彎沉檢測在路基質量控制中的對比研究應用

摘 要：文章對城市道路路基質量控制中相關檢測方法進行概述，結合相關工程實例比較各個相同指標采用不同檢測方法的適用性，并對落錘式彎沉儀比較適合在水泥穩定層和瀝青面層彎沉檢測中替代傳統貝克曼梁法，最后，結合為市政工程路基質量控制提供參考與依據。

關鍵詞：彎沉；檢測；路基；質量

1 彎沉概述

彎沉值是衡量道路工程質量的主要指標，國內外多采用回彈彎沉值來表征路基路面的承載能力；回彈彎沉值越大表明其承載能力越小，若其回彈彎沉值越小表明其承載能力越大。回彈彎沉值是指標準車輛在道路上正常行駛的過程中在當前路面結構狀態下產生的垂直豎向位移，而后利用特殊儀器對路表的回彈量進行量測，其數值可以有效的反應路面和路基的綜合承載能力，同時其也是反映路面結構整體抗壓強度的有效質量指標，同時也是是路面結構進行功能性評定的重要組成部分。

回彈彎沉值是道路施工過程的控制質量和檢測質量的主要指標，也是道路竣工驗收和道路結構設計的主要參數；在舊路補強或老路改造的設計中，其值是道路工程的一個基本參數，故其值的正確測試具有重要的工程意義。如果是一位檢測人員，僅僅知道彎沉計算理論是淺薄的，而是應該知道此檢測方法在工程的相關試驗中得以正確的應用，并且檢測人員需要結合工程的現場狀況進行必要的修正以便得出可靠的彎沉值，用其對現有工程進行更加準確的功能性的評價和評價。

2 彎沉檢測技術

彎沉值在我國有很廣泛的應用，并且有很多的經驗和研究成果。其檢測方法經過國內外多年的發展和應用，形成多種測試方法，目前應用比較成熟和比較多的方法主要有貝克曼梁法、自動彎沉儀法及經改進形成的落錘式彎沉儀法。

自動彎沉儀法是利用貝克曼梁原理快速連續測試，測定的是總彎沉值，屬于靜態測試，在實際操作中需要應用貝克曼梁進行標定換算。在此文僅對在工程實際應用中彎沉測試方式差異比較大的兩種方法進行探討。

2.1 貝克曼梁（BB）測定路基路面回彈彎沉

市政工程項目在過去施工的過程中質量控制沒有像公路建設對質量控制那么嚴格，并且市政項目檢測設備相對落后，尤其在偏遠城市，這種質量控制更不易控制，但是隨著科技的進步和發展，市政工程和公路建設基本一樣，質量控制均需第三方檢測，目前塘渣層、水穩層和瀝青面層在設計時均要求第三方做彎沉檢測道路結構層，項目上配備設備大部分是標準車加貝克曼梁，其設備是在符合試驗規程的前提下來滿足道路質量控制需要。

貝克曼梁法適用于測定各類路基路面的回彈彎沉值，用以評定其整體的承載能力，并且其評價指標可供設計單位進行路面結構設計使用；其測定的路基、瀝青路面的彎沉值作為工程交、竣工驗收的依據，評定工程質量是否符合設計要求和滿足使用；其測定的道路回彈彎沉值還可以作為公路管理養護部門制定養護管理的計劃提供依據。在檢測瀝青路面時，需要將瀝青面層控制在平均溫度20℃時才可測其值，如果路面平均溫度在20℃士2℃以內也可不修正，如果瀝青層厚度大于5厘米溫度超過（20℃士2℃），所測的彎沉值需予以溫度修正。

貝克曼梁法側彎沉的儀具及材料主要有標準測試車（按照公路等級選擇不同的標準軸載等級）、貝克曼梁、百分表、表架、接觸式路面溫度計以及其他輔助工具（包括皮尺、口哨、粉筆、指揮旗等）。在測試之前應注意檢查標準用車的車況和各種性能，并準確稱量后軸總質量使其符合軸重規定；準確的測定輪胎接地面積；檢查各種儀器的完好和靈敏度；準確的測定工作室的溫度；詳細的了解和記錄路基、路面的各種情況和資料。在各種準備工作就位后，詳細準確的采集數據；對數據進行計算處理和溫度修正。若在非不利季節測定時，考慮并加入季節影響系數。

2.2 落錘式彎沉儀（FWD）測定路基路面回彈彎沉

落錘式彎沉儀是模擬車輛在道路行駛的過程中，沖擊荷載下的彎沉測量儀器，由于利用貝克曼梁方法測出的回彈彎沉是彎沉，自動彎沉儀是在很慢的行駛過程中予以檢測其彎沉，這種檢測結果與實際路面性能指標有一定出入，但是為了更好的模擬實際狀況，檢測汽車可以在快速行駛時利用動態彎沉的測試設備予以檢測，FWD就是在這樣的背景下研究開發的。近年來，采用落錘式彎沉儀（FWD）測定路面的動態彎沉，并根據此動態彎沉值反算路面的回彈模量使其得到廣泛應用，并由于其速度快、精度高的優點，其方法已成為國際上目前最先進的路基、路面強度無損檢測的主要手段。

落錘式彎沉儀主要有兩種，分為拖車式及內置式。拖車式便于維修及存放，內置式則靈便、小巧。其設備主要有荷載發生裝置、彎沉檢測裝置、運算及控制裝置、牽引裝置幾部分組成。落錘式彎沉儀測定的彎沉為動態總彎沉，其工作原理為通過測試車上由計算機控制的液壓系統，啟動并控制落錘裝置，使一定質量的落錘按設計高度自由落下，產生外加沖擊力作用于承載板并傳遞于路面，從而引起路面產生彎沉。由分布于測點附近的傳感器測定由于外力作用結構層而產生的變形值，并記錄于計算機，經過計算機內部的數據處理得到所測處的彎沉值。

3 對比試驗

3.1 FWD與BB在以塘渣為填料的路基層彎沉比對試驗

本文依據塘渣為填料對路基層進行相關的路基彎沉對比試驗，現場比對試驗以20m一個測點，每種檢測方法每個工地采集20個樣本，然后根據其結果分析相關性，本次比對試驗在以下三個工程現場進行分別采樣，共采集120個樣本。

3.2 FWD與BB在瀝青面層的彎沉比對試驗

本文依據塘渣為填料對路基層進行相關的路基彎沉對比試驗，現場比對試驗以20m一個測點，每種檢測方法每個工地采集20個樣本，然后根據其結果分析相關性，本次比對試驗在以下三個工程現場進行分別采樣，共采集120個樣本。

從上表可以看出，BB和FWD在不同的三個工地現場比對結果相關性都很強，相關系數R均符合規范《公路路基路面現場測試規程》（JTGE6O-2005）規定R>0.95要求，FWD可以替換BB作為工程瀝青面層彎沉質量評定的檢測手段。

4 結束語

通過在建市政道路工程現場比對試驗，發現對于不同結構層BB和FWD相關性都有所差異：

4.1 在對塘渣層的彎沉檢測中由于塘渣材料自身含泥量低，粘結性差等特點，在FWD檢測中承載板不能很好的與檢測面貼合，容易出現結果偏差，所以在塘渣彎沉檢測中FWD并不適用。

4.2 在對瀝青面層的彎沉檢測中，FWD與貝克曼梁的測試結有良好的相關性，根據工程項目實際，可選擇一種檢測方法，并需正確選擇此類典型道路類型確定其真正的相互關系后，并進行對比試驗作為道路檢測中的可靠參考；由于檢測設備的不同，并且不同檢測設備其優點可互補，故道路工程檢測時必須新進行相應的對比試驗。

參考文獻

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作者簡介：高翔（1974，12-），男，河南新鄭人，工程師，1996年畢業于桂林工學院，測量工程專業，工作單位：洛陽路橋建設集團有限責任公司。