公路路基路面弯沉检测技术探讨

公路路基路面弯沉检测技术探讨

杨泉

泰州市天衡建设工程质量检测有限公司 江苏泰州 225500

摘要：路基路面检测是公路建设和管理中的一项关键技术、基础性技术，在检验和控制工程质量非常重要：结合文献资料，主要介绍了路基路面弯沉检测中现行的检测技术进行比较，对今后路基路面弯沉检测提供了参考作用。

关键词：公路；路基路面；弯沉检测技术

1 前言

随着科学技术的迅速发展，目前公路路基路面弯沉检测主要分为静态弯沉检测与动态弯沉检测。静态弯沉检测主要包括贝克曼梁检测与自动弯沉仪检测，动态弯沉检测主要为落锤式弯沉仪检测。目前工程上广泛应用贝克曼梁测定弯沉，并作为路基路面弯沉检测和交工、竣工验收的标准方法；自动弯沉仪利用了贝克曼梁的测试原理，可以连续检测，工作效率得到很大提高，近年来在我国得到较广泛的应用，特别是在高速公路验收、养护检测中发挥了很大作用；落锤式弯沉仪能够很好的模拟汽车快速行驶的实际情况，仪器在运输与操作方面都比较方便、快捷，大大提高了工程各方面的效率。以下主要介绍公路路基路面弯沉检测的方法与应用。

2 路基路面弯沉检测技术的概念

路基路面弯沉检测技术指的是在特定标准的轴载的作用力之下，公路的路基和路面在表面的轮隙位置产生的总体垂直变形的值和垂直回弹的值。这个垂直变形和回弹的值一般比较小，通常情况下计算单位是采用0.01mm来进行计算，在检测时是一个很微小的值。通过这些检测到的数值其可以反映出路基路面的整体构建的强度和刚度，一般情况下当回弹弯沉的值比较小时就说明公路路面及路基的塑性变形的可能性较小，可以承受较强的荷载，其能够承受的抗疲劳性也比较好；当所测到的回弹弯沉的值比较大时说明了路面结构的塑性变形的可能性也较大，其不具有良好的抗疲劳性，在实际运行中这样的公路无法承受过多过重的交通量，运输性能会降低。所以一条公路的路基路面回弹弯沉程度对公路有重要影响，在具体应用中应该对回弹弯沉值进行有效控制，使其保持在一个较小的范围内。

3 公路路基路面弯沉检测技术

3.1贝克曼梁法测路基路面弯沉

贝克曼梁法是通过载重车辆实现对路面的加载，在加载过程中借助百分表准确记录其回弹弯沉值，该方法适用于各种类型公路的路基路面检测，能够精确测量公路的整体承重效能，此外适用于路面结构设计。贝克曼梁法的工作原理主要是：将测定梁的一端放置在载重车辆后轴的双轮轮隙前方约12cm的测点位置，之后在测定梁身的1/3处利用支点将其放在底座部位，在测定梁的另一端设立百分表，进而测定梁端头的升降值。在车辆行进过程中，实时记录百分表的最大读数；等待车辆驶离路面之后，再准确记录百分表的读数，这二者之间的百分表差值就是回弹弯沉值。其中，静载贝克曼梁法检测出来的是静弯沉值，也就是说当车辆的轮载、行驶速度和轮胎加压时间均符合设计标准，此时测量出来的最大弯沉值。需要注意的是，要稍微改正测量出来的弯沉值，并对弯沉仪的支点变形和温度进行改正，舍去弯沉值过大的测点。

3.2自动弯沉仪测路基路面弯沉

自动弯沉仪检测方法是以贝克曼梁理论作为基础而拓展的检测方法。相比贝克曼梁法，自动弯沉仪法可以连续检测，工作效率高，目前得到较广泛的应用，特别是在高速公路验收、养护检测中发挥了很大作用。自动弯沉仪法主要适用于新建、改建路面工程的质量验收中，在无严重坑槽、车辙等病害的正常通车条件下连续采集沥青路面弯沉数据。自动弯沉仪的基本工作原理与贝克曼梁的原理是相同的，都是采用简单的杠杆原理。自动弯沉仪测定车在检测路段以一定速度行驶，将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来，这时测定梁被拖动，以二倍的汽车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计计算结果。自动化弯沉仪有其智能化的节点数据、弯沉数据等采集功能，在系统中以文本格式存储，并输入计算机控制器中。在向系统输入相关命令后，便可显示出数据柱状分析图，包括距离、温度与峰值等。同时可根据系统显示的相关数据，计算出变化曲率半径值，算出测定值均值，标准差等。自动弯沉仪测定的是总弯沉，因此与贝克曼梁测定的回弹弯沉有所不同。可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验，得到两者相关关系式，换算为回弹弯沉，用于路基、路面强度评定。

3.3落锤式弯沉仪法

贝克曼梁法测得的是静态弯沉，自动弯沉仪测得的弯沉也接近静态弯沉。而汽车在实际行驶中，往往速度很快，因此落锤式弯沉仪法被开发利用出来。这种检测方法模拟了汽车的快速行驶，测定在其冲击荷载下的弯沉，计算机可以自动进行数据采集，且采集精度也比较高。近年来，公路行业利用落锤式弯沉仪进行动态弯沉测定，并反过来计算回弹模量成为热门研究点。该仪器一般被应用在高等级路面弯沉检测中，是一种先进的无损检测设备。具体工作原理就是先将测定车行驶至测定点，利用计算机控制其液压系统，然后启动落锤装置，使具备一定质量的落锤从一定高度落下，冲击力作用于承载板并传递到路面，导致产生弯沉，测点不同距离外设置的传感器就会进行表面变形检测[4]。信号由记录系统输入计算机，得到测点弯沉，各项测试数据可以在屏幕显示，也可存储在软盘。在使用中应注意，应用落锤式弯沉仪所测得弯沉是动态总弯沉，可以与贝克曼梁法得到的静态弯沉进行对比换算，根据弹性层状体系理论、计算程序，进一步计算路面弹性模量。

3.4激光式高速路面弯沉测定仪法

现阶段，激光弯沉测定仪在我国的应用得到较大发展，也是目前国内外较为先进的弯沉检测设备，代表了道路路面弯沉检测技术的发展方向。激光弯沉检测仪的原理是首先利用激光传感器在轮迹的位置测出距离道路路面的有效高度，然后在车辆的行驶过程中得到路面的纵向切面，就可以测算出在纵向方向上的平整程度。另外，还可以得到路面的纵坡、横坡以及弯曲的曲率等路面重要指标，并且可直接得出结果，不需要换算等计算过程。四、回弹弯沉检测的注意事项对于回弹弯沉检测的试前准备工作是尤为重要的。万无一失，保证运行的畅通，检测做到高效、精确，保障公路安全运行。对于测试车，在试前要及时检查好有没有问题，检查包括测试车的刹车有没有失灵、轮胎是否有气、往车内放的铁块要称好重量，使之符合要求、轮胎与地面的接触面积要精确到0.1cm2，在试前就要做好试验，确保准确无误。弯沉仪，对于弯沉仪，在试前要先测试好弯沉仪的灵活度、检查承载车、测量机架、数据采集系统是否有问题、如有问题及时处理，以保证正式测试的正常运行。对于温度计事先要检查好，检查温度计是否能测温，如若有问题，及时换掉。

4 结语

在道路质量评价领域，弯沉检测技术有广泛的应用，这种技术的效率和精度在不断的提高，一些联合计算机的自动化检测仪器也不断的被研发出来。根据目前的情况看，随着弯沉检测技术的进一步发展，其应用领域会不断的扩大，因而我国需要建立完善弯沉检测技术规范和行业标准，更好的满足应用要求。

参考文献

[1]张炜.沥青路面弯沉测试技术研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):37+39.

[2]王书太.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法[J].大众标准化,2020(6):7-8.

[3]冯建.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的应用[J].江西建材,2019(7):32.

[4]韩燕.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用[J].住宅与房地产,2018(8):144+146.