淺析路基路面彎沉的檢測技術

曾麗娟

【摘 要】路基路面檢測是公路建設和管理中的一項關鍵技術、基礎性技術，在檢驗和控制工程質量非常重要：結合文獻資料，主要介紹了路基路面彎沉檢測中現行的檢測技術進行比較，對今后路基路面彎沉檢測提供了參考作用。

【關鍵詞】路基；路面彎沉；檢測技術

彎沉是反映路基路面結構性能的重要指標，也直接反映道路的應用性能，比如道路的使用壽命，安全性、舒適性等。因而很有必要進行路基路面彎沉檢測，提高道路這方面性能，更好的滿足其應用要求。目前在進行道路彎沉檢測領域，常用的方法包括自動彎沉測定儀法、激光彎沉測定儀、落錘式彎沉儀等。根據實際的使用結果表明，落錘式彎沉測試系統的特點表現為測量速度快，且精度高，應用便利，目前此方法被多個國家大量應用。它是測定路基路面彎沉值的一種高效自動化設備，可通過此設備高效的進行路基路面的強度測量，在道路施工質量控制領域也有一定應用價值。

1.公路路基路面彎沉檢測技術

1.1貝克曼梁法測路基路面彎沉

（1）工作原理：這種技術利用載重汽車對路面進行加載，利用百分表記錄回彈彎沉。對各種類型的路基路面回彈彎沉都可以方便測量，并評定其整體的承載性，在路面結構設計領域也可應用。

（2）試驗方法：要求測試車應采用后軸重10t標準車，輪胎充氣壓力要求是0.7±0.05Mpa。將測定梁的端頭插入后軸雙輪輪隙中心前方3-5cm處的測點上，在梁后三分之一處利用支點支承于底座上，然后利用梁末端的百分表對頭部的升降幅度進行測量。在車速為5km/h條件下，對百分表的讀數最大值進行記錄，而在駛離后，進行同樣的記錄。兩次百分表讀數差值乘以二就可以記作為回彈彎沉值。

（3）操作要點：通過這種方法測量得到的為靜態彎沉，也就是相應的車輛行駛速度滿足規定要求的條件下測量得到的單點最大彎沉值應進行修正。還需要修正彎沉儀的支點變形和溫度修正，而將彎沉值過大的點去掉，以便滿足測量結果的精度要求。

（4）注意事項：①在我國現階段，一般測試的是回彈彎沉而不是路面的總彎沉；②瀝青路面平均溫度在20℃±2℃以內可不修正，對于瀝青層厚度大于5cm的瀝青路面彎沉值應予溫度修正，修正不正確會對整個彎沉的測量產生非常大的影響。③測試前必須對彎沉裝置是否偏位以及路面的載重進行詳細的測量；④一般會選擇5.4m彎沉儀（前臂長3.6m，后壁長1.8m），這樣能夠避免沉降對于整個工程帶來的影響。

1.2落錘式彎沉儀法檢測路基路面彎沉

（1）工作原理：這類設備屬于固定采樣，動態彎沉類。利用計算機控制下的液壓系統進行提升和釋放一重錘，在測量時對路面施加一脈沖荷載，在此模擬車輛行駛過程中，荷載對路面的作用。通過起落架上的位移傳感器測量離加載板距離處的了路面彎沉值。而所得數據可為分析路面結構和承載性能提供了支持和依據。

（2）試驗方法：將測定車開到測定地點，然后對計算機控制下液壓系統的落錘裝置進行適當的控制，使其從設計的高度自由落下一定質量的落錘，然后沖擊力作用于承載板上并傳遞到路面而引發一定的彎沉，然后利用不同位置處的傳感器對路面的變形情況進行測量，記錄所得結果且發送到計算機進行處理，確定出測點彎沉及彎沉盆。這種方法的優點表現為測量速度快，且精度高，可很好的滿足實時性要求。目前落錘式彎沉儀測量領域應用比例不斷提高，并用來反算路面的回彈模量，可將結果轉換至回彈彎沉值。

（3）主要設備：此設備可劃分為拖車式和內置式兩種類型，拖車式表現為方便維修與存放，內置式則體積小，且靈敏性高，以下對各部分進行介紹。①荷載發生裝置：主要的組成有落錘和扇形直徑300mm的4分式承載板。②彎沉檢測裝置：其中設置了7個高精度的傳感器。③運算和牽引裝置：主要對車輛進行控制和牽引，且計算測量結果。

（4）使用技術要點：①在彎沉測量過程中，通過對錘重和落高進行調整，可調整沖擊荷載的大小。我國路面設計標準軸載為BZZ-100，落錘質量設置為200kg±10kg，根據承載板直徑為30cm，確定出路面受的壓強恰為0.7mpa。②檢測過程中拖車式落錘彎沉儀牽引速度最大可達到80km/h，根據我國實際情況，選擇50km/h較合適。內置式落錘彎沉儀最高時速高于100km/h，每小時可測65點。③傳感器總共為7個，其中承載板中心設置了1個，其余6個設置在傳感器支架上。彎沉影響半徑主要和路面結構存在一定關系，應控制路基（柔性基層和瀝青路面）傳感器距荷載中心的距離不超過2.5米。進行對路面彎沉盆形狀的量測。④每一測點重復測定次數需高于3次，將第一個測定值去掉，選擇之后幾次測定值的平均值進行計算，一般第一個測定值波動性很大。

（5）注意事項：落錘式彎沉儀測量得到的為動態總彎沉，為滿足應用要求，可對其換算而得到貝克曼梁的靜態回彈彎沉值。在此計算過程中可通過彈性層狀體系理論來計算，并基于所得的彎沉盆數據反算路面各層材料的彈性模量。

1.3激光自動彎沉儀法檢測路基路面彎沉

（1）工作原理：此類設備為行駛采樣靜態彎沉測量儀器，其原理與貝克曼梁的原理基本上一致，也就是基于杠桿原理來通過杠桿的位移來測量路面的變形。

（2）試驗方法：激光自動彎沉儀采用位移傳感器替換百分表進行自動測量，同時改變了前后測臂的長度比例。激光自動彎沉儀在進行路面彎沉檢測過程中，先將測量架放于路面，穩定之后汽車以5km/h的速度經過測量路面，并將測量臂的測頭對準測試車左右后輪的輪隙。汽車行駛過程中，測頭所在位置的荷載在不斷的增大，相應的彎沉值同步增大，同時測頭也會向下移動，將此變化相關的數據進行記錄，在測頭越過后軸中心線15cm時，停止數據采集，然后帶入數據通過計算機將此路段彎沉檢測過程的彎沉曲線和彎沉盆峰值輸出。

（3）主要設備：自動彎沉儀測定車：由測試汽車、測量機構、數據采集處理系統組成，其中測量機構設置在汽車底盤下面。常用的測試車輛技術參數包括：軸距6.57m，測臂長度2.2m，后軸荷載100kn，測定輪對路面壓強0.7mpa，最小測試步距4-10m，測試精度0.01mm，測試速度 2.7km/h。

（4）使用技術要點：①這種儀器在測量過程中長距離移動時，需要拆下其中對晃動敏感性高的組件，在移送到位置后安裝。②操作計算機，根據需求輸入相關信息和命令。③為確保a/d轉換板和位置傳感器測量精度要求，需要標定儀器。④在測量過程中所得的數據通過文本進行存儲，且基于相關軟件進行計算處理格式分節點、彎沉值及彎沉盆等數據。

（5）注意事項：自動彎沉儀測定到的為總彎沉，貝克曼梁所測定的回彈彎沉存在一定差異?？稍诖罅康膶Ρ仍囼灮A上，確定出兩者的關系式進行換算得到回彈彎沉，從而更好的進行路基路面強度評定。

2.結語

在道路質量評價領域，彎沉檢測技術有廣泛的應用，這種技術的效率和精度在不斷的提高，一些聯合計算機的自動化檢測儀器也不斷的被研發出來。根據目前的情況看，隨著彎沉檢測技術的進一步發展，其應用領域會不斷的擴大，因而我國需要建立完善彎沉檢測技術規范和行業標準，更好的滿足應用要求。

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