路面弯沉检测方法的试验分析

2015-12-25■汪瑜，王彪

江西建材 2015年3期

■汪瑜，王彪

■1．铜仁市交通建设工程试验检测中心，贵州铜仁 554300;2．铜仁市交通建设工程质量监督站，贵州铜仁 554300

路面弯沉指的是在荷载的影响下道路路面出现了垂直变形的情况，是道路整体抗压的综合体现。弯沉值的大小直接体现了路面道路抗变形能力。在同一车轮荷载的影响下，道路的弯沉值越小，对垂直变形的抵抗能力就越高，道路结构的弯沉值越高，可以承受的车轮反复影响的次数就越多，对垂直变形的抵御能力就越低。在工程竣工前，进行路面弯沉检测，可以有效体现路面的总体施工质量。因此，科学合理的进行弯沉测试具有在保证工程质量方面具有重要意义。

1 路段工程的简介

贵州某二级公路的施工路段，路段的起始点有2km的浅山区。该路段在设计的时候，设计的路面宽度为10m，路基设计为15m，路面两侧留有硬化带，硬化带的外侧预留2m的绿化区域。行车路段使用沥青混凝土来铺设面层，面层的下封层使用中粒式沥青混凝土铺设，路段的基层使用砂砾，砂砾的类型为石灰。由于贵州公路地质灾害发育，会对人民的生命财产安全造成影响，因此要根据地质情况，进行弯沉值检测，延长公路的使用年限。该路段所使用的材质性质为:石灰的等级要在三级以上，砂砾要使用粒径为40mm的，土的塑性要控制系数在14以内。

2 贝克曼量法适用范围和实验器具

2．1 贝克曼量法的适合范围

贝克曼量法主要用来对各种路面、路基的回弹弯沉进行测定，评定公路的承载水平，为路面结构的设计提供帮助，一般在交工和竣工时进行路面回弹弯沉值和路基弯沉值的测定，在测定时，以20℃为标准温度，超出标准温度时，如果沥青路面的厚度超出5cm，要对温度进行修正。

2．2 使用的材料和仪器

(1)路面弯沉仪。路面弯沉仪主要由表架、百分表、贝克曼梁构成，贝克曼量的为铝合金材质，前臂和后臂的长度比2∶1［1］。(2)测试车。测试车使用四轮后轴双侧载重车，轮胎尺寸、标准荷载、轮胎气压、轮胎间隙和要求参数相符合。在选择测试车时，由于本路段为二级公路，因此使用后轴为100KN的BZZ-100。(3)接触式路面温度计。温度计的头部为平头，分度在1℃以下。(4)其他材料。粉笔、口哨、皮尺、粉笔、白油漆等。

3 检测前的准备工作

(1)在试验前，首先查看标准车的车况，轮胎气压是否在规定范围中，刹车性能是否良好。将集料、铁块等装入汽车车槽中，并测量试验车后轴的总重量，查看其是否在固定范围中。要求汽车在测定和行驶的过程中轴重不发生变化。(2)对轮胎的接地面积进行测量，使用千斤顶在硬质路面上顶起汽车的后轴，并将一张新的复写纸扑在轮胎下方，将千斤顶轻轻放下，轮胎印痕就会被印在方格纸上，然后使用数方格和求积仪的方法对轮胎的接地面积进行测算，要求计算结果精确到0．1cm2。(3)对弯沉仪百分表测量的灵敏度进行检查。(4)在测定的过程中，使用温度计测量路标温度和试验气温，并提前了解未来五天的平均温度。(5)对路面材料情况、厚度情况、结构情况进行记录。

4 检测过程

首先，将测点布置好，测点的距离根据测试路段的基本要求进行确定。测点要位于行车车道的轮迹带上。并使用粉笔和白油漆做好标记。试验车后轮的轮隙和测点后3～5cm的位置对准，然后在车轮间的缝隙处插入弯沉仪，和汽车方向相同，梁臂不允许触碰轮胎，将弯沉仪布置在测点上，冰在弯沉仪的测定杆上安装百分表，将百分表调零，然后使用手指轻轻在弯沉仪上叩打，查看百分表能不能稳定回零［2］。弯沉仪可以同时对两侧进行测定，也可以进行单侧测定。检测人员发出口令指挥汽车缓慢前进，随着路面变形程度的增加，百分表表针会发生转动，达到最高值时，记录下初读数。汽车继续向前移动，表针向反方向转动后，汽车驶出弯沉影响半径3m后，汽车停止移动，等弯沉仪稳定后，读取最终的测试数据。

5 计算路面弯沉值

使用如下公式计算路面测点的回弹弯沉值:Lr=2(L1-L2)

在公式中，L1指的是车轮中心接近弯沉仪侧头时百分比的读书的最大值，精确到0．01mm，Lr指的是路面温度T时的回弹弯沉值，精确到0．01mm，L2指的是汽车从弯沉影响半径驶出后，弯沉仪最后的百分表读数，精确到0．01mm。在需要修正弯沉仪支点的时，路面测点的回弹弯沉值为:Lr=2(L1-L2)+6(L3-L4)

其中，L3指的是车轮中心靠近弯沉仪侧头时弯沉仪的最高读数，精确到0．01mm，L4指的是汽车从弯沉影响半径驶出后，弯沉仪的最后读数，精确到0．01mm。

弯沉代表值指的是弯沉测量值向上波动时的界限，使用以下公式进行计算:LR=L+ZA．S

在公式中，LR指的是评定路段代表弯沉值，精确到0．01mm，S指的是各个评定路段经过修正后所有测点弯沉值的标准差，L指的是评定路段修正完成后各个测点的平均值，精确到0．01mm。ZA指的是和保证率相关的系数，取值标准如表1所示。

表1 ZA取值标准

在底基层、柔性基层和路基的弯沉代表值达不到要求时，可以舍弃超出L±(2～3)s的弯沉特异值舍弃，然后重新对标准差和平均值进行计算。对于舍弃弯沉值超出L±(2～3)s的点，要将周围的界限找出，然后对局部进行处理。在使用两部弯沉仪通顺测定左轮和右轮的弯沉值时，要按照两个独立的测点进行计算，不允许使用测点的平均值进行计算。本工程经过检测后，路面弯沉值如表2所示。

表2 弯沉值检测结果

按照相关验收规范规定，此公路路段的弯沉值达到了规定要求，公路施工质量良好。

6 路面弯沉测试质量控制建议

(1)弯沉车上要装配铁块，增加配重，在进行检测前要称量后轴的总重量，然后对重量进行调整，保证后轴的重量达到设计要求，两轴的重量要均衡。(2)控制好车辆的行驶速度。在测量的过程中，行驶速度控制在5km/h左右，速度不宜过快。(3)控制好百分表的灵敏度。将经过计量校验的百分表安装在弯沉仪的测定杆上，注意要将百分表调到零，然后使用手轻敲弯沉仪，查看百分表的稳定性。(4)读取百分表测量数据时的注意事项。在测试的过程中，如果检测人员调节的百分表测杆不合理，会对测量最低值和测量最高值的准确性，导致测定的弯沉数值变小。通常情况下，测杆的位置要居中，表针保持在300～400之间，确保可以准确读出最低值和最高值［3］。(5)弯沉值的检测频率。在对代表弯沉值进行测量时，评定路段应以千米为单位，每一个路段设置85～100个检测点。如果车道数量增加，要适当增加检测点。(6)温度因素。由于弯沉强度的测定是在沥青路面上开展的，气温对公路表层影响比较大。在冬季路面会比较硬，夏季路面会比较软，容易出现测量失真的情况。因此，要在标准温度状态下测顶弯沉值，一般情况下，以20℃为标准温度值，当沥青厚度在5cm以内时，不用对温度进行修正。路面温度处于20℃ ±2℃时也不需要修正温度，其余情况下都需要修正温度。