公路回彈彎沉檢測技術(shù)的應(yīng)用

肖晨輝

（河北盛通公路建設(shè)有限公司，河北承德 068150）

0 引言

在公路檢測中回彈彎沉檢測作為常用的檢測方法，可以較好地反映公路性能和質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對公路回彈完成檢測技術(shù)的應(yīng)用分析。

1 工程概況

某公路工程設(shè)計(jì)全長21.58km，路基寬度26.8m，路面寬度25.6m，公路于2014年底完工投入使用。多年運(yùn)營中，公路性能難免出現(xiàn)下降，為保證公路的使用安全，決定使用貝克曼梁彎沉儀和落錘石彎沉儀兩種檢測方法對路基路面進(jìn)行回彈彎沉檢測，結(jié)合檢測結(jié)果制定經(jīng)濟(jì)可行的養(yǎng)護(hù)方案，提升公路的使用性能。

2 回彈彎沉檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 落錘式彎沉儀檢測

2.1.1 檢測原理

落錘式彎沉儀檢測是指使用重錘，在一定的高度向下自由落體并砸擊路基路面，在重錘砸擊的瞬間，由于受到巨大的沖擊力，路基路面會產(chǎn)生形變，此時檢測人員利用彎沉儀將路基路面出現(xiàn)的形變進(jìn)行詳細(xì)記錄，并在此數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算得到路基路面的動態(tài)彈性模量，最終得到路基路面的回彈彎沉值，判斷道路的承載能力。

2.1.2 檢測準(zhǔn)備

（1）利用落錘檢測進(jìn)行回彈彎沉檢測前，要結(jié)合本工程實(shí)例情況，選擇落錘的質(zhì)量和下落高度，在保證落錘沖擊力滿足檢測要求的同時，避免對路基路面造成結(jié)構(gòu)性的破壞。此外，根據(jù)檢測要求，在公路上選取檢測位置，路面的測點(diǎn)布置在車輛的行駛軌跡上，路基的測點(diǎn)要具有代表性，測點(diǎn)選取后安裝傳感器[1]。

（2）準(zhǔn)備落錘式彎沉儀，主要作用是記錄落錘實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)，落錘式彎沉儀在使用前，對機(jī)械的性能參數(shù)進(jìn)行檢測與調(diào)試，使其滿足使用要求，然后將落錘式彎沉儀牽引至檢測點(diǎn)的位置，牽引速度控制在550km/h，到達(dá)測點(diǎn)后按照機(jī)械的使用說明開啟落錘式彎沉儀，使其處于工作狀態(tài)，并對機(jī)械的測量精度進(jìn)行復(fù)核。

（3）由于落錘式試驗(yàn)檢測為高空檢測，存在較大的安全隱患，因此在檢測作業(yè)前，要準(zhǔn)備安全防護(hù)裝備，如安全帽、安全防護(hù)服等，同時制定檢測方案。方案中明確發(fā)生安全事故后的緊急處理措施，以降低風(fēng)險。此外，在檢測過程中應(yīng)時刻監(jiān)測施工現(xiàn)場，嚴(yán)禁落錘下方出現(xiàn)車輛、行人，避免被落錘砸傷。

2.1.3 檢測步驟

（1）測點(diǎn)選擇完畢后，在測點(diǎn)位置安裝承載板與傳感器。安裝過程中，承載板的中心位置與檢測點(diǎn)的中心位置一致，同時安放好傳感器。

（2）設(shè)備全部到位后，開始進(jìn)行落錘試驗(yàn)，先將落錘提高至設(shè)計(jì)的位置，再開啟落錘裝置，使落錘呈現(xiàn)自由落體的狀態(tài)并向路基路面進(jìn)行沖擊，此時由于測點(diǎn)位置設(shè)置有承載板和傳感器，會通過彎沉儀將承載板遭受的沖擊力以圖像的形式呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)中，一組數(shù)據(jù)記錄完成后，由檢測人員將承載板上的重錘提升至下落前的位置，再次進(jìn)行自由落體，檢測共持續(xù)3次，完成后將落錘提升至指定位置并固定[2]。

（3）落錘在自由落體的運(yùn)動中，對路基路面造成的沖擊通過圖像呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)中，此時由專業(yè)人員對圖像進(jìn)行分析和計(jì)算，最終得到公路回彈彎沉的檢測結(jié)果。每個測點(diǎn)均進(jìn)行三次檢測，由于第一次檢測數(shù)據(jù)存在差異較大，所以計(jì)算過程中要去除第一次檢測數(shù)據(jù)，只計(jì)算后兩組的平均值，待所有測點(diǎn)全部檢測完成后，根據(jù)所有的檢測數(shù)據(jù)最終判斷本工程路基路面的基本性能，制定養(yǎng)護(hù)方案。

2.2 貝克曼梁法檢測

2.2.1 檢測原理

貝克曼梁檢測法主要是利用杠桿原理，在接受檢測的路基路面上進(jìn)行靜壓，此時測定路基路面的回填變形量，再通過公式對參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析，最終得到路基路面的回彈彎沉值，并以此為依據(jù)判斷路面的承載能力是否需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，此檢測方式操作簡單，人工即可完成[3]。

2.2.2 檢測設(shè)備

（1）標(biāo)準(zhǔn)車：貝克曼梁回彈彎沉檢測中，標(biāo)準(zhǔn)車的作用十分重要，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，檢測使用的標(biāo)準(zhǔn)車荷載等級要達(dá)到BZZ-100kN 荷載等級，同時標(biāo)準(zhǔn)車的軸重、輪壓、氣壓等主要參數(shù)要滿足規(guī)范要求，結(jié)合工程實(shí)際情況及規(guī)范要求，本次貝克曼梁檢測選取東風(fēng)車型作為標(biāo)準(zhǔn)車，單側(cè)荷載為

50±0.5kN。

（2）彎沉儀：貝克曼梁檢測中彎沉儀主要由貝克曼梁、表架和百分表組成，貝克曼梁彎沉儀的主要材料為鋁合金，上方設(shè)置有水準(zhǔn)儀，儀器的前臂與路面接觸，后臂上安裝有百分表，其前臂長度為后臂長度的2倍。此外，貝克曼梁彎沉儀共分為兩種，一種長度為3.6m，另一種長度為5.4m，結(jié)合工程實(shí)際情況本次檢測選用5.4m的彎沉儀。

2.2.3 檢測準(zhǔn)備

（1）貝克曼梁法檢測前要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，對選用的東風(fēng)牌標(biāo)準(zhǔn)車進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括車輛的剎車、車身完整性、車胎及其他性能。車胎檢查中，輪胎內(nèi)部的氣壓要達(dá)到0.7±0.05MPa，如不滿足要求需進(jìn)行充氣，剎車檢查中要確保剎車的靈敏性，車身檢查中，要求車身前后軸均符合軸重的標(biāo)準(zhǔn)，檢測過程中軸重要保持一致。

（2）測定標(biāo)準(zhǔn)車與路面的接觸面積，提供檢測中的計(jì)算參數(shù)，接觸面積計(jì)算時，先利用千斤頂將標(biāo)準(zhǔn)車頂起，在輪胎正下方鋪設(shè)一張復(fù)寫紙，再緩慢地將千斤頂落下，此時輪胎與復(fù)寫紙接觸，通過接觸形狀利用計(jì)算機(jī)測定接觸面積，標(biāo)準(zhǔn)車與路面的接觸面積與計(jì)算結(jié)果相一致，面積的計(jì)算精度要求精確到0.1cm2。

（3）對貝克曼梁彎沉儀進(jìn)行檢測調(diào)試，保證彎沉儀與百分表的精確度，同時利用溫度計(jì)對檢測當(dāng)日路面的溫度進(jìn)行測量和記錄，在檢測過程中溫度的變化會對檢測結(jié)果造成直接影響，最佳的檢測溫度為20℃。若當(dāng)日溫度存在較大的差異，此時可以更換檢測日期[4]，此外，檢測前要調(diào)查相關(guān)資料，對路面建設(shè)時的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核對，包括路面的厚度、結(jié)構(gòu)、混合料配比、養(yǎng)護(hù)次數(shù)等。

2.2.4 檢測步驟

（1）貝克曼梁檢測的測點(diǎn)均設(shè)置于行車道的輪胎印記上，在檢測過程中利用橡皮尺量取檢測點(diǎn)，本次施工檢測點(diǎn)之間的間隔距離為20m，檢測點(diǎn)量取后將彎沉儀安裝至標(biāo)準(zhǔn)車后輪之間的空隙中，安裝方向與車輛方向一致，安裝后彎沉儀的檢測頭位于測點(diǎn)上，百分表安裝于后臂的測定桿上，前臂接觸地面，此時應(yīng)開始檢測并記錄百分表的初讀數(shù)。

（2）檢測人員發(fā)出指令后，方可開始車輛的緩慢前行，此時百分表的讀數(shù)會根據(jù)路面的變形情況發(fā)生變化，當(dāng)百分表讀數(shù)達(dá)到最大時要將此參數(shù)記錄下來，數(shù)據(jù)記錄為L1，然后繼續(xù)向前行駛車輛，百分表的讀數(shù)會從最大值慢慢下降，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)車的彎沉值可以影響曲率半徑后，停止車輛移動，穩(wěn)定后記錄百分表讀數(shù)為L2，標(biāo)準(zhǔn)車檢測過程中的行進(jìn)速度應(yīng)始終控制在5km/h以內(nèi)。

（3）貝克曼梁檢測完成后，需要檢測人員對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后通過相關(guān)公式對路面的回彈彎沉值進(jìn)行計(jì)算，公式如式（1）：

LT=（L1-L2）×2 （1）

式（1）中：LT 為路面的回彈彎沉值；T為當(dāng)日檢測過程中路面的溫度；L1為檢測過程中百分表的最大讀數(shù)；L2為檢測過程中標(biāo)準(zhǔn)車的彎沉值影響曲率半徑時的讀數(shù)，通過公式的計(jì)算最終得出回彈彎沉值，根據(jù)此檢測結(jié)果可以對本工程路基路面的承載力及基本性能進(jìn)行判斷，并制定養(yǎng)護(hù)方案。

3 結(jié)語

回彈彎沉檢測法是檢測公路路面路基強(qiáng)度和承載力的重要手段，在檢測時要嚴(yán)格結(jié)合公路情況選擇合適的檢測技術(shù)，并充分做好準(zhǔn)備工作，包括所用的材料、儀器、設(shè)備等，檢測過程中遵守試驗(yàn)步驟，避免漏檢問題，從而保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為公路的施工質(zhì)量提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)公路的長期運(yùn)營。