中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(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)。
公路路基路面工程建設(shè)時(shí)，不僅需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求完成施工進(jìn)度，還要對工程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢測，主要檢測項(xiàng)目包括壓實(shí)度、彎沉值、寬度、平整度、橫坡等。其中，彎沉值檢測時(shí)通常采用回彈彎沉檢測技術(shù)。該技術(shù)雖然速度慢，但得到的數(shù)據(jù)結(jié)果更加準(zhǔn)確，能反應(yīng)出路基路面承載能力質(zhì)量狀況，為工程建設(shè)質(zhì)量評定提供支持和保障，為高速公路檢測提供最優(yōu)化的服務(wù)。
1 回彈彎沉檢測技術(shù)基本概述
1.1 回彈彎沉概念
路基路面施加較高應(yīng)力后，可能產(chǎn)生一定的豎向變形位移，當(dāng)這一應(yīng)力去除后，路基路面出現(xiàn)的變形位移會略有恢復(fù)，而恢復(fù)后的數(shù)值就是回彈彎沉值。通過該指標(biāo)的計(jì)算，能夠?qū)β坊访娴膭偠扰c強(qiáng)度進(jìn)行評定。該指標(biāo)數(shù)值越高，表示路面塑性形變越高，因而剛度越小，抗疲勞性越弱，不利于路面的使用，反之，路面將存在良好的抗疲勞性，上部可承載更高的應(yīng)力，為路面的使用奠定良好基礎(chǔ)。
現(xiàn)代瀝青路面工程建設(shè)時(shí)，回彈彎沉值被廣泛地應(yīng)用，將其當(dāng)作路基剛度的評判標(biāo)準(zhǔn)之一，不僅能夠提升公路設(shè)計(jì)合理性，而且還會為施工活動的進(jìn)行提供良好指導(dǎo)。該指標(biāo)在反映路面的剛度與強(qiáng)度的同時(shí)，體現(xiàn)出路面的使用情況。一般情況下，該指標(biāo)數(shù)值增長后，說明路面變形概率會相助提升，降低抗疲勞性能，導(dǎo)致其上部承載力顯著減弱；反之，該指標(biāo)降低后，路面出現(xiàn)變形的概率會顯著降低，能夠承受更高的外部應(yīng)力，使其可以同時(shí)承載更多車輛。
1.2 回彈彎沉檢測的原則
現(xiàn)代工程領(lǐng)域存在多種路基路面回彈彎沉檢測技術(shù)，貝克曼梁法是其中最為常見的一種，屬于傳統(tǒng)靜態(tài)檢測方法，相對較為成熟，可得到較為精確的檢測結(jié)果，因而被廣泛應(yīng)用于公路工程中。應(yīng)用該檢測方法時(shí)，需要遵循下述幾項(xiàng)原則。
（1）質(zhì)量優(yōu)先。檢測過程中檢測人員必須將“質(zhì)量”放至首位，根據(jù)工程建設(shè)需求，不斷完成檢測操作方式，逐漸對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到最佳的檢測參數(shù)，為提升路面強(qiáng)度與剛度奠定良好基礎(chǔ)。
（2）規(guī)范化。整個(gè)檢測過程中檢測人員一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定中的內(nèi)容，提升整個(gè)操作流程的規(guī)范性，以得到路面真實(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)果，更準(zhǔn)確地展示公路的具體情況。
（3）科學(xué)管理回彈彎沉檢測過程中應(yīng)安排專業(yè)人員予以監(jiān)督與管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測操作中出現(xiàn)的問題，并在第一時(shí)間對其指正，以保證整個(gè)檢測操作的合理性，進(jìn)而獲得更加精確的檢測結(jié)果。
1.3 適用范圍
對于貝克曼梁法來說，通常適用于以下4個(gè)方面。
（1）對公路路基路面回彈彎沉值進(jìn)行測量，以此評估公路的承載力，為路面設(shè)計(jì)提供支持。
（2）在路面交竣工驗(yàn)收階段，可將回彈彎沉值作為判斷工程是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)之一。
（3）在公路工程養(yǎng)護(hù)時(shí)，可通過對路面回彈彎沉值的測量，為養(yǎng)護(hù)方案的制訂奠定良好基礎(chǔ)，以得到最佳的路面養(yǎng)護(hù)方案，提升路面養(yǎng)護(hù)效果。
（4）一般情況下，對回彈彎沉值檢測時(shí)，通常將溫度控制在20±2℃區(qū)間內(nèi)，若不在該區(qū)間內(nèi)，且路面厚度在5cm以上，則應(yīng)通過相應(yīng)的方式對彎沉值進(jìn)行溫度修整，以得到標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果。
2 回彈彎沉檢測流程
2.1 檢測工具
回彈彎沉檢測時(shí)，需要使用以下工具。
（1）測試車，采用雙軸、后軸雙側(cè)4輪的載重車，應(yīng)根據(jù)檢測要求，從軸荷載、輪胎規(guī)格、輪胎氣壓等角度出發(fā)，選擇適當(dāng)型號的測試車，一般來說，在高速公路與一、二級公路建設(shè)中，通常選擇標(biāo)準(zhǔn)軸載符合BZZ–100的載重車；而對于其他類型公路來說，則選擇標(biāo)準(zhǔn)軸載符合BZZ–60的載重車。
（2）彎沉儀，由3部分構(gòu)成：
1）貝克曼梁，主要材料為鋁合金，其內(nèi)部裝有一定量的水準(zhǔn)泡，前臂放置到路面上，后臂與百分表連接到一起，兩者長度的比值為2∶1；
2）百分表，用于顯示出測量數(shù)值；
3）框架，用于對其他兩個(gè)結(jié)構(gòu)的固定。現(xiàn)代工程領(lǐng)域根據(jù)貝克曼梁長度的不同，可將其劃分成2種類型：梁長3.6m，其中，前臂2.4m，后臂1.2m；梁長5.4m，前臂3.6m后臂1.8m，屬于加長型彎沉儀。一般情況下，選擇3.6m的彎沉儀即可，若為半剛性基層瀝青路面，則選擇5.4m的彎沉儀。
（3）溫度計(jì)，用于測量路面溫度，以對路面溫度進(jìn)行控制，溫度計(jì)分度應(yīng)在1℃以內(nèi)。
（4）除上述幾種共計(jì)外，還需要采用以下輔助工具。
1）指揮旗，用于對檢測現(xiàn)場的指揮；
2）白油漆，用于刻畫記號；
3）皮尺，用于路面長度、寬度等數(shù)據(jù)的測量。
2.2 前期準(zhǔn)備工作為保證整個(gè)檢測活動順利進(jìn)行，需做好如下前期準(zhǔn)備工作。
（1）對測試車進(jìn)行檢查，判斷測試車的剎車系統(tǒng)、輪胎是否符合要求，若不符合要求，則應(yīng)采取相應(yīng)的方式予以處理，以保證測試車各方面均滿足要求。
（2）在車槽內(nèi)裝入適量的集料，通過后軸稱量結(jié)果，對槽內(nèi)集料予以調(diào)整，以確保測試車符合BZZ–100或BZZ–60標(biāo)準(zhǔn)軸載的要求。車輛運(yùn)行時(shí)，軸重應(yīng)保持穩(wěn)定。
（3）測量輪胎的接地面積。在平滑的路面上，將千斤頂放置到車輛下部，并逐漸將后軸定期，之后在輪胎的下方放置1張潔凈的復(fù)寫紙，緩慢下放千斤頂，使紙上出現(xiàn)輪胎印痕，最后通過求積儀等設(shè)備與手段，測算出輪胎接地面積，精度控制在0.1cm2以內(nèi)。
（4）對彎沉儀予以檢查，判斷其靈敏度是否達(dá)到要求。（5）實(shí)時(shí)檢測路面溫度，并通過與氣象部門的溝通，獲取前5d溫度的均值。（6）收集路面施工時(shí)相關(guān)資料，如路面材料、厚度等。
2.3 檢測步驟
回彈彎沉檢測時(shí)，主要由如下4步構(gòu)成。
（1）通過皮尺的測量，確定合理的測試點(diǎn)，每個(gè)測試點(diǎn)均要處于車道內(nèi)的輪跡帶上，同時(shí)通過白油漆作出記號。
（2）調(diào)整試驗(yàn)車的位置，使其后輪隙對準(zhǔn)測試點(diǎn)后方4±1cm的位置。
（3）將彎沉儀緩慢插入到車后輪間的縫隙內(nèi)，儀器方向與汽車相同，且保證梁臂未與車輪碰觸；對于彎沉儀側(cè)頭來說，放置到測試點(diǎn)上，在測定桿上固定百分表，并將其恢復(fù)到“0”位，之后輕輕叩打彎沉儀，觀察百分表指針情況，判斷指針穩(wěn)定后是否能夠再次回歸到“0”位。
（4）向車輛駕駛員發(fā)布實(shí)驗(yàn)開始指令，隨著車輛的移動，路面會出現(xiàn)一定的形變，檢測桿獲取這一現(xiàn)象后，可將形變量傳輸給百分表，當(dāng)表針不再變化后，立即記錄下示數(shù)L1；車輛繼續(xù)形式，指針逐漸向“0”位轉(zhuǎn)動；當(dāng)車輛經(jīng)過彎沉影響半徑（3m以上）后，向駕駛?cè)藛T發(fā)布停止指令。當(dāng)表針停止移動后，記錄下表盤示數(shù)L2。車輛移動時(shí)，應(yīng)將速度控制在5km/h。
2.4 彎沉儀的支點(diǎn)變形與修整
對半剛性基層瀝青路面進(jìn)行檢測時(shí)，若選擇3.6m的彎沉儀，很容易出現(xiàn)制作地步變形的問題，影響測量結(jié)果的精確度。所以，在測量過程中要對支點(diǎn)形變量予以檢測。即在測量路面彎沉儀（A1）的后端，固定另一臺彎沉儀（A2），A2的測點(diǎn)放置到A1支點(diǎn)旁。
汽車移動后，分別記錄下兩儀器示數(shù)，進(jìn)而對支點(diǎn)變形進(jìn)行修整。在每個(gè)測量點(diǎn)上分別測試5次，計(jì)算出計(jì)算值后，當(dāng)作測量結(jié)果的修正值。若選擇5.4m的彎沉儀，則無需修正。具體來說，修正后的計(jì)算公式為：
FaEpIes021000d=（1）
其中，Is表示彎沉測量值（mm）；p表示車輛輪胎接地壓強(qiáng)（MPa），可由輪胎接地面積與后軸重量計(jì)算而得；δ表示當(dāng)量半徑（m）；E0表示土基回彈模量；ae表示彎沉常數(shù)；F表示修正常數(shù)。
2.5 結(jié)果計(jì)算與溫度修整
推導(dǎo)出測量點(diǎn)的回彈彎沉結(jié)果后，先對形變予以修整，若路面厚度在5cm以上，且路面溫度不在20±2℃區(qū)間內(nèi)時(shí)，要通過相應(yīng)的公式，進(jìn)一步對溫度予以修正，以提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2.6 結(jié)果評定
獲得各測量點(diǎn)后，要將那些特異性較大的數(shù)據(jù)去除，并確定其周圍界限，為局部處理提供支持。通過兩臺彎沉儀同時(shí)對車輛左右輪彎沉值進(jìn)行檢測時(shí)，要分別將其單獨(dú)記錄，而非兩者的均值。
獲得彎沉測量值（L1）后，與設(shè)計(jì)值（L2）進(jìn)行對比，L1不大于L2為滿分，表明路面回彈彎沉符合要求；L1大于L2為0分，表面路面回彈彎沉不符合要求。
需要注意的是，在不同季節(jié)測量時(shí)，還要考慮季節(jié)對測量結(jié)果的干擾。
3 回彈彎沉檢測時(shí)的注意事項(xiàng)
在回彈彎沉檢測時(shí)，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，還應(yīng)注意下述幾個(gè)方面。
（1）校準(zhǔn)與復(fù)核測量標(biāo)準(zhǔn)。測量過程中一定要按照相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，對測量所需的儀器與設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)與復(fù)核，確保儀器、設(shè)備性能的良好性，防止檢測結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。在使用結(jié)束后，也要對儀器設(shè)備進(jìn)行全面檢查，以免設(shè)備使用時(shí)出現(xiàn)問題而影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性。
（2）溫濕度設(shè)點(diǎn)。在路面上固定長度在11cm以上的溫濕度傳感器，通過其對檢測現(xiàn)場環(huán)境的溫濕度予以檢測，以準(zhǔn)確了解外界環(huán)境情況，為檢測工作的開展提供支持。
（3）溫濕度校準(zhǔn)點(diǎn)。對溫濕度進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，順序?yàn)?5℃與20℃時(shí)40%RH，60%RH與80%RH，校準(zhǔn)時(shí)需要確保偏差相對較小。
一般情況下，溫度低于±0.5℃，濕度低于±2.0%RH，同時(shí)，也可根據(jù)工程具體情況，設(shè)定出其他要求的偏差標(biāo)準(zhǔn)。在空載的條件下，能夠進(jìn)行全部的校準(zhǔn)項(xiàng)目。實(shí)際操作時(shí)，能夠利用溫濕度檢測箱各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整，不斷降低校準(zhǔn)誤差，使其控制在±0.5℃與2.0%RH以內(nèi)。溫度校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)將濕度檢測關(guān)閉，或?qū)穸葪l件設(shè)定成60%RH。
4 結(jié)束語
公路路基路面工程建設(shè)時(shí)，需通過貝克曼梁法等方式，對路面回彈彎沉予以檢測，通過該指標(biāo)檢測值的判斷，確定路面強(qiáng)度與剛度是否符合要求，為工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等工作的開展提供指導(dǎo)。檢測時(shí)不僅要做好前期準(zhǔn)備工作，而且還要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，使其在公路工程建設(shè)中發(fā)揮出最大的作用。
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