公路工程回弹弯沉检测方法研究

韩志斌

摘 要：弯沉是公路建设质量控制过程中一个十分重要的指标，当前多采用回弹弯沉值来反映路基路面的承载力情况，回弹弯沉值越小，则承载力越大。贝克曼梁是最常见的一种静力弯沉检测设备，也是通过载重汽车分级加载路面，由百分表获取路面回弹弯沉的一种检测方法。其突出特点为操作简单、效率高、方法简单和精度好。为此，本文在全面分析回弹弯沉检测影响因素的基础上，阐述了贝克曼梁法的技术原理，并通过具体工程案例，分析了贝克曼梁法在公路工程回弹弯沉检测中的应用要点。

关键词：公路工程;回弹弯沉;影响因素;技术原理

中图分类号：U416.06文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）17-0105-03

Research on Rebound Deflection Detection Method of Highway Engineering

HAN Zhibin

（Henan Transportation Research Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Deflection is a very important indicator in the quality control of highway construction， at present， the rebound deflection value is often used to reflect the bearing capacity of the roadbed， the smaller the rebound deflection value， the greater the bearing capacity. Beckman beams are the most common type of static deflection testing equipment， which is also a detection method to obtain the rebound and deflection of the road surface through the load meter by loading the road in stages. Its outstanding features are simple operation， high efficiency， simple method and good accuracy. To this end， based on a comprehensive analysis of the influencing factors of rebound deflection detection， this paper expounded the technical principles of Beckman beam method， and through specific engineering cases， analyzed the application points of Beckman beam method in highway deflection detection.

Keywords： highway engineering;rebound deflection;influence factor;technical principle

改革开放以来，我国交通建设事业取得了令人瞩目的成绩。公路工程是交通建设体系的主要构成部分，其质量是否满足设计要求，车辆运行是否舒适、安全已成为人们关注的焦点。近年来，随着交通压力的日益增大，越来越多路面出现了不同程度的早期病害，因此检验路基路面整体强度和刚度，做好公路工程检测工作至关重要[1-2]。回弹弯沉可以直接反映路基路面的整体承载能力，是衡量路面结构质量的重要指标之一。目前，常见的弯沉检测法主要分为两大类，即静力弯沉检测和动态弯沉检测[3-4]，贝克曼梁法因其自身优势被广泛应用到公路路基路面回弹弯沉检测中，这种检测方法可有效提高检测精度。

1 回弹弯沉检测的影响因素

一定荷载作用下，路基路面产生垂直变形，待荷载卸除后即可恢复的那部分变形则被称为回弹弯沉。回弹弯沉量是路基路面结构整体强度、刚度的真实反映，同时，回弹弯沉量还和路面使用性能和健康状态息息相关。一般情况下，随着回弹弯沉值的不断增加，路面结构塑性变形会逐渐增大，但是路面刚度、抗疲劳性能将越来越差，甚至不能满足重载交通需求。在具体实践中，影响回弹弯沉值的因素较多，主要为弯沉标准、温度和人员因素等[5-6]。

1.1 弯沉标准

随着时代的进步，科学技术水平不断提升，越来越多先进的技术、工艺、设备不断用于公路工程回弹弯沉检测中，这些新技术的应用既给回弹弯沉检测带来诸多便利，还引发了新的问题，如检测内容及范围越来越广。因此，在新的检测环境中，人们应将汽车的性能考虑在内，从而保证检测精度。

1.2 温度

回彈弯沉检测中，温度系数影响较大，在整个检测中，必须根据实际情况适当调整，从而提高检测值的准确性。

1.3 人员因素

误差往往来源于人为操作失误，若检测人员专业素质不高或责任心不强，均会影响检测效率和质量。

1.4 路基含水量

路基含水量的多少将对土质结构造成很大影响。为保证路面每个结构层压实度满足要求，必须对各结构层进行处理并做好压实工作。这样才能保证弯沉值满足设计规定。若弯沉值在规定值以上，则需要及时采取排水、防水方案，快速有效地降低路基含水量。此外，还要合理选用填料，尽可能采用高强度的填料，如碎石黏土混合料等。同时，还要再次对路基进行补充压实，从而有效提升路基强度。若仍无法达到弯沉值规定，则需要及时翻晒处理或更换填料。

2 贝克曼梁法的技术原理

按照现行规范要求，在路面设计中往往将标准车两轮轮隙间的回弹弯沉作为厚度计算的重要指标之一。此外，在公路养护中，同样规定要做好弯沉检测工作。通过弯沉检测，人们可以全面掌握路面承载能力，因此必须重视公路回弹弯沉检测。贝克曼梁法是应用最多的一种回弹弯沉检测方法，其特点为易于操作、效率高、方法简单和精度高等，在我国应用较为成熟。

基于杠杆原理，贝克曼梁法可制作成杠杆式弯沉仪进行轮隙弯沉检测，其主要构成部分包括贝克曼梁、百分表及表架。根据公路工程路面情况不同，采用的弯沉仪长度也略有不同，一般情况下，多采用5.4 m长贝克曼梁用于半刚性基层、沥青混凝土或水泥混凝土路面检测。采用3.6 m长贝克曼梁用于柔性基层沥青路面、混合式结构沥青路面检测，采用此长度贝克曼梁时，要做支点修正。按照现行要求，人们可以将表1作为参数指标。

3 工程概况

公路工程回弹弯沉检测中，基于标准轴载BZZ-100垂直作用，轮胎间隙中将产生垂直于路基路面的回弹变形值。在指定荷载作用下，产生的回弹变形量也会有所不同，通过贝克曼梁式弯沉仪可获取回弹弯沉值。在检测过程中，一般可在路面车轮行驶轮迹线上设测点，并做明确标记。为保证检测准确性，检测车辆后轮时，要和测点保持一定安全距离，距离通常为30～50 mm。测定前，调整贝克曼梁指针式读取设备，设置为0。在检测时，不仅可以进行单侧测定，还可以同时进行双侧测定。为验证贝克曼梁法在公路工程回弹弯沉检测中的应用效果，笔者决定以某二级公路路基路面结构检测为例进行具体分析。

3.1 检测过程

根据现行规范要求，明确弯沉计算控制值为80×10-2mm，保证检测标段内的所有弯沉值均在该控制值以内。选择具有代表性的路段为试验段，长度为500 m，起讫桩号为K0+000～K0+500。试验检测前，要对标准车的车况、刹车性能等进行详细检查，保证在检测过程中不会出现故障。同时，要保证轮胎内胎满足相关规定的充气压力。

根据检测规定，采用5.4 m长贝克曼梁弯沉测定仪，为避免弯沉值修正环节，可根据现行规范，在试验段布设测点及合理控制测点间距，可将测点设于路面行车车道的轮迹带上，并用粉笔等标注。同时，还可通过手指轻轻叩打的方式来检验弯沉测定仪百分表检测的灵敏度。

据实地勘察可知，本路段路基结构存在2大区域，即填方段和挖方段，因此，检测时可同时采用两台弯沉测定仪进行一起检测，108.78 kN为试验车辆后轴标准轴重。在汽车后轮间的缝隙内插入弯沉测定仪，保持相同汽车方向，梁臂不允许碰触轮胎。此外，还要将弯沉仪测头放置在测点上，并在弯沉测定仪的测定杆上安装百分表，将百分表上的初始数据记录下来，按照要求，本工程采用双侧测定。本工程检测时，时间为夏季白天，因此，可按照26 ℃环境温度进行测试分析。

按照指定路线，指挥汽车缓慢、匀速前行，随路面变形，百分表的读数将不断变化，表针反向回转，汽车行驶范围超过弯沉影响半径之后，须及时停车。当表针回转稳定时便可在此读取百分表上的数据，一般情况下，可将汽车前进速度控制在4.5～5.0 km/h。

3.2 检测结果

根据检测分析，笔者得到试验段数据统计结果，如表2所示。

按照相关弯沉值计算方法，双侧弯沉值具体如下：[Lr左1]=73.2×10-2mm，[Lr右1]=61.2×10-2mm，[Lr左2]=65.8×10-2mm，[Lr右2]=79.2×10-2mm。

由此可見，双侧弯沉值范围在（61.2～79.3）×10-2 mm，均小于弯沉计算控制值80×10-2 mm，表明公路整体承载能力良好，当前可满足正常通行需求。

4 结语

在公路工程结构使用性能检测中，通常采用回弹弯沉值来反映路基路面的承载力情况，回弹弯沉值越大，则表明路基路面的承载能力越小，两者成反比。在路基路面回弹弯沉检测过程中，贝克曼梁法应用最多，其突出特点为精度好、效率高、易于操作、方法简单，因此，采用贝克曼梁法进行公路工程回弹弯沉检测研究具有重要的意义。

参考文献：

[1]甄海平.浅谈公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用[J].建筑工程技术与设计，2015（26）：813.

[2]孙小荣.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用[J].城市建设理论研究，2015（12）：2449-2450.

[3]李想，赵博.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用[J].中国科技投资，2016（24）：43.

[4]张瑶.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用[J].黑龙江科技信息，2016（36）：318.

[5]张浩杰.公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用分析[J].工程建设标准化，2015（4）：122.

[6]魏菊林.回弹弯沉检测方法在公路路基路面检测中的应用[J].青海交通科技，2017（5）：56-57.