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)。
路面在車輪作用下產(chǎn)生沉降，其總變形值即總彎沉值。當(dāng)車輪荷載卸除后，路面便向上回彈，其回彈變形值即是回彈彎沉值。總彎沉與回彈彎沉之差便是殘余彎沉。一般總彎沉比回彈彎沉大，表明路面除了產(chǎn)生彈性變形外還產(chǎn)生塑性變形。若總彎沉等于回彈彎沉，表明路面是完全彈性體。若總彎沉小于回彈彎沉，表明路面產(chǎn)生隆起的塑性變形。
一是利用彎沉儀量測(cè)路面表面在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下的輪隙回彈彎沉值，用作評(píng)定路面強(qiáng)度的指標(biāo)，二是通過(guò)對(duì)路面結(jié)構(gòu)分層測(cè)定所得的回彈彎沉值，根據(jù)彈性體系垂直位移理論解，反算路面各結(jié)構(gòu)層的材料回彈模量值。
用彎沉指標(biāo)來(lái)表示強(qiáng)度的做法早在20世紀(jì)30年代便開(kāi)始了。美國(guó)在50年代研制了貝克曼彎沉梁。我國(guó)也仿照貝克曼彎沉梁研制了現(xiàn)在的彎沉儀。為了提高量測(cè)精度和解決彎沉量測(cè)時(shí)支座位移的問(wèn)題，前蘇聯(lián)、瑞士、法國(guó)研制了光學(xué)彎沉儀，它的特點(diǎn)是把測(cè)點(diǎn)與讀數(shù)裝置分開(kāi)，消除了支座位移的影響。近年來(lái)像日本、丹麥等國(guó)研制了動(dòng)力式落錘彎沉儀，用以量測(cè)沖擊荷載作用下路面表面的彎沉，它可模擬快速行車對(duì)路面的彎沉效應(yīng)。貝克曼梁法測(cè)彎沉屬傳統(tǒng)方法，速度慢，靜態(tài)測(cè)試，比較成熟，目前屬于標(biāo)準(zhǔn)方法。
彎沉檢測(cè)步驟：
① 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，輪胎胎壓符合規(guī)定充氣壓力。
② 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)輪荷載，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。
③ 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)紙和一張方格紙，輕輕落下千斤頂，即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)算輪胎的接地面積，準(zhǔn)確到0.1 cm2。
④ 檢查彎沉儀百分表量測(cè)靈敏情況。
⑤ 計(jì)算后輪的單位面積壓力及荷載當(dāng)量圓直徑：
⑥ 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)的氣溫及路表溫度（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5d的平均氣溫（日最高氣溫及最低氣溫的平均值）。
⑦ 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。
城鎮(zhèn)路面設(shè)計(jì)彎沉值的定義
01
概述
路面彎沉是路面在垂直荷載作用下,產(chǎn)生的垂直變形。由于路面彎沉不僅能夠反映路面結(jié)構(gòu)層及土路基的整體剛度,而且與路面使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,同時(shí)彎沉的測(cè)定也較為方便。一般而言,當(dāng)彎沉值滿足規(guī)范要求時(shí),瀝青砼面層和半剛性基層、底基層的層底拉應(yīng)力和瀝青砼面層的剪應(yīng)力一般均能滿足要求,故設(shè)計(jì)中采用設(shè)計(jì)彎沉作為主要控制指標(biāo),并依據(jù)此來(lái)計(jì)算(驗(yàn)算)路面厚度。
02
路面容許彎沉和設(shè)計(jì)彎沉
2.1路面容許彎沉值[L]是指路面在使用末期的不利季節(jié),在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值路面設(shè)計(jì)彎沉值Ls是指路面竣工后第一年不利季節(jié),路面在標(biāo)準(zhǔn)軸載100kN作用下,測(cè)得的最大回彈彎沉值。
2.2路面容許彎沉和設(shè)計(jì)彎沉的關(guān)系路面容許彎沉和設(shè)計(jì)彎沉的關(guān)系反映了路表彎沉在使用期間的復(fù)雜變化過(guò)程,為了防止路面出現(xiàn)沉陷、車轍、軟彈、網(wǎng)裂等整體強(qiáng)度和剛度不足的損壞,路表容許彎沉應(yīng)大于等于路表實(shí)際回彈彎沉,即[L]≥Ls。
03
軸載的換算和軸數(shù)累計(jì)
路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載,以BZZ-100表示。各輪輪載為25kN,輪胎壓強(qiáng)為pt=0.7MPa,單輪輪跡當(dāng)量圓半徑為r=10.65cm,雙輪中心間距為3r（公式略）在城市道路中一般以小型汽車為主,一般的整車重量都在2t以下,在此,按照20kN做一下計(jì)算。其中小車各個(gè)輪胎的壓強(qiáng)一般為0.18～0.25MPa左右(本次計(jì)算取0.25MPa)。雙圓荷載當(dāng)量圓直徑為d2=P/(πp)=20/(3.14×250),故半徑r=0.08m=8.0cm（公式略）由上式得,68200輛小型汽車才換算1輛標(biāo)準(zhǔn)軸載,并且,通常前軸重為整車重量的1/3,后軸重為整車重量的2/3,故小汽車的軸載比20kN更低,實(shí)際上,按照《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》,當(dāng)軸載小于等于20kN時(shí)可不換算的規(guī)定,城市道路中需要計(jì)算的只有公交車、客車及少量的貨車,而這些量是很有限的,若僅僅按照這些交通量計(jì)算,顯然設(shè)計(jì)彎沉值是不能用來(lái)計(jì)算路面結(jié)構(gòu)的。因此設(shè)計(jì)中在沒(méi)有交通量統(tǒng)計(jì)的情況下,怎么確定累計(jì)軸數(shù)是決定路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)是否合理的關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)踐證明,結(jié)合浙江省內(nèi)城市道路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,將公路等級(jí)和設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次與城市各等級(jí)道路相對(duì)應(yīng)起來(lái),并以此來(lái)作為城市各等級(jí)道路設(shè)計(jì)的參考值是可行的。在城市中,考慮行車舒適性、噪音、施工時(shí)間和養(yǎng)護(hù)維修等因素,均采用高級(jí)路面——瀝青砼路面,故設(shè)計(jì)年限均為15年,而對(duì)于一些小區(qū)道路、部分改造道路、鄉(xiāng)村的小路和部分城市支路,采用較薄的瀝青面層或加鋪一層細(xì)粒式瀝青面層時(shí),采用10年設(shè)計(jì)年限。
04
彎沉的計(jì)算
由（表略）的設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次,通過(guò)計(jì)算可得出路面設(shè)計(jì)彎沉值,進(jìn)而對(duì)路面結(jié)構(gòu)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。
05
結(jié)論
從分析和表格中,在城市道路設(shè)計(jì)中,實(shí)測(cè)的交通量往往是用來(lái)判定道路的服務(wù)水平,而在計(jì)算彎沉值時(shí),需充分考慮該城市的性質(zhì)(大城市、中小城市或縣級(jí)市)、設(shè)計(jì)道路的位置和重要性、設(shè)計(jì)道路的功能等因素。前幾年,設(shè)計(jì)彎沉值按照《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》Ls=[L]/1.2取用,但近幾年來(lái),由于城市和鄉(xiāng)村的快速發(fā)展,道路上的機(jī)動(dòng)車迅猛的增長(zhǎng),道路的服務(wù)水平基本已趨于飽和,因此在確定各個(gè)等級(jí)的城市道路的設(shè)計(jì)彎沉值時(shí),均采用表2第4欄,即《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》。
