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(cè)中回彈彎沉檢測(cè)作為常用的檢測(cè)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(duì)公路回彈完成檢測(cè)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(zhǎng)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(yíng)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(cè)方法對(duì)路基路面進(jìn)行回彈彎沉檢測(cè)，結(jié)合檢測(cè)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(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 落錘式彎沉儀檢測(cè)

2.1.1 檢測(cè)原理

落錘式彎沉儀檢測(cè)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(huì)產(chǎn)生形變，此時(shí)檢測(cè)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(dòng)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(cè)準(zhǔn)備

（1）利用落錘檢測(cè)進(jìn)行回彈彎沉檢測(cè)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(cè)要求的同時(shí)，避免對(duì)路基路面造成結(jié)構(gòu)性的破壞。此外，根據(jù)檢測(cè)要求，在公路上選取檢測(cè)位置，路面的測(cè)點(diǎn)布置在車輛的行駛軌跡上，路基的測(cè)點(diǎn)要具有代表性，測(cè)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(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，落錘式彎沉儀在使用前，對(duì)機(jī)械的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)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(cè)點(diǎn)的位置，牽引速度控制在550km/h，到達(dá)測(cè)點(diǎn)后按照機(jī)械的使用說(shuō)明開(kāi)啟落錘式彎沉儀，使其處于工作狀態(tài)，并對(duì)機(jī)械的測(cè)量精度進(jìn)行復(fù)核。

（3）由于落錘式試驗(yàn)檢測(cè)為高空檢測(cè)，存在較大的安全隱患，因此在檢測(cè)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(shí)制定檢測(cè)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(xiǎn)。此外，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)，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(cè)步驟

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

（2）設(shè)備全部到位后，開(kāi)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(kāi)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(shí)由于測(cè)點(diǎn)位置設(shè)置有承載板和傳感器，會(huì)通過(guò)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(cè)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(cè)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(dòng)中，對(duì)路基路面造成的沖擊通過(guò)圖像呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)中，此時(shí)由專業(yè)人員對(duì)圖像進(jìn)行分析和計(jì)算，最終得到公路回彈彎沉的檢測(cè)結(jié)果。每個(gè)測(cè)點(diǎn)均進(jìn)行三次檢測(cè)，由于第一次檢測(cè)數(shù)據(jù)存在差異較大，所以計(jì)算過(guò)程中要去除第一次檢測(cè)數(shù)據(jù)，只計(jì)算后兩組的平均值，待所有測(cè)點(diǎn)全部檢測(cè)完成后，根據(jù)所有的檢測(cè)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(cè)

2.2.1 檢測(cè)原理

貝克曼梁檢測(cè)法主要是利用杠桿原理，在接受檢測(cè)的路基路面上進(jìn)行靜壓，此時(shí)測(cè)定路基路面的回填變形量，再通過(guò)公式對(duì)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(cè)方式操作簡(jiǎn)單，人工即可完成[3]。

2.2.2 檢測(cè)設(shè)備

（1）標(biāo)準(zhǔn)車：貝克曼梁回彈彎沉檢測(cè)中，標(biāo)準(zhǔn)車的作用十分重要，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，檢測(cè)使用的標(biāo)準(zhǔn)車荷載等級(jí)要達(dá)到BZZ-100kN 荷載等級(jí)，同時(shí)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(cè)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(cè)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(zhǎng)度為后臂長(zhǎng)度的2倍。此外，貝克曼梁彎沉儀共分為兩種，一種長(zhǎng)度為3.6m，另一種長(zhǎng)度為5.4m，結(jié)合工程實(shí)際情況本次檢測(cè)選用5.4m的彎沉儀。

2.2.3 檢測(cè)準(zhǔn)備

（1）貝克曼梁法檢測(cè)前要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，對(duì)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(cè)過(guò)程中軸重要保持一致。

（2）測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)車與路面的接觸面積，提供檢測(cè)中的計(jì)算參數(shù)，接觸面積計(jì)算時(shí)，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(xiě)紙，再緩慢地將千斤頂落下，此時(shí)輪胎與復(fù)寫(xiě)紙接觸，通過(guò)接觸形狀利用計(jì)算機(jī)測(cè)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(duì)貝克曼梁彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試，保證彎沉儀與百分表的精確度，同時(shí)利用溫度計(jì)對(duì)檢測(cè)當(dāng)日路面的溫度進(jìn)行測(cè)量和記錄，在檢測(cè)過(guò)程中溫度的變化會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成直接影響，最佳的檢測(cè)溫度為20℃。若當(dāng)日溫度存在較大的差異，此時(shí)可以更換檢測(cè)日期[4]，此外，檢測(cè)前要調(diào)查相關(guān)資料，對(duì)路面建設(shè)時(shí)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，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(cè)步驟

（1）貝克曼梁檢測(cè)的測(cè)點(diǎn)均設(shè)置于行車道的輪胎印記上，在檢測(cè)過(guò)程中利用橡皮尺量取檢測(cè)點(diǎn)，本次施工檢測(cè)點(diǎn)之間的間隔距離為20m，檢測(cè)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(cè)頭位于測(cè)點(diǎn)上，百分表安裝于后臂的測(cè)定桿上，前臂接觸地面，此時(shí)應(yīng)開(kāi)始檢測(cè)并記錄百分表的初讀數(shù)。

（2）檢測(cè)人員發(fā)出指令后，方可開(kāi)始車輛的緩慢前行，此時(shí)百分表的讀數(shù)會(huì)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(shí)要將此參數(shù)記錄下來(lái)，數(shù)據(jù)記錄為L(zhǎng)1，然后繼續(xù)向前行駛車輛，百分表的讀數(shù)會(huì)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(dòng)，穩(wěn)定后記錄百分表讀數(shù)為L(zhǎng)2，標(biāo)準(zhǔn)車檢測(cè)過(guò)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(cè)完成后，需要檢測(cè)人員對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后通過(guò)相關(guān)公式對(duì)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(cè)過(guò)程中路面的溫度；L1為檢測(cè)過(guò)程中百分表的最大讀數(shù)；L2為檢測(cè)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)車的彎沉值影響曲率半徑時(shí)的讀數(shù)，通過(guò)公式的計(jì)算最終得出回彈彎沉值，根據(jù)此檢測(cè)結(jié)果可以對(duì)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(yǔ)

回彈彎沉檢測(cè)法是檢測(cè)公路路面路基強(qiáng)度和承載力的重要手段，在檢測(cè)時(shí)要嚴(yán)格結(jié)合公路情況選擇合適的檢測(cè)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(cè)過(guò)程中遵守試驗(yàn)步驟，避免漏檢問(wèn)題，從而保證檢測(cè)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(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)。