張國(guó)花

摘 要：公路路基路面標(biāo)準(zhǔn)是保證汽車行車安全的基本保證，在公路工程建設(shè)中，必須嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)檢測(cè)路基路面，指導(dǎo)公路工程的建設(shè)，使公路工程的整體質(zhì)量得到最大化的提高。文章介紹了第六師S303～奇臺(tái)三分場(chǎng)公路為二級(jí)公路路基路面中試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)中有關(guān)壓實(shí)度、彎沉度和平整度的內(nèi)容，對(duì)公路路基路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的實(shí)施措施做了初步總結(jié)。

關(guān)鍵詞：公路 路基路面 試驗(yàn) 檢測(cè)技術(shù)

1 工程概況

第六師S303至奇臺(tái)三分場(chǎng)是一條二級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，線路全長(zhǎng)35.347 km，分兩個(gè)合同路段，一是K0+000～K17+286.83（斷裂的K17+286.283～K13+400.00，長(zhǎng)的3886.83 m），二是K13+400～K31+460，長(zhǎng)的18.06 km，三是K13+400～K31+460 km。路基寬12米，路面寬2×3.75米，兩邊分別設(shè)置1.5米的硬路肩和0.75米的土路肩，路面和硬路肩路拱的橫向坡度為雙向1.5%，土路肩路拱為2.5%，路基斜坡為1：1.5。鋪面的構(gòu)造形式為：5厘米的中顆粒瀝青砼+25厘米的水泥穩(wěn)定砂礫基層+20厘米的級(jí)配砂卵石底基層。

2 公路路基路面的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)方法

2.1 路基路面壓實(shí)度灌砂法檢測(cè)

采用注沙的方法，能對(duì)路基路面的壓實(shí)度進(jìn)行專門的檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)取樣稱重，用標(biāo)準(zhǔn)砂與試樣土體的重量之比，即為試樣的密實(shí)度，以此來(lái)體現(xiàn)路基的壓實(shí)度。注沙方法的技術(shù)簡(jiǎn)單，不會(huì)受到外部影響，而且測(cè)量值的起伏也很小，測(cè)量值的精度很高，但是檢測(cè)的測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量值的測(cè)量必須仔細(xì)。注沙檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，按公路施工質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中要求，以每200米為一次壓實(shí)層試點(diǎn)2個(gè)為原則，檢測(cè)點(diǎn)必須是平坦的，如有必要，可以在一定范圍內(nèi)添加檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)為隨機(jī)選擇。測(cè)試坑的深度應(yīng)該與測(cè)試土層的厚度相等，但是下面的土體不能混在測(cè)試土層中，否則將會(huì)對(duì)壓實(shí)度造成影響。

2.2 路基、路面回彈彎沉檢測(cè)法

2.2.1 貝克曼梁法

貝克曼梁法測(cè)量路基路面回彈彎沉，主要采用標(biāo)準(zhǔn)型試驗(yàn)車加載路基路面，用百分表法測(cè)量貝克曼梁受載時(shí)的變形量，從而得到路基路面回彈彎沉。貝克曼梁法測(cè)量路基路面的回彈彎沉值，具有測(cè)量方法簡(jiǎn)便、測(cè)量方法簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，停車后，將貝克曼梁與車輛同向地插進(jìn)車輛后輪間隙，梁臂不能接觸輪胎，將貝克曼梁探頭放在測(cè)點(diǎn)處（車輪間隙正中3-5cm），將百分表固定在貝克曼梁測(cè)量柱上，當(dāng)車輛行駛至彎沉作用半徑（大于3米）時(shí)，讀出百分表的最大讀數(shù)，根據(jù)初、終讀數(shù)，求出路基路面回彈彎沉數(shù)值。在對(duì)貝克曼梁進(jìn)行有限元分析時(shí)，應(yīng)特別重視對(duì)支座的變形和溫度的影響。公路路基路面彎沉量為貝克曼梁法測(cè)定的靜彎沉，它是在試驗(yàn)車輛的充氣壓力、軸重和輪胎接地面積均滿足規(guī)范要求的情況下測(cè)定的。依據(jù)檢測(cè)中的資料，按有關(guān)規(guī)范，對(duì)評(píng)價(jià)段的彎沉平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和典型彎沉進(jìn)行了計(jì)算。

2.2.2 自動(dòng)彎沉儀法

自動(dòng)彎沉儀檢測(cè)方法是在貝克曼梁原理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)的連續(xù)測(cè)量，且具有更高的工作效率，尤其是對(duì)高速公路公路驗(yàn)收和檢測(cè)的養(yǎng)護(hù)起著重要的作用。該方法的工作原理和貝克曼梁的工作原理一樣，均采用了簡(jiǎn)易的連桿機(jī)構(gòu)。在檢測(cè)一條道路上，自動(dòng)彎沉測(cè)量車會(huì)以固定的速度前進(jìn)，測(cè)量車會(huì)把一根彎沉測(cè)量梁放在車身的前面，然后把它支撐在地上，讓它不會(huì)移動(dòng)，然后把它拉起來(lái)，以兩個(gè)車速把它拉到下一個(gè)測(cè)點(diǎn)處，這樣就可以重復(fù)測(cè)量了。將檢測(cè)中的彎沉量經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，可以得到相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果。自動(dòng)彎沉儀具有對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和彎沉數(shù)據(jù)進(jìn)行智能采集的能力，并將數(shù)據(jù)以文字的形式保存到系統(tǒng)中，然后將數(shù)據(jù)輸入到微機(jī)控制裝置。當(dāng)你將相應(yīng)的指令輸入到系統(tǒng)中時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一張由距離，溫度，峰值等組成的條形圖。此外，還可以通過(guò)系統(tǒng)給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算出不同的曲率半徑值，并計(jì)算出測(cè)量值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。

2.2.3 落錘式彎沉儀法

落錘型彎沉測(cè)試儀（FWD）是一種能夠在車輛荷載作用下進(jìn)行彎沉測(cè)量的儀器，具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。其工作原理為：將測(cè)量車輛行駛至測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，在電腦的控制下，利用液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)測(cè)量設(shè)備，將一定量的重物從某一特定的位置上自由落下，對(duì)承重板施加的沖擊力，將其傳給路面，引起路面的彎曲，在距測(cè)量點(diǎn)的不同位置安裝有檢測(cè)結(jié)構(gòu)層面形變傳感器，采集數(shù)據(jù)后，將該數(shù)據(jù)錄入電腦，獲得路面測(cè)量點(diǎn)彎曲。彎曲下沉檢測(cè)設(shè)備的工作模式是在電腦的控制下進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，全部的測(cè)量資料可以顯示或輸出；能輸出荷載、彎沉量、路表溫度和測(cè)點(diǎn)距等參數(shù)；可以輸出彎沉的平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，變異系數(shù)和典型彎沉。需要指出的是，用落錘型彎沉計(jì)測(cè)量得到的是動(dòng)總彎沉，而用Berkman梁測(cè)量得到的是靜回彈曲線。將試驗(yàn)與落錘型彎沉儀測(cè)得的彎沉數(shù)值轉(zhuǎn)換成貝克曼梁靜回彈彎沉數(shù)值，可以得出二者的相關(guān)性。采用落錘彎沉儀測(cè)得的彎沉資料，按照彈性分層理論中的公式及程序，采用計(jì)算機(jī)對(duì)路面每一層的材料進(jìn)行反演。

2.3 路基路面平整度檢測(cè)

2.3.1 3m直尺檢測(cè)法

該方法可用于路基路面壓實(shí)機(jī)上每一層的平整，在檢測(cè)路面鋪筑期間，采用單尺法，檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在接頭部位，其他條件下采用10米法進(jìn)行檢測(cè)。選擇試驗(yàn)地點(diǎn)，除非有特別要求，否則應(yīng)該在行駛道路的一邊的輪胎痕跡處進(jìn)行持續(xù)試驗(yàn)。在路面上發(fā)現(xiàn)有車轍的情況下，將車轍的中部作為試驗(yàn)點(diǎn)。清理路面試驗(yàn)點(diǎn)周圍的碎石，雜物等。

2.3.2 連續(xù)式平整度儀檢測(cè)法

連續(xù)式平整度儀的基本構(gòu)造是：中部為3 m長(zhǎng)的基架，其作用僅在于可隨意折疊和縮??；兩端有兩組輥輪，一組四個(gè)，輥輪與輥輪的間距通常為3 m。在基礎(chǔ)框架的中間位置，設(shè)置了一個(gè)測(cè)量輪、一個(gè)距離傳感器和一個(gè)位移傳感器，測(cè)量輪上安裝了一個(gè)可以自動(dòng)收集位移信息的傳感器，牽引平面度儀的轉(zhuǎn)速應(yīng)該是一致的，最好是5公里/小時(shí)，測(cè)量的間隔應(yīng)該是10厘米，每個(gè)測(cè)量段的長(zhǎng)度應(yīng)該是100米，但是這種方法并不適合在坑槽多，破損嚴(yán)重的路面上使用。一般情況下，根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果，可以判斷出這條路的平整程度。

3 公路路基路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 在測(cè)定瀝青材料中的應(yīng)用

在對(duì)瀝青原料進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，檢測(cè)的范圍應(yīng)能很好地涵蓋瀝青本身的原料，以及建筑所需的混合原料。有關(guān)技術(shù)人員要從軟化度、壓入度、延展性和動(dòng)態(tài)粘性等多個(gè)角度來(lái)全面仔細(xì)地進(jìn)行檢測(cè)。其中，試驗(yàn)檢測(cè)要求粗骨料具有較好的吸水性，同時(shí)，粗骨料的硬度、針狀物的含量、含泥量、密度都要達(dá)到相應(yīng)的要求。要對(duì)其使用年限、亞甲藍(lán)值等有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行控制，并按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。在對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，技術(shù)員可以參照馬歇爾的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)原則判斷該材料能否達(dá)到應(yīng)用要求。但是，試驗(yàn)的內(nèi)容要擴(kuò)展到實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)車輛的流量和穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，從而綜合檢驗(yàn)瀝青材料的性能。

3.2 在測(cè)定路基路面壓實(shí)中的應(yīng)用

經(jīng)實(shí)地考察，確定了七師青北線第6標(biāo)段K0+340和K0+780兩個(gè)自然砂礫土模測(cè)點(diǎn)：1#和2#測(cè)點(diǎn)分別為1#和2#。1#和2#由于已經(jīng)提前完成了壓制，在自然沉降過(guò)程中，基本上保持了干燥，這兩個(gè)區(qū)域的干密度和水分都是在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)出來(lái)的；根據(jù)路基在施工過(guò)程中噴灑后，土體的含水量會(huì)增加的特性，選取了3#和4#兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。與之相似，在六師縣新湖農(nóng)場(chǎng)至147團(tuán)公路上，選取了兩個(gè)處于正常壓實(shí)條件下的1#和3#，2#為普通壓實(shí)條件下的2#和4#，4#為施工后的濕潤(rùn)條件下的2#和4#。對(duì)自然碎石土模測(cè)點(diǎn)采用注砂方法進(jìn)行密實(shí)度測(cè)定，對(duì)含水量大于10%的風(fēng)積沙進(jìn)行小圓盤切割，對(duì)土壤的含水量采用乙醇焚燒方法進(jìn)行測(cè)定。對(duì)自然砂的密度和含水量進(jìn)行了試驗(yàn)，并對(duì)風(fēng)成砂進(jìn)行了試驗(yàn)。自然砂的最大干密度是2.24克/立方厘米，而最優(yōu)的含水量是5.4%。風(fēng)積沙在室內(nèi)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)中，最大干密度為1.73，最優(yōu)含水量為13.6%，但仍有部分測(cè)點(diǎn)壓實(shí)超百，針對(duì)影響新湖-147區(qū)風(fēng)積沙細(xì)顆粒含量低于10%這一影響因素，并通過(guò)對(duì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，提出了采用室內(nèi)振搗方法進(jìn)行致密處理的方法，該方法在室內(nèi)實(shí)測(cè)結(jié)果為1.79 g/cm3。

3.3 在測(cè)定平整度中的應(yīng)用

在路面的檢測(cè)這一環(huán)節(jié)中，首先要能對(duì)整個(gè)道路表面的起伏情況進(jìn)行檢測(cè)，此外，由于各種結(jié)構(gòu)的影響是有很大差別的，所以在試驗(yàn)階段要能很好地控制好，技術(shù)人員還能對(duì)其進(jìn)行更深層次的結(jié)構(gòu)和平整度的分析。路面的平坦度，在公路正式啟用后，將會(huì)影響到汽車的行駛質(zhì)量，以及駕駛員和乘客的舒適度和安全，因此，在進(jìn)行平坦度檢測(cè)時(shí)，必須要盡可能的對(duì)路面的狀況做一個(gè)準(zhǔn)確而全面的試驗(yàn)。常用的測(cè)試方法，就是用三米長(zhǎng)的尺子來(lái)測(cè)試，這樣才能更好的確定路面的平整程度。為了對(duì)檢測(cè)的平整度進(jìn)行高效的檢測(cè)，有關(guān)技術(shù)人員也可以使用水平儀器進(jìn)行試驗(yàn)，從多個(gè)角度，對(duì)路面公路的狀況進(jìn)行檢測(cè)。而在檢測(cè)的時(shí)候，更多的是一種車載積算儀，它和連續(xù)積算儀一樣，具有更高的工作效率，而且檢測(cè)的結(jié)果更加科學(xué)，更加精確。

3.4 在測(cè)定路基路面回彈模量中的應(yīng)用

按照J(rèn)TGF80/1-2004 《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的要求，對(duì)水泥穩(wěn)定土路基底進(jìn)行了檢測(cè)，主要檢測(cè)了壓實(shí)度、強(qiáng)度、厚度、平整度等，但未檢測(cè)出回彈彎沉。另一方面是因?yàn)樵谕群奢d下，混凝土路面的回彈系數(shù)一般都比較大，一般在1200-1500 MPa時(shí)，混凝土路面的回彈系數(shù)都比較小。對(duì)于具有彈性分層結(jié)構(gòu)的基層，考慮到基層具有一定的回彈彎沉，因此，通過(guò)彎沉的快速測(cè)試，試圖對(duì)CTWD-10T用于水泥穩(wěn)定碎石基層的適用性和可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。八月上旬，第六師S303～齊臺(tái)三分段公路已完成了水泥穩(wěn)定碎石路面的施工，并對(duì)水泥摻量進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，采用的水泥摻量為4%，符合設(shè)計(jì)要求；表4和表5給出了骨料的級(jí)配數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)骨料的總重為56%，骨料的粒度為4.75-31.5毫米，其中以碎礫為主，而從 CBR和壓縮數(shù)值來(lái)看，骨料的強(qiáng)度和壓縮特性都很好。第六師S303至齊臺(tái)三分線路段，以K18+020至K17+040為斷面，采用貝克曼梁法和CTWD-10T法進(jìn)行彎沉測(cè)定，并與常規(guī)測(cè)定進(jìn)行比較。在水泥穩(wěn)定碎石基礎(chǔ)上，一共進(jìn)行了50個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)都用油漆作了標(biāo)注，如圖1所示，貝克曼梁和CTWD-10T按照測(cè)點(diǎn)標(biāo)注的先后順序進(jìn)行了彎沉的測(cè)量。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著公路項(xiàng)目在中國(guó)快速發(fā)展，必須加大公路項(xiàng)目路基表面試驗(yàn)檢測(cè)的力度，以確保公路項(xiàng)目的質(zhì)量。高質(zhì)量的路基試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是公路行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是關(guān)系到國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)穩(wěn)定的關(guān)鍵。在實(shí)際的施工過(guò)程中，必須要對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行有效的改進(jìn)，以提高我國(guó)的公路施工質(zhì)量，最大限度的滿足人民的出行需要，給人民提供安全舒適的出行環(huán)境。

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