浅谈公路路基路面检测中回弹弯沉检测方法的运用

罗圣

（攀枝花公路建设有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

1 回弹弯沉检测的内涵及原则

所谓回弹弯沉就是在一定载荷下，由于竖向重力而产生了形变，再经过卸荷之后，可以得到恢复的部分。路面的回弹弯沉可以充分反映出路基路面结构的整体刚度、强度，还能够判断已投入使用公路的路基路面服役情况，用来判断道路的承载力和抗疲劳性[1]。如果回弹弯沉值大，说明道路的承载力较弱，如果回弹弯沉值小，说明道路的承载力较强，一般以0.01mm 为基本单位。在运用回弹弯沉检测方法进行工作时，要遵守如下原则。

（1）操作规范原则，所有参与检测的工作人员必须在严格遵守规定和规范的前提下，对检测过程进行有条不紊的规划和设计。他们需要确保每个步骤都按照规定的顺序进行，从而最大程度地提高检测的准确性和可靠性。这种原则的实施可以减少误差和错误，确保检测过程的科学性和公正性。

（2）质量为先原则，这是公路检验工作的核心原则。公路的质量与其总体承载力密切相关，因此，在检验过程中，必须将质量放在首位。根据具体的条件和规范，检验人员需要对新建公路工程或已投入使用的公路进行承载力测定，以确保其满足设计要求和安全标准。这一原则的实施可以提高公路的使用质量，延长其使用寿命，并确保公众的安全。

（3）公开透明原则，参与公路路基路面检测的相关工作人员必须严格遵守合约条款和预先设定的计划，确保整个流程和测试结果的公开和透明化。他们需要在相关人员的监督下完成测试工作，以提高测试结果的完整性和精确度。这一原则的实施可以增强公众对测试结果的信任和认可，同时也有助于发现和纠正任何潜在的问题或错误。

2 回弹弯沉检测法的应用范围

回弹弯沉的检测方法可以判定路基路面的承载力，该方法不但可用于新建公路工程路面结构设计和施工控制、施工验收之中，还可以用于老旧道路的补强设计中。

2.1 在公路结构设计中的应用

在公路设计过程中，关于工程质量的测量内容有很多，而其中一个关键的环节就是垂直变形与回弹值的测量，常用的检测方法就是回弹弯沉检测。此外，还可以利用回弹弯沉检测，为公路设计提供参考，举例来说，某地修建一个四车道一级道路，当地每年的交通量平均增速为10%，预计通车的主要车型为东风牌、解放牌等车型，因此，在公路设计阶段就可对其进行回弹弯沉的数值的计算，根据结果优化结构设计，以符合其当地的行车需求。计算的结果能够体现出其总体构造的刚性与强度，经过计算得到的回弹弯沉值即为公路设计的塑性要求。所以在设计道路工程的时候，就可以利用回弹弯沉检测及相关计算，判断道路的性能，根据计算结果为公路设计提供参考，从而达到提高道路质量的目的。

2.2 在施工控制及施工验收中的应用

在公路工程的建设中，需要对施工质量进行定期的检查，回弹弯沉检测法就可以用来评估施工质量，利用相关检测对构筑的道路强度和刚性有一个大致的认识，如果是符合设计要求的，就可以继续下一步的施工，如果不符合设计要求，就要责令其进行返工和重修，从而提升道路的质量。在整个项目完成后，还要对道路进行回弹弯沉的测试，这样才能对道路的整体质量有一个全面的了解，同时也是开发商向承包人支付项目款项的一个重要的参考。在建设过程中会在不同阶段多次进行回弹弯沉检测，这样能够最大程度保证整体质量，确保工程施工达到了设计标准，从而提升了道路的安全性，保证使用性能。

图1显示内力的获得是对各种基本变形进一步分析的基础。如果是强度分析，则需要计算应力。不同于弹性力学基于几个基本假设利用严密的逻辑推导计算公式，材料力学往往借助于简化分析。在轴向拉压、扭转和弯曲中最重要的一个假设就是平截面假设。这一假设顾名思义，表示横截面在杆件变形过程中始终保持为平面。不同的是：在轴线拉压中横截面保持平面，只是距离发生变化，横截面上各处沿轴向的变形均匀分布；在扭转中横截面保持为平面且绕轴线发生相对转动，变形大小与到圆心的距离成正比；在纯弯曲中横截面保持为平面且绕中性轴发生相对转动，两横截面之间的纵向纤维的长度变化沿梁的高度线性变化。

2.3 在老旧公路加固工程中的运用

由于长期的使用和破坏，以及受了外力的影响，老旧公路的强度和刚度、承载能力被不断的削弱，在投入使用一段时间后，将不能再满足人们对公路的使用要求，这时就必须对道路进行修复和加固补强，这时就可以运用回弹弯沉检测方法。如果回弹弯沉的值比较大，则说明承载力明显不足，必须进行大规模的修复，如果回弹弯沉的检测量比较小时，则可以进行小型的修复。随着时间的推移，人们对道路的使用状况和载荷承载能力的要求也在发生着改变。近年来，汽车持有量不断增加，对道路的强度和刚性提出了更高的要求。因此，以往修建的公路所适应的标准，和如今的交通量已经不再匹配，这就有必要对道路展开补强设计，从而提升道路的品质。

3 公路路基路面回弹弯沉试验方法

目前，公路回弹弯沉检测常选用贝克曼梁法，它可以有效评价道路工程的总体承载力。在检测一个沥青混凝土公路时，一般以常温20℃作为路面温度，但若铺筑的沥青层超过5cm，则需对弯沉值进行温度校正。贝克曼梁法测格采用杠杆原理，选用连杆弯沉仪对弯沉值进行测量，测试的具体方法如下。

3.1 准备工作

要准备好相关设备仪器。标准车辆：所选车辆为双轴、后轴双侧的四轮车，包括轮胎尺寸、标准轴力等指标均要符合相关规范标准。结合实际情况、道路等级对载重车辆进行选择，例如BZZ-100 型具有100kN 后桥的试验车辆可以在高速公路、一级和二级公路上使用；BZZ-60 型具有60kN 后桥的试验车辆，则用在其他级别的公路工程中。道路弯沉仪：主要由贝克曼梁、百分表和表架组成[2]。在贝克曼梁弯曲试验中，如果是测量半刚性基层的沥青公路或混凝土道路的测量，可选择长度5.4m 的贝克曼梁。此外还要准备接触式温度计、卷尺等小型仪器。在使用标准汽车之前，必须先检查它的各项特性，特别是制动部分，并确保它的内胎与充气气压一致。将载重材料装放在车箱中，选择一个地秤称出后轮轴的总重量，在汽车的运转和测量过程中，轴荷载不能有变化。

3.2 试验方法

（1）在平坦光滑的硬质道路上，使用千斤顶顶着车辆的后轴，并在车轮下面铺上一块新的复写纸。然后慢慢地将千斤顶放下，这时车轮会在复写纸上留下轨迹，形成小格子的形状。通过这种方式，可以准确地测量出车轮的接地区域，精度可以达到0.1cm2，为后续的测量和分析提供准确的数据基础。

（2）在测量沥青路面时，需要对大气温度、路表温度进行测量。为了获得准确的数据，可使用接触式温度计进行测量。此外，还需要对铺装层材料、铺装层结构和铺装层厚度等各参数进行详细的记录。这些参数对于了解路面的性能和使用状况至关重要。

（3）在试验段内，将测点布置在公路上行车轨迹上，并利用涂料等作标记，以便后续的测量和分析。同时，按照试验要求设定试验段的间距，确保测量的准确性和可靠性。

（4）在测试车辆的后轮间隙在测量点后方的3～5cm 处，将弯沉仪放入车辆的后轮间隙中，并与车辆方向一致，确保梁臂不与轮胎相接触。在测点上安装弯沉仪测头，并在弯沉仪测杆上安装百分表，以便实时监测路面变形情况。

（5）在测量过程中，安排专人引导汽车沿着形变部位前进，随着路面的变化，百分表也会随之变化。当表针转到峰值时，迅速读出数值（L1），这是路面形变部位的弯沉值。然后，车继续前进，仪表表针将会反向回转。待车离开弯沉作用范围后，才能停车，指针也回转平稳，此时读出L2。在整个过程中，车速的移动速度保持在5km/h，以确保测量的准确性和可靠性。

3.3 弯沉仪支点校正

在进行半刚性基层沥青公路或水泥混凝土路面的回弹弯沉试验时，选择弯沉仪的长度为3.6m 是一个常见的选择。然而，由于这种长度的弯沉仪容易发生支点变形的情况，因此需要进行支点校正。为了进行校正，可以在选取的弯沉仪后面安设另一台弯沉仪。在试验车行驶时，记录两个弯沉仪的读数。这样，可以通过用于检验的弯沉仪的读数进行校正。为了提高测量的准确性，建议在同一的构造层上进行多次测量，最好在每一个部位上进行3～5 次测量，以求出平均数。这个平均数可以作为后续测量的校准值。值得注意的是，当弯沉仪的测长为2.5m 时，一般就不需要进行支点校正。这是因为2.5m 的弯沉仪相对较短，支点变形的可能性较小[3]。总之，在进行半刚性基层沥青公路或水泥混凝土路面的回弹弯沉试验时，需要根据实际情况选择合适的弯沉仪长度并进行支点校正。同时，为了提高测量准确性，需要进行多次测量并求出平均数。

3.4 结果计算分析

（1）公路各测量点处的回弹弯沉值可以按照下列公式1 进行计算。

式中：T——道路温度；LT——回弹弯沉；L1——百分表最大读数；L2——试验汽车离开弯沉力的影响范围时百分表的读数。

（2）沥青路面回弹弯曲量可根据式2 进行计算。

式中：K——温度校正系数；L20在常温20℃下的沥青公路路面回弹弯沉数值；T——路面平均温度；LT——在路面的平均温度下沥青路面的回弹弯沉值。

在进行弯沉仪支点变形修正过程中，路面测点的回填弯沉值可按照式（1）和式（2）进行计算得到，但此种方法也只是适用于弯沉仪支座处的变形修正中。而百分表架处路面已经出现了较为严重的变形，仅凭上述公式无法获得准确的路面弯沉值。而且若沥青路面面层超过5cm，路面温度超过20℃时，还需对回弹弯沉值进行温度修正[4]。

3.5 弯沉值的评定

弯沉值的评定标准是经过深思熟虑和精确计算得出的，通常是根据国家或行业的相关标准进行制定。在中国公路工程中，现行弯沉值的评定标准是根据《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）进行制定的，这确保了弯沉值评定的准确性和可靠性。

弯沉值的评定方法包括现场检测和室内试验两种。现场检测是指在公路上直接进行弯沉值的测定，这种方法能够真实地反映公路路基路面的实际情况。而室内试验则是通过模拟公路路基路面的工况条件进行试验，这种方法可以在受控的条件下进行试验，从而获取更加准确的数据。评定结果的分析包括数据处理和结果判定两个方面。数据处理是指对测定得到的数据进行处理和分析，以得出合理的弯沉值评定结果。这个过程包括对数据的筛选、整理、计算和比较，从而确保结果的准确性和可靠性。结果判定是指根据评定标准和评定方法，对评定结果进行判定，以确定公路路基路面的质量等级。这个过程需要严格遵循相关标准和程序，以确保判定结果的公正性和客观性。弯沉值的评定是一项严谨而重要的工作，需要遵循国家或行业的相关标准进行制定和实施。通过科学、准确的评定方法和分析过程，可以得出可靠的弯沉值评定结果，从而为公路路基路面的设计和施工提供重要的参考依据。

4 回弹弯沉检测方法应用中需要注意的事项

回弹弯沉检测方法是一种广泛应用于路基路面检测中的技术，其可以有效地反映路基和路面的综合承载能力。目前，贝克曼梁法、自动弯沉仪和落锤式弯沉仪是最常用的回弹弯沉检测方式，这些方法均具有较高的准确性和可靠性。

首先，在进行回弹弯沉检测时，需要选择符合测试标准的车辆，确保其轮胎压力、荷载等参数符合规定要求。此外，测试速度的控制也十分重要，测试过程中，测试车速应在规定范围内保持稳定，以避免速度变化对检测结果产生影响。

然后，温度修正也是回弹弯沉检测中需要注意的一个方面。对于沥青路面弯沉的温度修正系数K3，同样需要按照现行相关规范规定的方法进行计算[5]。同时，季节和湿度对强度的影响作用也需要重新进行评价。在应用现设计规范中季节影响系数K1 和温度影响系数K2 时，应根据实际情况进行考虑。

最后，对检测出的弯沉值数据进行处理和分析也是非常重要的。各种条件下测出的弯沉值受多种因素影响，需要进行相应的修正后才能进行进一步的分析和评价。只有这样，才能更准确地反映路基路面的综合承载能力。

5 结语

总之，随着经济的迅速发展，我国的公路建设事业也有了长足的进步。为了提高项目的品质，需要做好各种测试工作，回弹弯沉测试就是一项比较常用的公路测试手段，目前多采用贝克曼梁测试法，此种检测方法的准确性高、结果可靠。在开展回弹弯沉测试时，需要做好仪器的准备工作，保证所选择的测试仪器的精度，并按照规范流程操作，确保测试结果的准确可靠，为公路检测提供有效参考。