道路改造工程中貝克曼梁法測試路基路面回彈彎沉的影響因素分析

馬秀麗

（中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廈門宏業(yè)有限公司）

0 前言

回彈彎沉作為道路路面結(jié)構(gòu)性能的表征應(yīng)用較為廣泛，一般通過路基、路面的彎沉值來控制。在道路表面開展回彈彎沉測試，能夠有效得出道路路基及路面的綜合承載能力。回彈彎沉值不僅用于道路路面結(jié)構(gòu)的彎沉設(shè)計，也廣泛應(yīng)用在道路施工、竣工驗(yàn)收以及道路補(bǔ)強(qiáng)、修補(bǔ)等方面，對道路工程的設(shè)計、施工等具有重要意義。

路面彎沉值的測試方法比較多，當(dāng)前使用最廣泛的是貝克曼梁檢測法。該方法是比較早的檢測方法，具有成熟度高、速度慢、測試準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。

1 道路改造工程項(xiàng)目概況

滄林東二路及滄林東五路是廈門市海滄區(qū)片區(qū)路網(wǎng)的重要組成部分，道路等級城市支路，起到承接主干路網(wǎng)與街區(qū)的主要作用，目前路面破損較為嚴(yán)重，經(jīng)批準(zhǔn)立項(xiàng)進(jìn)行道路改造。滄林東二路長度約396m，滄林東五路長度約159m，道路紅線寬均為18m，為雙向2車道道路，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)型式。本次的道路改造工程具體建設(shè)內(nèi)容包括：路面病害的處理及路面的修復(fù)、人行道的提升改造、路面標(biāo)線的恢復(fù)等。

2 項(xiàng)目道路檢測過程及結(jié)果

2.1 檢測目的

作為改造項(xiàng)目，需要對改造后的路面、路基進(jìn)行彎沉檢測，以作為工程驗(yàn)收和日常道路維護(hù)的依據(jù)。此次檢測采用貝克曼梁檢測法測定道路彎沉。

工程建設(shè)中彎沉檢測的主要目的通常是在路面實(shí)施過程中，提供彎沉值用以對路面質(zhì)量進(jìn)行評定，最終在交工、竣工驗(yàn)收中作為驗(yàn)收指標(biāo)之一。路面回彈彎沉測定的各種數(shù)值，同時也可以作為路面狀況評定指標(biāo)，在道路養(yǎng)護(hù)過程中為養(yǎng)護(hù)管理部門反映路面狀況。

2.2 檢測工具

加載車：單后軸、單側(cè)雙輪組的載重車，雙輪輪隙應(yīng)滿足自由插入貝殼曼梁側(cè)頭的要求，軸載、輪胎氣壓等技術(shù)參數(shù)要求。

貝殼曼梁：由合金鋁制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂與后臂長度比為2:1。貝殼曼梁按長度分為5.4m梁和3.6m梁兩種。長度為5.4m貝殼曼梁適用于各種類型的路面結(jié)構(gòu)，長度3.6m的貝殼曼梁適用于柔性基層瀝青路面。

百分表及表架。

路表溫度計：分辨力不大于1℃。

其他：鋼直尺、口哨一個、50m皮尺一個、噴漆或粉筆數(shù)個、指揮旗幟等。

2.3 檢測步驟

⑴檢測前應(yīng)根據(jù)測試路段車行道數(shù)量，在待檢行車道路面的輪胎軌跡帶上標(biāo)記測點(diǎn)。

⑵測試點(diǎn)設(shè)置完畢后，駕駛測試車輛停放在準(zhǔn)測試點(diǎn)附近，測點(diǎn)設(shè)置在試驗(yàn)車后軸正前方約3～5cm處的位置上，嚴(yán)禁置于后方。

⑶安裝彎沉儀，彎沉儀的安裝對試驗(yàn)結(jié)果的影響較大，因此在安裝測頭時，應(yīng)盡量安裝在兩個輪子中間位置，且不能置于輪胎前進(jìn)影響位置上，避免測試車輛行駛時觸碰儀器，影響彎沉測試結(jié)果。

⑷在彎沉值檢測過程中，應(yīng)做好開始讀數(shù)L0、最大讀數(shù)L1、最終讀數(shù)L2的記錄。儀器安裝后可以先讀出并記錄好百分表的開始讀數(shù)，然后記錄在測試標(biāo)準(zhǔn)車向前行駛達(dá)測點(diǎn)時的最大讀數(shù)，最后記錄在測試標(biāo)準(zhǔn)車駛出距離測點(diǎn)約3m以上的百分表最終讀數(shù)，測試標(biāo)準(zhǔn)車在檢測過程中的前進(jìn)速度宜控制在5公里/小時左右。

2.4 結(jié)果計算及溫度修正

路面測點(diǎn)的回彈彎沉值計算：

LT=（L2－L1）×2；若 L2＞L0

LT=（L0－L1）×2；若 L2＜L0

LT——路面溫度T攝氏度下檢測的回彈彎沉數(shù)值，0.01mm；

L0——百分表的原始數(shù)值，0.01mm；

L1——初讀數(shù)，表示測試標(biāo)準(zhǔn)車輪軸到達(dá)彎沉儀測頭前后時，體現(xiàn)出來的百分表最大讀數(shù)，0.01mm；

L2——終讀數(shù)，表示測試標(biāo)準(zhǔn)車駛出彎沉影響半徑后，體現(xiàn)在百分表的最大讀數(shù)，0.01mm。

一般采用5.4m貝殼曼梁可不進(jìn)行支點(diǎn)變形修正，在檢測瀝青面層時，瀝青路面的回彈彎沉受溫度變化影響較大，為保證回彈彎沉值的可比性，現(xiàn)場測試的瀝青路面彎沉值以瀝青面層平均溫度20℃為準(zhǔn)。考慮到瀝青路面對溫度的敏感性，路面結(jié)構(gòu)層較薄時，溫度變化較小。當(dāng)面層厚度大于5cm時，路面結(jié)構(gòu)對溫度反映出不一致情況，就要對路面上中下位置進(jìn)行量測，取均值再換算到路面標(biāo)準(zhǔn)溫度20攝氏度的值。對檢測回彈彎沉值進(jìn)行溫度修正：

T=（T25+Tm+Te）/3

T——檢測時路面瀝青層的平均溫度，℃；

T25——在路面表面下25mm處的溫度，℃；

Tm——中間深度的溫度，℃；

Te——路面瀝青結(jié)構(gòu)層底面處的溫度，℃。

回彈彎沉值的計算：

L20=LT×K

K——溫度修正系數(shù)；

L20——換算為20攝氏度（18～22攝氏度不換算）的瀝青路面回彈彎沉值，0.01mm；

LT——測定瀝青面層內(nèi)平均溫度為T時的回彈彎沉值，0.01mm。

2.5 檢測結(jié)果

此次共檢測40個點(diǎn)，其中達(dá)到設(shè)計值的有40個點(diǎn)，占檢測數(shù)的100%。40個檢測點(diǎn)均滿足彎沉設(shè)計值的要求。

3 項(xiàng)目貝克曼梁檢測存在的不足及影響因素分析

在以上檢測的40個點(diǎn)中，彎沉值最大的達(dá)到22、最小的8，變化幅度較大。路面彎沉值反映的是道路路面各層次的強(qiáng)度，因此，彎沉值偏大需要引起重視，要對路面材料、施工、路基以及壓實(shí)度等方面進(jìn)行檢查分析，主要有以下方面的因素。

3.1 檢測存在的不足

⑴貝克曼梁檢測是一種靜態(tài)檢測，受周邊車輛通行、施工震動影響較大。不適用于有大型車輛通行的道路以及強(qiáng)夯地基處理的工程周邊。

⑵為方便檢測，檢測儀器采用的是杠桿原理，通過儀器支架傳遞測點(diǎn)彎沉數(shù)據(jù)，當(dāng)彎沉影響范圍較大時，會影響彎沉值準(zhǔn)確性。

⑶人為因素影響較大，在貝克曼梁彎沉檢測過程中主要采用人工操作，專業(yè)人員的熟練程度及測點(diǎn)的擺放位置均對檢測結(jié)果有影響。

⑷貝克曼梁檢測法大量使用人工架設(shè)、安放、讀取數(shù)據(jù)，檢測速度較慢，不適用于大范圍路網(wǎng)調(diào)查。受作業(yè)面影響，不適于通車狀況下路面指標(biāo)檢測，適用性較差。

3.2 影響貝克曼梁檢測結(jié)果的因素

⑴季節(jié)。瀝青路面受季節(jié)影響較大，在不同季節(jié)、不同溫度、不同降水情況下，具有不同的承載力，這種差別會在檢測過程中通過路面彎沉值來體現(xiàn)。相關(guān)研究資料表明，在季節(jié)性雨水期及夏季高溫期尤為明顯。

⑵溫度。溫度是瀝青主要指標(biāo)之一，溫度的變化對瀝青結(jié)構(gòu)層影響明顯，通過彎沉的反映，溫度較高時，彎沉值普遍較低溫時大。

⑶路面結(jié)構(gòu)。路面結(jié)構(gòu)以彎沉值作為驗(yàn)算指標(biāo)，因此路面結(jié)構(gòu)類型、路面結(jié)構(gòu)的厚度以及路基土回彈模量大小均影響彎沉值。

⑷彎沉儀。檢測儀器的正常與否，是檢測結(jié)果的正確性的基本保障，回彈彎沉儀主要通過支架杠桿來方便檢測，因此日常儀器保養(yǎng)對儀器性能影響較大。

⑸準(zhǔn)備工作。各種準(zhǔn)備工作均是檢測工作的基礎(chǔ)，儀器的準(zhǔn)備、各種參數(shù)的測定都關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。如檢測車輛的車況及性能、檢測設(shè)備的靈敏度、環(huán)境溫度的測定及修正、相關(guān)設(shè)計資料的收集等。

⑹檢測人員。該檢測主要采用人工方法，因此現(xiàn)場測試人員須經(jīng)過嚴(yán)格的操作培訓(xùn)?，F(xiàn)場測試人員在檢測過程中需嚴(yán)格按照規(guī)范的操作步驟進(jìn)行。

4 加強(qiáng)道路回彈彎沉檢測的主要措施

4.1 檢測人員的專業(yè)素質(zhì)

隨著各地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增多，檢測人員需求增加。各地區(qū)檢測人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊，影響了路基路面彎沉檢測的整體質(zhì)量。因此在主要人員有相關(guān)檢測證書的要求下，對所有檢測參與人員均需進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高檢測專業(yè)素養(yǎng)。通過管理部門的不定期檢查，把控專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)活動，提高檢測能力，最終提高工程質(zhì)量。

4.2 資金投入

檢測單位作為檢測工作的具體執(zhí)行單位，檢測儀器的質(zhì)量是各種試驗(yàn)檢測的基礎(chǔ)，應(yīng)做好檢測儀器的維護(hù)。鑒于檢測受人工因素影響較大，各專業(yè)技術(shù)人員基本素質(zhì)是試驗(yàn)檢測的保障，應(yīng)加強(qiáng)對各專業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)專業(yè)技能培訓(xùn)。建設(shè)工程中各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)對項(xiàng)目設(shè)計、施工以及竣工驗(yàn)算均起到至關(guān)重要的作用，數(shù)據(jù)的齊全是判斷及確定工程質(zhì)量的重要依據(jù)。因此在檢測過程中應(yīng)保障充足的經(jīng)費(fèi)，并建立健全各專項(xiàng)費(fèi)用使用制度，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

4.3 健全彎沉檢測檔案管理機(jī)制

檢測數(shù)據(jù)作為反映工程指標(biāo)情況的依據(jù)，需建立健全檔案管理，做到有源可溯。比如在路基路面回彈彎沉檢測中，數(shù)據(jù)要反映檢測過程中的真實(shí)情況，檢測完成后做好彎沉檢測數(shù)據(jù)的歸檔整理，以確定記錄完整可靠可查。同時可以利用電子技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高檔案可查可溯性，并提高工作效率，降低人工成本。

5 結(jié)語

路基路面彎沉值檢測結(jié)果可以反映檢測狀態(tài)下的路面結(jié)構(gòu)情況，包括整體剛度以及段落內(nèi)路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度的均勻情況。通過路面檢測數(shù)值可以分析檢測路段路面結(jié)構(gòu)情況，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范評定狀況，采取對應(yīng)修復(fù)措施。彎沉檢測可以彌補(bǔ)壓實(shí)度檢測、強(qiáng)度檢測等破壞性檢測的不足，通過測點(diǎn)加密方式，可以細(xì)分各段落路面情況，提出切實(shí)可行的措施，減少工程投資，提供經(jīng)濟(jì)效益。