劉萬(wàn)紅

【摘 要】國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值來(lái)表示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。通常所說(shuō)的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。

【關(guān)鍵詞】路基路面;回彈彎沉;檢測(cè)方法

中圖分類(lèi)號(hào):U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-8283(2010)07-0310-01

1 概 述

國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值來(lái)表示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。通常所說(shuō)的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路表測(cè)試的回彈彎沉值可以反映路基、路面的綜合承載能力?；貜棌澇林翟谖覈?guó)已廣泛使用且有很多的經(jīng)驗(yàn)及研究成果,它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中(設(shè)計(jì)回彈彎沉);用于施工控制及施工驗(yàn)收中(竣工驗(yàn)收彎沉值);同時(shí)還用在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中,是公路工程的一個(gè)基本參數(shù),所以正確的測(cè)試具有重要的意義。

2 彎沉值的幾個(gè)概念

2.1 彎沉

彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形(總彎沉)或垂直回彈變形值(回彈彎沉),以0.01mm為單位。

2.2 設(shè)計(jì)彎沉值

根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道上預(yù)測(cè)通過(guò)的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)。面層和基層類(lèi)型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。

2.3 竣工驗(yàn)收彎沉值

竣工驗(yàn)收彎沉值是檢驗(yàn)路面是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)之一,當(dāng)路面厚度計(jì)算以設(shè)計(jì)彎沉值為控制指標(biāo)時(shí),則驗(yàn)收彎沉值應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值;當(dāng)厚度計(jì)算以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)時(shí),應(yīng)根據(jù)拉應(yīng)力計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)厚度,重新計(jì)算路面彎沉值,該彎沉值即為竣工驗(yàn)收彎沉值。

2.4 彎沉值的測(cè)試方法

彎沉值的測(cè)試方法較多,目前用的最多的是貝克曼梁法,在我國(guó)已有成熟的經(jīng)驗(yàn),但由于其測(cè)試速度等因素的限制,各國(guó)都對(duì)快速連續(xù)或動(dòng)態(tài)測(cè)定進(jìn)行了研究,現(xiàn)在用得比較普遍的有法國(guó)洛克魯瓦式自動(dòng)彎沉儀,丹麥等國(guó)家發(fā)明并幾經(jīng)改進(jìn)形成的落錘式彎沉儀(FWD),美國(guó)的振動(dòng)彎沉儀等。

3 貝克曼梁法

3.1 試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍

(1)本方法適用于測(cè)定各類(lèi)路基、路面的回彈彎沉,用以評(píng)定其整體承載能力,可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用。

(2)本方法測(cè)定的路基、柔性路面的回彈彎沉值可供交工和竣工驗(yàn)收使用。

(3)本方法測(cè)定的路面回彈彎沉可為公路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)制定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。

(4)瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)為準(zhǔn),在其他溫度(超過(guò)20土2℃范圍)測(cè)試時(shí),對(duì)厚度大于5cm的瀝青路面,彎沉值應(yīng)予溫度修正。

3.2 儀具與材料

(1)測(cè)試車(chē):雙軸:后軸雙側(cè)4輪的載重車(chē),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)符合要求。測(cè)試車(chē)可根據(jù)需要按公路等級(jí)選擇,高速公路,一級(jí)及二級(jí)公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100;其他等級(jí)公路也可采用后軸60kN的BZZ-60。(2)路面彎沉儀:由貝克曼梁、百分表及表架組成,貝克曼梁由鋁合金制成,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。當(dāng)在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測(cè)定時(shí),宜采用長(zhǎng)度為5.4m的貝克曼梁彎沉儀、并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車(chē);彎沉值采用百分表量得,也可用自動(dòng)記錄裝置進(jìn)行測(cè)量。(3)接觸式路面溫度計(jì):端部為平頭,分度不大于1℃。(4)其它:皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。

3.3 試驗(yàn)方法與步驟

1)試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

(1)檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車(chē)的車(chē)況及剎車(chē)性能良好,輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。(2)向汽車(chē)車(chē)槽中裝載(鐵塊或集料),并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量,符合要求的軸重規(guī)定,汽車(chē)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(chē)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,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)算輪胎接地面積、精確至0.1cm2 。(4)檢查彎沉儀百分表測(cè)量靈敏情況。(5)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5d的平均氣溫(日最高氣溫與最低氣溫的平均值)。(6)記錄瀝青路面修建或改建時(shí)材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護(hù)等情況。

2)測(cè)試步驟

(1)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(chē)車(chē)道的輪跡帶上,并用白油漆或粉筆劃上標(biāo)記。(2)將試驗(yàn)車(chē)后輪輪隙對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)后約3 ~ 5cm處的位置上。(3)將彎沉儀插入汽車(chē)后輪之間的縫隙處,與汽車(chē)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 ~ 5m處),并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上,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。彎沉儀可以是單側(cè)測(cè)定,也可以雙側(cè)同時(shí)測(cè)定。(4)測(cè)定者吹哨發(fā)令指揮汽車(chē)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(chē)仍在繼續(xù)前進(jìn),表針?lè)聪蚧剞D(zhuǎn):待汽車(chē)駛出彎沉影響半徑(3m以上)后,吹口哨或揮動(dòng)紅旗指揮停車(chē)。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取終讀數(shù) L2 。汽車(chē)前進(jìn)的速度宜為5km/h左右。

4 彎沉儀的支點(diǎn)變形修正

(1)當(dāng)采用長(zhǎng)度為3,6m的彎沉儀對(duì)半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面等進(jìn)行彎沉測(cè)定時(shí),有可能引起彎沉儀支座處變形,因此測(cè)定時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)支點(diǎn)有無(wú)變形。此時(shí)應(yīng)用另一臺(tái)檢驗(yàn)用的彎沉儀安裝在測(cè)定用的彎沉儀的后方,其測(cè)點(diǎn)架于測(cè)定用彎沉儀的支點(diǎn)旁。當(dāng)汽車(chē)開(kāi)出時(shí),同時(shí)測(cè)定兩臺(tái)彎沉儀的彎沉讀數(shù),如檢驗(yàn)用彎沉儀百分表有讀數(shù),即應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測(cè)定時(shí),可在不同的位置測(cè)定5次,求平均值,以后每次測(cè)定時(shí)以此作為修正值。

(2)當(dāng)采用長(zhǎng)5.4m的彎沉儀測(cè)定時(shí),可不進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。

5 結(jié)果計(jì)算及溫度修正

1)計(jì)算測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。2)進(jìn)行彎沉儀支點(diǎn)變形修正時(shí),計(jì)算路面測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。3)瀝青面層厚度大于5cm且路面溫度超過(guò)(20土2)℃范圍時(shí),回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)行溫度修正,溫度修正有兩種方法。

(1)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差時(shí),應(yīng)將超出L 土(2～3)s的彎沉特異值舍棄。對(duì)舍棄的彎沉值過(guò)大的點(diǎn),應(yīng)找出其周?chē)缦?進(jìn)行局部處理。用兩臺(tái)彎沉儀同時(shí)進(jìn)行左右輪彎沉值測(cè)定時(shí),應(yīng)按兩個(gè)獨(dú)立測(cè)點(diǎn)支座:不能采用左右兩點(diǎn)的平均值。

(2)彎沉代表值不大于設(shè)計(jì)要求的彎沉值時(shí)得滿分;大于時(shí)得零分。若在非不利季節(jié)測(cè)定時(shí),應(yīng)考慮季節(jié)影響系數(shù)。