工程檢測工作至關重要[1-2]?；貜棌澇量梢灾苯臃从陈坊访娴恼w承載能力，是衡量路面結構質量的重要指標之一。目前，常見的彎沉檢測法主要分為兩大類，即靜力彎沉檢測和動態(tài)彎沉檢測[3-4]，貝克曼梁法因其自身優(yōu)勢被廣泛應用到公路路基路面回彈彎沉檢測中，這種檢測方法可有效提高檢測精度。

1 回彈彎沉檢測的影響因素

一定荷載作用下，路基路面產(chǎn)生垂直變形，待荷載卸除后即可恢復的那部分變形則被稱為回彈彎沉?；貜棌澇亮渴锹坊访娼Y構整體強度、剛度的真實反映，同時，回彈彎沉量還和路面使用性能和健康狀態(tài)息息相關。一般情況下，隨著回彈彎沉值的不斷增加，路面結構塑性變形會逐漸增大，但是路面剛度、抗疲勞性能將越來越差，甚至不能滿足重載交通需求。在具體實踐中，影響回彈彎沉值的因素較多，主要為彎沉標準、溫度和人員因素等[5-6]。

1.1 彎沉標準

隨著時代的進步，科學技術水平不斷提升，越來越多先進的技術、工藝、設備不斷用于公路工程回彈彎沉檢測中，這些新技術的應用既給回彈彎沉檢測帶來諸多便利，還引發(fā)了新的問題，如檢測內容及范圍越來越廣。因此，在新的檢測環(huán)境中，人們應將汽車的性能考慮在內，從而保證檢測精度。

1.2 溫度

回彈彎沉檢測中，溫度系數(shù)影響較大，在整個檢測中，必須根據(jù)實際情況適當調整，從而提高檢測值的準確性。

1.3 人員因素

誤差往往來源于人為操作失誤，若檢測人員專業(yè)素質不高或責任心不強，均會影響檢測效率和質量。

1.4 路基含水量

路基含水量的多少將對土質結構造成很大影響。為保證路面每個結構層壓實度滿足要求，必須對各結構層進行處理并做好壓實工作。這樣才能保證彎沉值滿足設計規(guī)定。若彎沉值在規(guī)定值以上，則需要及時采取排水、防水方案，快速有效地降低路基含水量。此外，還要合理選用填料，盡可能采用高強度的填料，如碎石黏土混合料等。同時，還要再次對路基進行補充壓實，從而有效提升路基強度。若仍無法達到彎沉值規(guī)定，則需要及時翻曬處理或更換填料。

2 貝克曼梁法的技術原理

按照現(xiàn)行規(guī)范要求，在路面設計中往往將標準車兩輪輪隙間的回彈彎沉作為厚度計算的重要指標之一。此外，在公路養(yǎng)護中，同樣規(guī)定要做好彎沉檢測工作。通過彎沉檢測，人們可以全面掌握路面承載能力，因此必須重視公路回彈彎沉檢測。貝克曼梁法是應用最多的一種回彈彎沉檢測方法，其特點為易于操作、效率高、方法簡單和精度高等，在我國應用較為成熟。

基于杠桿原理，貝克曼梁法可制作成杠桿式彎沉儀進行輪隙彎沉檢測，其主要構成部分包括貝克曼梁、百分表及表架。根據(jù)公路工程路面情況不同，采用的彎沉儀長度也略有不同，一般情況下，多采用5.4 m長貝克曼梁用于半剛性基層、瀝青混凝土或水泥混凝土路面檢測。采用3.6 m長貝克曼梁用于柔性基層瀝青路面、混合式結構瀝青路面檢測，采用此長度貝克曼梁時，要做支點修正。按照現(xiàn)行要求，人們可以將表1作為參數(shù)指標。

3 工程概況

公路工程回彈彎沉檢測中，基于標準軸載BZZ-100垂直作用，輪胎間隙中將產(chǎn)生垂直于路基路面的回彈變形值。在指定荷載作用下，產(chǎn)生的回彈變形量也會有所不同，通過貝克曼梁式彎沉儀可獲取回彈彎沉值。在檢測過程中，一般可在路面車輪行駛輪跡線上設測點，并做明確標記。為保證檢測準確性，檢測車輛后輪時，要和測點保持一定安全距離，距離通常為30～50 mm。測定前，調整貝克曼梁指針式讀取設備，設置為0。在檢測時，不僅可以進行單側測定，還可以同時進行雙側測定。為驗證貝克曼梁法在公路工程回彈彎沉檢測中的應用效果，筆者決定以某二級公路路基路面結構檢測為例進行具體分析。

3.1 檢測過程

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，明確彎沉計算控制值為80×10-2mm，保證檢測標段內的所有彎沉值均在該控制值以內。選擇具有代表性的路段為試驗段，長度為500 m，起訖樁號為K0+000～K0+500。試驗檢測前，要對標準車的車況、剎車性能等進行詳細檢查，保證在檢測過程中不會出現(xiàn)故障。同時，要保證輪胎內胎滿足相關規(guī)定的充氣壓力。

根據(jù)檢測規(guī)定，采用5.4 m長貝克曼梁彎沉測定儀，為避免彎沉值修正環(huán)節(jié)，可根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，在試驗段布設測點及合理控制測點間距，可將測點設于路面行車車道的輪跡帶上，并用粉筆等標注。同時，還可通過手指輕輕叩打的方式來檢驗彎沉測定儀百分表檢測的靈敏度。

據(jù)實地勘察可知，本路段路基結構存在2大區(qū)域，即填方段和挖方段，因此，檢測時可同時采用兩臺彎沉測定儀進行一起檢測，108.78 kN為試驗車輛后軸標準軸重。在汽車后輪間的縫隙內插入彎沉測定儀，保持相同汽車方向，梁臂不允許碰觸輪胎。此外，還要將彎沉儀測頭放置在測點上，并在彎沉測定儀的測定桿上安裝百分表，將百分表上的初始數(shù)據(jù)記錄下來，按照要求，本工程采用雙側測定。本工程檢測時，時間為夏季白天，因此，可按照26 ℃環(huán)境溫度進行測試分析。

按照指定路線，指揮汽車緩慢、勻速前行，隨路面變形，百分表的讀數(shù)將不斷變化，表針反向回轉，汽車行駛范圍超過彎沉影響半徑之后，須及時停車。當表針回轉穩(wěn)定時便可在此讀取百分表上的數(shù)據(jù)，一般情況下，可將汽車前進速度控制在4.5～5.0 km/h。

3.2 檢測結果

根據(jù)檢測分析，筆者得到試驗段數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，如表2所示。

按照相關彎沉值計算方法，雙側彎沉值具體如下：[Lr左1]=73.2×10-2mm，[Lr右1]=61.2×10-2mm，[Lr左2]=65.8×10-2mm，[Lr右2]=79.2×10-2mm。

由此可見，雙側彎沉值范圍在（61.2～79.3）×10-2 mm，均小于彎沉計算控制值80×10-2 mm，表明公路整體承載能力良好，當前可滿足正常通行需求。

4 結語

在公路工程結構使用性能檢測中，通常采用回彈彎沉值來反映路基路面的承載力情況，回彈彎沉值越大，則表明路基路面的承載能力越小，兩者成反比。在路基路面回彈彎沉檢測過程中，貝克曼梁法應用最多，其突出特點為精度好、效率高、易于操作、方法簡單，因此，采用貝克曼梁法進行公路工程回彈彎沉檢測研究具有重要的意義。

參考文獻：

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