中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
中鐵二局四公司廣東軌道交通產(chǎn)業(yè)園配套基地工程廠前路項(xiàng)目部 莫斌
摘要：在高速公路、市政工程的路基施工檢測(cè)中用彎沉控制路基質(zhì)量的必要性，抓住這一重要環(huán)節(jié)，提高路基在施工中的檢測(cè)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：彎沉 路基 檢測(cè) 運(yùn)用
國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉來(lái)表征路基路面的承載能力，回彈彎沉值越大，承載能力越小，反之則越大。然而值得一提的是，關(guān)于彎沉與承載能力之間關(guān)系的看法并不一致。國(guó)際上普遍認(rèn)為，路面結(jié)構(gòu)承載力的合理定義為：路面結(jié)構(gòu)在達(dá)到不能接受的結(jié)構(gòu)性破壞或功能性破壞之前，所能承受的一定類型車輛的通過(guò)次數(shù)。雖然大量實(shí)踐和研究資料表明，路面結(jié)構(gòu)的承載能力與其回彈彎沉值并不存在簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。但彎沉還是從一定程度上反映了路基路面的承載能力，而且直接應(yīng)用表面彎沉作為承載力評(píng)估的指標(biāo)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橐巴鉁y(cè)量容易，也不需要額外的計(jì)算分析。
回彈彎沉值在我國(guó)已廣泛使用且有很多經(jīng)驗(yàn)及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用于施工控制及施工驗(yàn)收中，同時(shí)還用在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中，是公路工程中一個(gè)重要的基本參數(shù)，所以正確的理解和測(cè)試具有重要的意義。
1、彎沉工作的基本原理
貝克曼梁彎沉儀基本原理是杠桿原理。在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面車輪輪隙位置處產(chǎn)生的垂直變形值稱為回彈彎沉。利用載重汽車加載，人工讀取百分表的讀數(shù)，用貝克曼梁可以測(cè)量路基或路面表面的回彈彎沉值。
2、儀具與材料的技術(shù)要求
⑴標(biāo)準(zhǔn)車：雙軸，后軸雙側(cè)4輪的載貨車，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應(yīng)符合表13-1的要求。測(cè)試車應(yīng)采用后軸10t標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的汽車。
彎沉測(cè)定用的標(biāo)準(zhǔn)車參數(shù) 表13-1
標(biāo)準(zhǔn)軸載等級(jí)
BZZ-100
輪胎充氣壓力（MPa）
0.70±0.05
后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載P（KN）
100±1
單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑（cm）
21.30±0.5
一側(cè)雙輪荷載（KN）
50±0.5
輪隙寬度
應(yīng)滿足能自由插入
彎沉儀測(cè)頭的測(cè)試要求
⑵路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成，貝克曼梁由合金鋁制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長(zhǎng)度比為2:1。彎沉儀長(zhǎng)度有兩種：一種長(zhǎng)3.6m，前后臂分別為2.4m和1.2m；另一種加長(zhǎng)的彎沉儀長(zhǎng)5.4m，前后臂分別為3.6m和1.8m。
為避免支點(diǎn)變形帶來(lái)的麻煩，目前一般均采用5.4m的貝克曼梁進(jìn)行檢測(cè)。貝克曼梁彎沉儀是該方法的關(guān)鍵儀器，試驗(yàn)前，應(yīng)按照貝克曼梁相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及檢定規(guī)程，對(duì)儀器撓度、順直等關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，為試驗(yàn)準(zhǔn)確性提供保障。
⑶接觸式路表溫度儀：端部為平頭，分度不大于1℃.
3、彎沉檢測(cè)中注意事項(xiàng)
3.1、關(guān)于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)車
我國(guó)一直規(guī)定用解放牌CA-10B型及黃河JN-150型作為兩個(gè)荷載等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)車，但隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，這兩種型號(hào)的車已相當(dāng)落后，尤其在1986年國(guó)家經(jīng)委、計(jì)委、交通部等10個(gè)單位聯(lián)合發(fā)布關(guān)于加速老舊汽車報(bào)廢更新的暫行規(guī)定，明令解放CA-10B及黃河JN-150為報(bào)廢車型不再生產(chǎn)后，漸趨滅絕。這兩種車型顯然已不能作為標(biāo)準(zhǔn)車型，為此我國(guó)參照國(guó)外試驗(yàn)方法，規(guī)定了測(cè)試車的后軸標(biāo)準(zhǔn)軸載、輪胎壓力及當(dāng)量圓直徑。
3.2、彎沉測(cè)試的影響因素
⑴環(huán)境因素的影響。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、季節(jié)及地質(zhì)狀況均會(huì)對(duì)彎沉測(cè)值大小產(chǎn)生影響。通常情況下路面溫度越高則實(shí)測(cè)彎沉值越偏大，這可以通過(guò)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTJ059-95）中路面彎沉溫度修正曲線的斜率均為負(fù)值體現(xiàn)出現(xiàn)。實(shí)測(cè)彎沉值還該依照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)程》（JTJ014-97）所推薦的系數(shù)表進(jìn)行季節(jié)影響系數(shù)k1和濕度影響系數(shù)k2的修正。另外在軟土、灘涂或高地下水位等不良地質(zhì)狀況的條件下，都會(huì)使彎沉測(cè)值增大。為減少環(huán)境因素的影響，我們進(jìn)行路面彎沉數(shù)據(jù)采集的時(shí)間應(yīng)盡量選擇在北方的春暖時(shí)節(jié)，同時(shí)應(yīng)避免現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)的溫度及濕度變化過(guò)大，尤其須全面記錄溫度數(shù)據(jù)。此外，對(duì)不利地質(zhì)情況路段應(yīng)做好相關(guān)關(guān)系試驗(yàn)。
⑵人為因素的影響。在進(jìn)行彎沉測(cè)試時(shí)，有些情況下人為影響作用較大。例如后軸軸載和輪胎氣壓的測(cè)量誤差，貝克曼梁測(cè)頭放置相對(duì)于輪隙中心的位置誤差，以及測(cè)試人員讀取百分表的誤差均會(huì)影響測(cè)試彎沉值的大小。為此，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的考試操作技術(shù)培訓(xùn)，測(cè)試過(guò)程中認(rèn)真按照規(guī)范要求工作。
⑶設(shè)備因素的影響。彎沉檢測(cè)所使用的設(shè)備必須滿足試驗(yàn)規(guī)程要求，百分表在檢測(cè)前應(yīng)該經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的標(biāo)定；最后操作人員必須認(rèn)真按照儀器的操作程序進(jìn)行工作。
3.3、數(shù)據(jù)處理
各種條件下測(cè)出的彎沉值受多種因素影響，在設(shè)計(jì)或評(píng)定時(shí)都需要做相應(yīng)的修正。我國(guó)目前大部分高速公路為高填方及采用較好質(zhì)量的路基路面材料的情況，季節(jié)和濕度對(duì)強(qiáng)度的影響作用如何評(píng)價(jià)有待重新認(rèn)識(shí)，在應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范中季節(jié)影響系數(shù)k1和溫度影響系數(shù)k2是因根據(jù)實(shí)際情況考慮。因此各種設(shè)備測(cè)出的原始彎沉值應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)系數(shù)的修正；然后針對(duì)檢測(cè)路段計(jì)算相應(yīng)的代表彎沉值進(jìn)行彎沉評(píng)價(jià)。
4、彎沉檢測(cè)方法及測(cè)試步驟
4.1、準(zhǔn)備工作
⑴檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及制動(dòng)性能良好、輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。
⑵向汽車車槽中裝載鐵塊或集料，并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量及單側(cè)輪貨載，均應(yīng)符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測(cè)定過(guò)程中，軸重不得變化。
⑶測(cè)定輪胎接地面積：在平整光滑的硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，在輪胎下方鋪一張新的復(fù)寫(xiě)紙，輕輕落下千斤頂，既在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測(cè)算輪胎接地面積，準(zhǔn)確至0.1c㎡。
⑷檢查彎沉儀百分表量測(cè)靈敏情況。
⑸當(dāng)在瀝青路面上測(cè)定時(shí)，用路表溫度計(jì)測(cè)定試驗(yàn)時(shí)氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化，應(yīng)隨時(shí)測(cè)定），并通過(guò)氣象臺(tái)了解前5天的平均氣溫（日最高氣溫與最低氣溫的平均值）。
⑹記錄瀝青路面修建或改建材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護(hù)等情況。
4.2、測(cè)試步驟
⑴在測(cè)試路段布置測(cè)點(diǎn)，其距離隨測(cè)試需要而定。測(cè)點(diǎn)應(yīng)在路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或白石灰做個(gè)記號(hào)。
⑵將試驗(yàn)車后輪輪隙對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)后約3～5cm處的位置上。
⑶將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測(cè)頭置于測(cè)點(diǎn)上（輪隙中心前方3～5cm處），并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上，百分表凋零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表應(yīng)穩(wěn)定回零。
⑷測(cè)定者吹哨發(fā)令指揮汽車緩緩前進(jìn)，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)表針轉(zhuǎn)動(dòng)到最大值時(shí)，迅速讀取初讀數(shù)L1。汽車仍在繼續(xù)前進(jìn)，表針?lè)聪蚧剞D(zhuǎn)，持汽車駛出彎沉影響半徑（約3m以上）后，再次讀取終讀數(shù)L2。汽車前進(jìn)的速度宜為5km/h左右。
為了能夠清晰地看到百分表正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的過(guò)程，可適當(dāng)加大輪隙與測(cè)定的距離，但不宜大于15cm，否則容易發(fā)生碰梁現(xiàn)象。
安裝百分表時(shí)，應(yīng)注意留有一定的余地，因?yàn)闇y(cè)試過(guò)程中，百分表既要正轉(zhuǎn)，也要反轉(zhuǎn)，應(yīng)調(diào)節(jié)百分表架與測(cè)定桿到合適的接觸深度。然后將百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。連續(xù)測(cè)試時(shí)，可不每次調(diào)零，但須記錄百分表初始讀數(shù)，這樣可以提高檢測(cè)效率。
5、結(jié)論
公路路基、路面施工彎沉檢測(cè)中，是公路施工的重要工序之一，也是達(dá)到有關(guān)公路施工的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)高等級(jí)公路使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的重要保證之一。充分壓實(shí)可以發(fā)揮路基土的強(qiáng)度，減少路基在行車荷載作用下產(chǎn)生的永久變形，同時(shí)還可以增加路基土的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，增強(qiáng)道路的使用性能和延長(zhǎng)道路的使用壽命。
