車載落錘式彎沉儀在公路無損檢測中的應用

摘? 要：半剛性基層瀝青路面是我國高等級公路常見路面結構，由于受行車荷載、自然環(huán)境等多種因素的影響，大量路面出現了不同程度的早期損壞。研究表明采用車載落錘式彎沉儀檢測路面，可獲取精確的檢測數據，為路面結構性能評價提供真實、有效的數據，同時，對于公路維修養(yǎng)護具有重要的指導意義?；诖耍疚脑诔浞至私廛囕d落錘式彎沉儀應用優(yōu)勢的前提下，結合具體案例，對車載落錘式彎沉儀在公路無損檢測中的應用要點進行了分析與探討，以期為類似工程提供參考。

關鍵詞：車載落錘式彎沉儀;無損檢測;應用優(yōu)勢

中圖分類號：U415.12? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：2096-6903（2020）02-0000-00

0引言

當前，我國正處于經濟高速發(fā)展時期，公路交通規(guī)模持續(xù)擴大，每年都會增建或翻修不同等級的公路。然而，在公路里程日益增加的同時，受行車荷載、自然環(huán)境等多種因素限制，大量公路路面出現了不同程度的早期病害，如裂縫、坑槽、車轍等，嚴重影響了路面結構使用性能，導致路面過早進入維修養(yǎng)護期。為準確了解路面病害情況，對路面進行有針對性地檢測和結構性能評價具有重要意義。車載落錘式彎沉儀是一種靈活、便捷、高效的路面檢測設備，將其用于路面檢測，可有效提高檢測精確度[1]。

1車載落錘式彎沉儀的應用優(yōu)勢

近年來，無損檢測已成為路面結構性能檢測的重要手段。彎沉檢測是路面養(yǎng)護維修當中最關鍵的一項指標，其目的是為了檢測路面強度，了解道路使用性能，為后期養(yǎng)護提供可靠的數據支持，從而保證行車舒適性和安全。作為一種檢測效率高、操作簡單、精確度高的無損檢測技術，車載落錘式彎沉儀已廣泛運用到各等級的路面結構性能檢測。在動態(tài)荷載作用下，通過車載落錘式彎沉儀可產生動態(tài)彎沉與彎沉盆，從而對路面強度、承載力進行客觀評價[2]。

車載落錘式彎沉儀測定的動態(tài)彎沉盆，涵蓋大量路面結構層強度信息，若路面結構層存在承載力不足情況，或存在病害問題，將會產生路面彎沉變化及彎沉盆形狀變化。一般情況下，彎沉響應曲線形狀基本與半正弦波類似，同時，檢測獲取的變形值或荷載則可視為相應曲線的振幅。或者說是回彈變形值，基本等同于彎沉。相比其他檢測設備，車載落錘式彎沉儀的應用優(yōu)勢如表1所示。

2工程概況

某公路工程全長32.903 km，沿線礦產資源豐富，重載超載現象嚴重。此外，建成通車時間較長，在行車荷載和自然因素等長期作用下，路面早期病害嚴重，甚至已對道路使用性能造成了一定影響。本路段整體路段情況分為兩段，其中K0+000～K8+180段，是在老縣道基礎上拓寬，現有路線長度為8180 m，12 m為路面寬度。該路段維持原來路面結構，如表2所示。

其他路段則是在原路線基礎上改建，起訖樁號為K8+180～K77+739。2013年因路面病害嚴重，對嚴重路段原路面病害進行了挖除處治，輕微病害段僅做修補處理，隨后在其上進行了瀝青混凝土薄層罩面加鋪處理。具體情況如表2所示。

3路況情況分析

本工程沿線存在豐富的礦產資源，集中有較多煤礦、砂石料廠等，因此存在較為嚴重的超載重載情況。加之自然因素等長期作用，路面早期病害問題嚴重。隨著使用年限的不斷增加，路面病害進一步加劇，甚至出現了嚴重的沉陷、坑槽等病害，大大降低了路面的使用性能。本工程于2013年進行了一次薄層中修罩面處治，但僅能起到恢復表面功能的效果，未達到良好的原路面結構補強作用，因此，路面病害問題仍很嚴峻。甚至出現了反射裂縫等現象。為避免路面病害持續(xù)發(fā)展，為有效控制路面病害，提高路面使用性能，做好路面結構狀況檢測至關重要。車載落錘式彎沉儀是一種常見的路面無損檢測設備，將其用于路面檢測，可有效提升測定的精準度[3]。

4車載落錘式彎沉檢測分析

4.1試驗檢測流程

在路面無損檢測中，采用車載落錘式彎沉儀檢測時，需先布設測點，并按照既定的流程進行試驗操作。

（1）測點布置。根據路面實際情況，確定測點位置和數量。一般可將測點布設到行車道輪跡帶上，并利用距離傳感器定位，從而獲取彎沉值。

（2）試驗過程中，要根據具體情況，適當調節(jié)車載落錘式彎沉儀的承壓板位置，保證其始終與測點對應，隨后放下所有傳感器，并將落錘裝置啟動。待車載落錘式彎沉儀自由下落后，將有巨大沖擊力產生，在此過程中傳感器可自動捕捉到落錘對路面結構所形成的位移變化，通過計算機設備便可自動記錄與計算該變形情況，從而獲取路面動態(tài)彎沉盆[4]。

4.2試驗檢測結果

通過車載落錘式彎沉儀對本路段進行彎沉檢測，所得結果如下：彎沉值分布范圍在15～30（0.01 mm），占40%左右，彎沉值在30（0.01mm）以上的，占30%左右。由此說明，本工程的彎沉值、變異系數偏大，相比設計彎沉，實測彎沉值較大。

為了有效控制計算誤差，在計算時，需對溫度、濕度等環(huán)境因素是否會影響彎沉盆進行綜合考慮。一般可做溫度場試驗，將傳感器埋設到路線內，從而獲取路面結構層的實測溫度，并得到溫度修正系數。結合實際情況進行彎沉值修正，所選計算公式如下：

通過公式可得彎沉結果，如表3所示。

4.3路面結構承載力評價

經分析，本路段路面結構彎沉較大，局部路段土基模量小，存在嚴重的路面病害問題，路面結構已無法達到當前交通流量需求，因此，需進行改造處治。基于經濟性原則，為充分利用原路面結構，應盡可能降低挖補量，僅挖補嚴重病害路段。方案為彎沉40（0.01mm）以上部分做挖補補強處治，待基層底基層挖除之后，可填補水泥穩(wěn)定碎石，20～30cm厚。此外，銑刨面層瀝青混合料，或加鋪冷再生瀝青混合料。由此可見，適當調節(jié)路面結構組合形式，如調整基層或面層厚度，提升土基承載力，便可滿足重載交通需求[5]。

5結語

綜上所述，受多種因素制約，路面病害問題愈加嚴重。為保證路面養(yǎng)護維修質量，必須做好路面實際狀況檢測工作。無損檢測具有不破壞路面結構的優(yōu)勢，因此，在我國公路檢測中得到了廣泛應用與推廣。車載落錘式彎沉儀是一種高效、精度高的檢測設備，將其用于公路無損檢測，可獲取準確的測量結果，客觀評價路面結構承載力，保證檢測效果[6]。

參考文獻

[1] 張克永，歐東寶.落錘式彎沉儀在公路工程檢測中的應用[J].交通標準化，2014（9）：106-108.

[2] 陶薇.車載落錘式彎沉儀在公路無損檢測中的應用[J].中國新技術新產品， 2019（11）：54.

[3] 李新永，王曉靜，韓廣富，等.落錘式彎沉儀（FWD）在公路技術狀況調查中的應用[J].中國城市經濟，2011（6）：131-132+134.

[4] 彭韋.便攜式落錘彎沉儀在砂礫卵石土路基檢測中的應用[J].現代交通技術，2012，9（5）：8-11.

[5] 尹志剛.落錘式彎沉儀在道路施工質量控制中的應用[J].交通世界（工程技術），2015，（3）：104-105.

[6] 田義峰.落錘式彎沉儀在道路檢測中的應用[J].建筑工程技術與設計，2017（14）：2202.

收稿日期：2020-01-06

作者簡介：王雪（1981—），女，河南南陽人，本科，工程師，研究方向：公路工程試驗檢測或監(jiān)理。