公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的運用

摘要：目前，我國公路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全國各地，這一情況極大促進了經(jīng)濟發(fā)展。公路工程是連接我國各經(jīng)濟區(qū)域發(fā)展的重要通道，故強化公路工程建設(shè)非常重要。然而在實際公路工程施工過程中為了確保公路路基路面達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就需對其進行檢測，當(dāng)下常見的檢測方法就是回彈彎沉檢測法，該種方法能夠較為準(zhǔn)確的反應(yīng)出公路施工最終質(zhì)量和性能，以此對于公路路基路面進行準(zhǔn)確判斷。基于此，本文對公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的運用進行詳細(xì)分析，首先本文對回彈彎沉檢測方法進行簡要概述，隨后以實際工程為例細(xì)致探討該方法如何應(yīng)用于公路路基路面檢測，目的是為了能夠提升該檢測方法的應(yīng)用效果，提升公路工程施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：回彈彎沉檢測;路基路面;檢測技術(shù)

中圖分類號：U416.03

前言：在實際公路工程施工中能夠充分反映路基路面結(jié)構(gòu)性能的重要性指標(biāo)就是彎沉，也正因如此促使回彈彎沉檢測方法一直成為國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者研究重點。回彈彎沉值檢測在我國已經(jīng)得到廣泛使用，且目前已經(jīng)獲取了豐富的研究成果。該項檢測方法不但可應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，同時在施工控制階段以及施工竣工驗收階段均可應(yīng)用，其也因此成為公路工程基本參數(shù)，故對公路路基路面回彈彎沉準(zhǔn)確測試非常重要。因此，本文以某公路工程為實際案例，分析如何采用貝克曼梁檢測法進行公路路基路面回彈彎沉檢測。

1、回彈彎沉檢測法相關(guān)概述

1.1回彈彎沉檢測法概念

回彈彎沉主要就是指在規(guī)定范圍的標(biāo)準(zhǔn)軸載B22-100的作用下公路路基路面表面輪隙位置所形成的垂直回彈變形值^[1]。路基路面在標(biāo)準(zhǔn)的軸載作用下過往汽車輪胎在與地面接觸之后就會形成回彈變形，推求該數(shù)值主要采用的就是彎沉儀上百分表變化值，通常情況下該項值會精確到0.01mm。路面回彈彎沉具體值與路基本身的強度和剛度之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，如若路基強度或剛度較大，那么最終檢測的回彈彎沉值則會較小。另外，路基回彈彎沉與公路路面實際使用面積之間也存在著一定關(guān)聯(lián)^[2-3]。通常路基回彈彎沉越大則說明公路整個路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越差，如若承受的荷載較大則會增加路基塑性變形的可能性，同時也無法充分確保公路路面的抗疲勞性，因而一旦在使用公路進行大重量貨物運輸時會對路基形成極大影響。公路路基路面檢測中，回彈彎沉能夠充分反映公路實際承載能力，路基路面的回彈彎沉越小，運送大重量貨物時路基路面所形成的塑性變形也就會越小，其抗疲勞能力越大^[4]。

1.2回彈彎沉檢測法應(yīng)用原則

（1）遵循科學(xué)的管理原則

針對公路路基路面回彈彎沉檢測過程中，檢測人員需以實際工程情況為基礎(chǔ)，同時深刻結(jié)合回彈彎沉檢測標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)制定回彈彎沉檢測方案。另外，還需采用科學(xué)的管理方式對回彈彎沉檢測工作進行管理，目的是為了確?；貜棌澇翙z測的每一個環(huán)節(jié)都能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證最終檢測結(jié)果具有實用性和準(zhǔn)確性。

（2）質(zhì)量優(yōu)先原則

在對公路路基路面回彈彎沉檢測中需嚴(yán)格按照公路實際情況檢測，因為該項數(shù)值能夠充分反映公路路基強度以及整體結(jié)構(gòu)的剛度，交通管理部門也可根據(jù)回彈彎沉值對公路實際使用情況進行相應(yīng)調(diào)整，這對于提升公路使用質(zhì)量以及延長公路使用壽命都有著極大意義。因此，在實際公路路基路面回彈彎沉檢測中需要充分保證檢測真實性，切忌出現(xiàn)形式主義檢測現(xiàn)象發(fā)生^[5-6]。

（3）程序公正原則

由于公路工程是我國交通網(wǎng)線中的重要樞紐，其在一定程度上深刻關(guān)系著國民生命和財產(chǎn)安全，因此在回彈彎沉檢測中需按照相關(guān)法律規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，切實保證回彈檢測值具有透明性和公正合理性^[7]。

1.3公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測原理

在實際檢測中，檢測人員需將檢測點選定在汽車車輪在路面行駛中的輪跡線上，并且做好標(biāo)記。首先將貝克曼梁指針讀取設(shè)備歸零，同時該項設(shè)備在實際使用中可以單側(cè)測定也可雙向測定。其中，影響回彈彎沉檢測值準(zhǔn)確性的三個重要因素就是試驗測量車輪、胎壓一級荷載持續(xù)時間，在實際測定前和測定過程中需校準(zhǔn)觀測點坐標(biāo)，同時對校讀數(shù)計進行調(diào)整。由于在進行彎沉檢測過程中會存在一定誤差，同時加之一些測定點存在離散性，故而需要對測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)處理后使用^[8]。彎沉測定值統(tǒng)計分析公式如下：

某一位置單點回彈彎沉測定試驗結(jié)果：

特定路基路段個測試位置測定結(jié)果均值：

特定路基路段彎沉代表值：

對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差值：

相應(yīng)彎沉計算值：

其中，n為特點路基路面檢測位置數(shù)量;Z_x表示相關(guān)系數(shù)值;K₁、K₂、K₃表示季節(jié)以及溫度和濕度的影響系數(shù)值。如若彎沉檢測測定結(jié)果L_r低于上限值則說明該路基路面綜合承載能力達(dá)到相關(guān)指定要求。

3、公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法具體應(yīng)用

3.1工程案例

我國某公路建設(shè)工程，全長為26.36公里，本文主要采取貝克曼梁彎沉儀針對樁號K0+000及K0+500進行回彈彎沉檢測，通過檢測舊路路面彎沉強度，制定科學(xué)合理的改善方法進而完善公路路基路面被破壞情況，盡快落實公路安全運輸目標(biāo)任務(wù)。

該路段彎沉計算控制值為L_r=8*10^-1mm，相關(guān)性系數(shù)值為Z_x=1.645，選定路段長度500m，共計設(shè)定100個檢測點，各檢測點之間距離50m試驗時間為當(dāng)年夏季日間，故可以忽略季節(jié)和濕度因素，檢測環(huán)境氣溫26℃。

3.2設(shè)備與材料

（1）測試車

試驗車型號為DF3092，車輛后軸標(biāo)準(zhǔn)軸重量為108.78kN，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載以及輪胎間隙與輪胎氣壓等數(shù)據(jù)均符合相關(guān)要求。

1. 路面彎沉儀

該路基路面回彈彎沉值檢測的路面彎沉儀由貝克曼梁以及表架和百分表三部分組成。貝克曼梁主材材質(zhì)為鋁合金，有水準(zhǔn)泡，接觸地面的前臂和裝有百分表和后臂長度比值為2：1。彎沉儀長度一種為3.6m，前臂和后臂長度為2.4m和1.2m;另外一種加長彎沉儀長度為5.4，m，前臂和后臂長度為3.6m和1.8m，而本次使用的是加長彎沉儀。

接觸式路面溫度計端部平頭，溫度低于1℃。

3.3試驗方法和步驟

做好實驗前準(zhǔn)備工作，對測定車輛的情況和剎車性能進行檢查，結(jié)果良好，車輛輪胎及胎壓符合要求。

對汽車車槽內(nèi)填裝鐵塊，隨后對車后軸總質(zhì)量進行稱量，達(dá)到相關(guān)要求，同時確保汽車形成及測定中軸重量禁止發(fā)生任何變化。

測定輪胎接地面積：在光滑且平整的硬質(zhì)地路面使用千斤頂對汽車后軸頂起，隨后在車輪下方鋪墊復(fù)寫紙，落下千斤頂后獲取車胎印記，隨后對車胎接地面積進行計算，計算值精確到0.1cm²。

3.4測試步驟

（1）設(shè)定完畢測定點后使用粉筆做好標(biāo)記。

（2）對所測試車輛的后輪輪隙對準(zhǔn)測試點3-5cm位置處。

（3）將彎沉儀插入汽車后輪間隙上，與汽車形式方向保持一致，注意梁臂不可觸碰輪胎，將彎沉儀側(cè)頭放置在測試點上，同時安裝在彎沉儀測定桿上安裝百分表，安裝完成后歸零，輕輕叩打彎沉儀以檢測百分表是否歸零。

（4）測定者吹哨后汽車緩慢行駛，此時百分表會隨著路面變形情況持續(xù)向前移動。當(dāng)百分表針轉(zhuǎn)動至最大值時測試員迅速讀取L₁值，此時汽車仍然行駛，百分表針開始反向回轉(zhuǎn)，當(dāng)汽車行駛出彎沉影響半徑后測試員吹停止行駛口哨，表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù)L₂。

3.5測試數(shù)據(jù)

在路基回彈彎沉檢測進行對比實驗過程中，貝克曼梁檢測方法是我國國內(nèi)公路路基回彈彎沉檢測常見方式。本文中的公路工程進行實驗檢測時所運用的檢測裝置由原來的靜態(tài)彎沉檢測儀變?yōu)榉€(wěn)態(tài)彎沉檢測儀，同時在嚴(yán)格依照相關(guān)工藝技術(shù)要求下進行操作，路基回彈彎沉數(shù)值結(jié)果通過位移傳感儀器等相關(guān)設(shè)備被自動保留，并經(jīng)過數(shù)據(jù)計算能將該路段回彈彎沉檢測結(jié)果統(tǒng)計出來。經(jīng)過檢測后試驗數(shù)據(jù)如表1所示：

經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，上述各監(jiān)測點彎沉值低于設(shè)計彎沉值上限，滿足設(shè)計要求，可在一定周期內(nèi)長期穩(wěn)定使用。

1. 回彈彎沉檢測結(jié)果與溫度的修正

在進行回彈彎沉測試過程中，百分表能根據(jù)路面變形程度的不斷增強而繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動，當(dāng)表針指向最大數(shù)值時，所讀出的數(shù)值為L₁，當(dāng)回彈彎沉儀器側(cè)頭處在測點上，等待表針向后回轉(zhuǎn)穩(wěn)定之后再次讀出數(shù)值為L₂，那么相關(guān)公式應(yīng)表示為：。其中L_T作為路面溫度達(dá)到T時的回彈彎沉數(shù)值，L₁代表車輪中心位置靠近彎沉儀側(cè)頭時百分表的最大值，L₂代表車輛運行中彎沉對半徑影響后，百分表最大數(shù)值。

回彈彎沉儀在支撐點變形修復(fù)過程中，路面測點的彎沉數(shù)值可用公式進行計算：如圖1，此種方式適合用于回彈彎沉儀支座位置存在變形，但百分表架位置路面已經(jīng)發(fā)生變形的情況。同時，在瀝青層面厚度超出五厘米，路面溫度已經(jīng)超過二十度，需要對彎沉數(shù)值實行溫度調(diào)整，回彈彎沉檢測其實就是在計算機控制情況下的自動檢測，能將彎沉平均數(shù)值和相關(guān)數(shù)據(jù)打印，通過把檢測結(jié)果進行運算和溫度修正，就能得出兩者之間存在的關(guān)系，同時采取落錘式彎沉儀檢測的彎沉數(shù)值將其轉(zhuǎn)變?yōu)樨惪寺康撵o態(tài)回彈彎沉數(shù)值。

結(jié)論：目前，國內(nèi)外都在運用回彈彎沉檢測技術(shù)應(yīng)用于公路路基和路面檢測其承載能力。此項技術(shù)成效顯著，檢測結(jié)果均能如實反應(yīng)公路路基和路面強度與剛度。其檢測結(jié)果與公路質(zhì)量有密切關(guān)系，回彈彎沉檢測是我國公路建設(shè)工程質(zhì)量控制工作中關(guān)鍵指標(biāo)，通過回彈彎沉檢測值能夠反映出路基路面承載能力，在我國公路建設(shè)中應(yīng)用范圍廣泛，不只是對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計衡量的重要標(biāo)準(zhǔn)，還是控制公路工程質(zhì)量的重要依據(jù)，對此應(yīng)根據(jù)公路工程建設(shè)的實際狀況，科學(xué)合理的選擇回彈彎沉檢測方式，無論哪種檢測方法都能達(dá)到良好效果，為我國公路建設(shè)發(fā)展提供基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]劉蓉. 建筑工程技術(shù)管理中的控制要點與優(yōu)化措施研究[J]. 建筑與裝飾， 2020，010）：74.

[2]潘迪， 向守平. 公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的應(yīng)用分析[J]. 四川水泥， 2020，284（04）：48-48.

[3]馬俊杰， 馬俊海. 公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2020，509（05）：23-24.

[4]王珍華. 公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的應(yīng)用研究[J]. 建筑與裝飾， 2020，（007）：101-101.

[5]鄧維毅. 袖閥管水泥注漿公路路基加固技術(shù)及有效性研究[J]. 湖南交通科技， 2019， 209（02）：67-69.

[6]韓燕. 公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的運用[J]. 住宅與房地產(chǎn)， 2018，493（08）：150+152.

[7]馬超. 高速公路特殊土路基回彈模量現(xiàn)場快速檢測研究[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2018，（015）：118-119.

[8]姜侃. 公路路基路面檢測中回彈彎沉檢測方法的運用[J]. 科技風(fēng)， 2019， 401（33）：116-116.

作者簡介：朱博融（1986-），女，甘肅慶陽人，漢族，工程師，碩士研究生學(xué)歷，土地資源管理專業(yè)，主要從事公路檢測工作。