路基路面检测中回弹弯沉检测方法的注意事项研究

张晓静

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北石家庄 050000）

1 路基路面常用检测方法

弯沉是公路工程设计及质量评定中的一项重要技术指标，是指在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），实测回弹弯沉值能用于衡量路基、路面具有的承载力。计算弯沉值与路基、路面在设计过程中确定的强度密切相关，当计算弯沉值相对较小时，表明路基、路面强度很高。对弯沉值进行现场实测能检验路基施工质量能否达到要求。为对路面整体性能予以综合评价，必须确定路面具有的承载力。路面弯沉强度可采用专门的测定仪检测，即弯沉仪[1]。

1.1 路面弯沉仪

即贝克曼梁。当路面受到车辆荷载持续作用后必定产生一定程度的变形，而车辆离开之后，这一变形将有所恢复，对标准汽车从试验道路中通过后车轮处沿垂直方向产生的变形或发生变形后对应的回弹值进行测量，能确定路面刚度及承载力。总弯沉是指直接测得的变形，回弹弯沉是指变形发生后产生的回弹量。

测量设备包括标准汽车与路面弯沉仪。其中，标准汽车是指双轴，且后轴是4轮的标准轴重汽车，由其后轴为路面提供载荷，进而实现变形测量。在高速公路，以及一级和二级公路中，主要使用10t 标准汽车，而其他公路则使用6t 标准汽车。路面弯沉仪主要用于对路面弯沉值进行测量，主要有3.6m 长与5.4m 长两种类型，这两种类型均采用铝合金材质，根据杠杆原理使地面因车轮荷载产生的压缩变形均匀传递至外部，然后利用百分表对变形量进行测量。在弯沉仪上一般配有水准泡，在测量过程中可利用水准泡使弯沉仪保持水平，以免影响测量精度[2]。

对某处的弯沉值进行测量时，需将标准车开到待测段落的起点，使其一侧后轮将待测部位压住，然后将路面弯沉仪放到两个后轮之间的空隙，启动车辆使其匀速直线行驶，观察行驶期间弯沉仪的百分表，读取初始值，行驶后将车辆移走，对回弹之后的百分表示数进行读取。当利用长度为3.6m 的弯沉仪进行测量时，应修正前支点产生的下沉。

1.2 落锤式弯沉仪

可用于测定动态弯沉。其主要设备包括荷载发生装置、弯沉检测装置、运算与控制装置和牵引装置。其中，荷载发生装置需要以使用目的为依据，并结合道路的技术等级确定落锤及其高度，同时还需配备承载板；弯沉检测装置主要由位移传感器构成，其数量一般不少于7个；运算和控制装置用于在冲击荷载产生时对冲击荷载与传感器测得的动态变形进行记录；而牵引装置用于对弯沉仪及装有运算和控制系统的车辆进行牵引。

在测试地点，采用由计算机操控的液压装置使落锤自由下落，落锤产生的冲击力由承载板施加给路面，促使路面产生一定弯沉，此时由分布在弯沉检测装置的若干传感器对路表产生的变形进行检测，检测结果通过记录系统传输至计算机，以测得路面弯沉[3]。

在实际操作过程中应注意以下几点：①对落锤下落高度进行适当调整，测试时使用的重锤，其重量及高度都需要结合相关技术要求适当调整，承载板直径通常为300mm；②测点位置及其间隔距离都要按照检测技术要求确定，如果是在路表面进行测定，则需将测点布置于轮迹带处；③传感器的数量必须达到7个以上，同时其布置范围的长度不能超过250m；④开机前对设备及其连接情况进行认真检查，经检查确认无误后才能开机预热；⑤每个测点的重复检测次数应达到3次以上，并将平均值作为最终的测定结果。

1.3 全自动弯沉仪

其主要设备包括承载车、测量机架与数据采集和处理系统。其中，承载车采用单轴，其后轴轴载按100±1kN控制，胎压按0.70±0.05MPa控制；测量机架采用两倍车速对测定梁进行拖动；数据采集和处理系统主要包括计算机、位移传感器、温度传感器与距离传感器，其中，位移传感器的分辨率为0.01mm，有效量程小于3mm，设备需在0～60℃的温度条件下工作，距离标定误差不得超过1%。

该弯沉仪的工作原理与贝克曼梁完全相同，均为杠杆原理。但这两种方法的加载方式有所不同，贝克曼梁为前进卸荷，主要对路面回弹弯沉进行检测，而该方法则为前进加载，主要对路面总弯沉进行检测。该弯沉仪的测定车按照一定速度匀速行驶，装于测定车底部的机架将测头对准测定车后轮前端，当测定车从测点中通过后，测点产生的竖向位移由位移传感器采集记录，此后由测量机架将测定梁拖至下一个测点，以不断向前进行连续检测[4]。

采用该弯沉仪进行实际操作时，需注意以下几方面要点：对测试车的轴载进行检测，确定其后轴轴载能否达到要求；对测试车的胎压进行检测，确定能否达到要求；将检查合格的测试车开到待测段落之前20mm 左右的位置停车，先进行预热，并检查确定各个部件能否正常运转；预热与检查工作均完成后，测试车的驾驶员开动测试车，使车速平稳增加至要求的速度，并沿测试车道匀速行驶；在测试结束后，立即进行数据检查，确认数据内容是否正确和完整；此外，对弯沉值进行必要的横坡修正。

2 回弹弯沉检测注意事项——以贝克曼梁法为例

2.1 试验目的及适用范围

（1）该方法可用于对多种路基路面类型进行回弹弯沉检测，进而根据回弹弯沉结果对路基路面整体承载力进行综合评定，最终为路基路面结构设计工作提供可靠参考依据。

（2）采用该方法测得的结果可在交工及竣工验收过程中使用。

（3）采用该方法测得的结果可用于编制养护计划。

（4）对于沥青路面，其弯沉需将标准温度条件下的结果作为基准，在标准温度以外的情况下测得的结果，当沥青路面厚度超过5cm 时，需进行必要的温度修正。

2.2 检测仪器及材料

（1）测试车。一般采用双轴载重车，包含轴载、轮毂尺寸、间隙及胎压等在内的各项参数都应满足要求。

（2）弯沉仪。包括贝克曼梁、计量百分表与表架，其中，贝克曼梁采用铝合金材质，使用前利用水准泡使其保持水平，且前、后臂的长度比应达到2∶1。对于弯沉仪长度，主要有两种，分别为3.6m 和5.4m，其中，长度为3.6m 的弯沉仪，其前臂长度为2.4m，后臂长度为1.2m；长度为5.4m 的弯沉仪，其前臂长度为3.6m，后臂长度为1.8m。在采用半刚性基层结构的沥青路面以及混凝土路面采用该弯沉仪进行检测时，建议以5.4m 长弯沉仪为宜，弯沉值结果由百分表测得，并借助自动记录装置进行记录。

（3）路面温度计。采用接触式，其端部为平头，分度在1℃以内。

（4）皮尺、粉笔、口哨与白旗。

2.3 检测方法及步骤

（1）对测试车车况进行全面检查，确定制动性能及胎压等情况能否达到要求。

（2）在检测合格的测试车车槽中进行装载，采用铁块或集料，同时对测试车后轴总重进行测量，以确定轴重能否达到要求，在测试车行驶过程中，其轴重不得发生变化。

（3）对测试车车轮的接地面积进行测量，具体方法为：先用千斤顶顶起测试车的后轴，然后在后轴车轮正下方放一张全新复写纸，接着将千斤顶缓慢落下，使车轮压到复写纸上，最后对轮胎印痕的面积进行测算即可得出车轮接地面积。

（4）对弯沉仪所用百分表的灵敏度进行检测。

（5）对沥青路面的弯沉进行检测时，需在检测开始前使用温度计对实验过程中的气温与路面温度进行测量，同时掌握前5d日均气温。

（6）对待测路面施工与养护状况进行记录。

2.3.2 检测步骤

5.2.1 The production and consumption of renewable energy

（1）在待测段落进行测点布置，测点之间的距离根据检测要求确定，一般将测点布置于轮迹带处，同时用粉笔做好标记。

（2）测试车经检查确认合格后，开到指定位置，使其后轮的轮隙与测点完全对准。

（3）在测试车后轮轮隙放置弯沉仪，方向与测试车行驶方向完全相同，注意梁壁不能与测试车的车轮接触，并使弯沉仪的测头处在测点，然后在测定杆上装好百分表，将其调零后轻叩弯沉仪，确定百分表的回零能否保持稳定。在现场实测过程中，可采用单侧测定方式，也可进行双侧测定，具体根据现场实际情况确定。

（4）现场测试人员采用口哨发令，驾驶员开动测试车使其缓慢匀速前进，在此期间百分表伴随路面变形不断产生连续向前运动。在表针到达最大值的位置后进行读数，记作L1。测试车继续向前行驶，百分表的表针将反向回转，在测试车从弯沉影响区域驶出后，通过口哨发令，使测试车停止，在百分表的表针回转达到稳定后进行读数，记作L2。测试车辆行驶过程中，车速需按照5km/h严格控制[5]。

2.3.3 支点变形及修正

（1）采用3.6m长弯沉仪测定采用半刚性基层结构的沥青路面及混凝土路面实际弯沉时，弯沉仪支座部位可能产生一定程度的变形。基于此，在现场实测过程中必须对支座是否产生变形进行检验。借助另外一台可在检验过程中使用的弯沉仪，将其安装在正处检测状态的弯沉仪之后，将测点布置在支点的旁边。在测试车开出以后，对两台弯沉仪实际读数进行测定，若在检验时使用的弯沉仪，其百分表有一定读数，则立即记录，同时予以变形修正。如果在同一个结构层次上进行测定，则可以在不同位置连续测定五次，然后求取平均值，之后每次测定过程中都将其作为变形修正值。

（2）采用5.4m 长弯沉仪测定采用半刚性基层结构的沥青路面及混凝土路面实际弯沉时，可无需对支点产生的变形予以修正。

2.3.4 结果计算与温度修正

（1）对测点的实际回弹弯沉值进行计算。

（2）在对弯沉仪支点产生的变形实施修正时，对路面测点的实际回弹弯沉值进行计算。

（3）如果沥青路面的厚度超过5cm，同时路表未能处在20±2℃的范围，则需要对实测回弹弯沉值予以必要的温度修正，统计结果如表1所示。

表1 回弹弯沉温度修正统计结果

2.4 结果评定

（1）对平均值与标准差进行计算时，需舍弃吊弯沉特异值，并对弯沉值结果过大的测点，确定周围界限，予以局部处理。采用两台弯沉仪实施弯沉值的实测时，需按照独立测点进行，不可直接采用平均值。

（2）当弯沉的代表值小于或等设计提出的要求值时，视为合格；而当弯沉的代表值大于设计提出的要求时，则视为不合格。如果弯沉测定在不利季节条件下进行，则需要考虑一定影响系数。

3 结语

综上所述，在公路路基路面检测工作中，回弹弯沉检测是一项重要内容，其检测结果除了能为施工过程中的质量检测提供依据，还能在竣工验收中使用，用于综合评定路基路面的施工质量。为保证检测结果的真实性与准确性，不仅需根据实际情况选择适宜的检测方法，而且在实际操作过程中应注意各项要点，如支点变形修正与温度修正等，确保所得到的结果可以真实反映路基路面实际情况，发挥预期参考借鉴价值。