瀝青路面厚度及彎沉檢測技術研究

盧生海

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

1 引言

現階段，我國在瀝青路面厚度以及彎沉等重要指標檢測過程中開始應用雷達檢測技術等自動化無損檢測技術，在提升檢測效率同時，數據精準性也得到有效提升，在推動公路工程建設水平提升方面具有重要意義。介質中電磁波傳播理論是雷達檢測技術的主要應用原理，該技術在實際應用過程中，通過脈沖設備向檢測區域地下發射電測波，依據電磁波傳播理論，其在在同性介質中會通過電場以及磁場相互交替變化的方式依照相應的速度前進，在遭遇不同性介質后，電磁波會產生反射、折射現象，隨后技術人員利用專業設備接受發射回來的電磁波即可實現對介質厚層進行精準探測。

2 工程概述

為驗證瀝青路面彎沉檢測中FWD 法應用價值，本文將結合案例進行具體說明。案例工程為某地區高速公路，其道路全長為76 km，路面采用瀝青混凝土材料。由于該工程建設時間較早，受制于當時經濟發展水平，相關管理部門為降低成本投入采用較低的工程標準要求。近年來，受超載現象嚴重影響，路面出現較為嚴重的破壞，龜裂、坑槽等道路病害嚴重威脅行車安全性。本文研究中將結合此工程，分別利用FWD 以及貝克曼梁彎沉比對路面進行對比檢測，進而探究FWD技術可行性

3 檢測方案設計

3.1 檢測設備

研究者為完成本次對比試驗，選取貝克曼梁彎沉儀以及FED 設備為本次對比試驗提供硬件支持。其中FWD 測試需要落錘彎沉儀、傳感器設備貝克曼梁及標準承重車設備。落錘彎沉儀50kN 荷載的8000 型儀器，用于產生測試所需的脈沖荷載。傳感器設備會自動對路面彎沉參數進行接受并記錄；貝克曼梁以及承重車設備要求采用前后臂比例為2:1的5.4m長桿設備以及重后軸余輪胎接地壓強分別為1000kN以及0.7MPa的標準設備[1]。

3.2 FWD彎沉檢測

本次試驗開展過程中，技術人員依據試驗要求，將FWD 承載板設置在行車道中心位置。同時設定儀器檢測頻率為1 點/50m。彎沉檢測開展過程中設計落錘三次，第一次落錘目標為確定承載板穩定性，取后兩次落錘平均值作為彎沉值檢測結果。

3.3 彎沉比對試驗

為驗證FWD 技術可行性，技術人員在案例工程中選取具備代表意義的結構路段，并依照20m 間隔設置測點，為確保FWD 以及貝克曼梁測點穩定，技術人員在檢測開始前對各測點進行標記作業。除此以外，技術人員在工作中為避免彎沉測試值在溫度變化影響下出現偏差，技術人員在FWD 技術檢測后立即進行貝克曼梁完成檢測。在實際進行試驗過程中，承重車后軸輪隙中心應控制在FWD 承載板位置，同時嚴格遵照《公路路基路面現場測試規程》開展貝克曼梁彎沉檢測[2]。

4 檢測結果分析

4.1 瀝青路面彎沉值比對

考慮到實際檢測過程中獲取的檢測數據在儀器、人為等主客觀因素影響下存在出現誤差的可能性，因此，技術人員在工作中對所有檢測結果進行梳理并剔除其中異常值，隨后對其余合理檢測數據進行線性回歸分析。

通過實地測試結果可得出結論，換算關系式隨路面結構形式變化而變化，但是不同關系式之間存在較好的線性關系，此關系可表示為y=ax+b。依據對照試驗結果可知，技術人員所選取的8段不同結構形式路面中，存在常數a、b 相近情況的路段共有5個，其數值分別在0.0613-0.0854 以及10.877-18.433區間范圍內，其路面結構形式也呈現出較為顯著的相近情況；所選取的8 個試驗段中，存在與其他結構形式差異較大的路段一個，其常數a、b也呈現出較為顯著的差異性；相較于其他結構關系式，結構2 與結構3 表現出較為顯著的差異性，具體如其b 常數，分別為1.2346 以及4.5453。通過對上述情況進行深入分析可知，瀝青分層厚度是導致此情況的主要因素。

我國頒布的《公路路基路面現場測試規程》中將相關系數設定為0.95，而本次對照試驗中實測相關系數明顯低于0.95，導致此問題出現的主要原因在于路面施工質量差異較大，同時結構強度衰減幅度相對較高。

由此可知，FWD 以及貝克曼梁彎沉值換算會受到路面結構施工所有材料以及厚度影響，同時技術人員在實際進行換算過程中還應對路面使用狀況以及使工作會亮等因素進行綜合考量。由此，在針對施工質量以及結構存在較大差異的同一公路進行檢測時，不應采用相同換算方式，以實現規模出現較大誤差的情況。

4.2 全線路面彎沉檢測結果分析

技術人員在實際工作過程中針對工程全線瀝青路面進行FWD 彎沉檢測，并依照關系式將其轉化為貝克曼梁彎沉值。依照我國現行的《公路工程質量檢驗評定標準》，要求計算單幅1km 路段的代表彎沉值。技術人員在對各路段左右兩幅代表彎沉值進行計算與統計后得出以下兩個結論：第一，雖然同一路段路面彎沉值相近，但是受路面運營多年，超載情況較為嚴重影響，使得路面結構承載力受到較大幅度的削弱，進而路面結構形式產生較大幅度的變換；第二，依據實測結果可知，本次試驗中涉及的各路段間彎沉值及其差異相對較大，其代表值明顯高于設計彎沉值。這就使得在瀝青路面施工質量控制不嚴格情況影響下，即使路面存在相近的結構形式，其強度衰減不均問題依舊出現。

4.3 路面結構理論彎沉分析

技術人員在實際進行測試過程中，依照彈性層莊連續體系理論進行更深層次的研究，最終結果顯示，在雙圓均布荷載作用影響下，承重車輪隙中心部位路表彎沉值與實測路面厚度及模量計算所得路表彎沉值相近。為進一步驗證FWD 彎沉檢測結構以及計算值之間的差異，技術人員在案例工程中選取具備代表性的k40+000-k41+000 以及k51+000-k57+000 左右兩幅路段進行現場抽樣進行FWD 彎沉檢測。

技術人員對測試路段彎沉值進行計算可知兩路段計算彎沉值分別為34.8mm 以及131mm，而實測彎沉值分別為36.3mm 以及132.3mm，計算值以及實測值之間差異幅度分別為4.1%以及1.0%。由此結果可得出測試路段瀝青路面結構彎沉值實測值以及計算值相近，符合彈性層狀連續系統理論，依據結果可印證采用FWD 彎沉檢測技術具備應用價值，且可以利用其對瀝青路面結構強度進行評定。

5 總結

綜上所述，瀝青路面厚度以及彎沉值是檢驗公路工程質量以及使用價值的重要指標，同時也是確保公路運行安全性的重要保障。本文所研究案例利用FWD 技術對路面彎沉值進行測定，從最終結果顯示，該技術可以有效實現評定路面彎沉值的目標，且結果較為精確，具備應用價值。