公路路基路麵工程建設時,不僅需要嚴格按照相關規定要求完成施(shī)工進度,還要對工程建設質量進行檢測,主要檢測項目包括(kuò)壓實度(dù)、彎沉值、寬度、平整度、橫坡等。其中(zhōng),彎沉值檢測時(shí)通常采用回彈彎沉檢測技術。該技術雖然速度慢,但得到的(de)數據結果更加準確,能反應出路基路麵(miàn)承載(zǎi)能力質量狀況,為工程建設質量評定提供支持和(hé)保(bǎo)障,為高速公(gōng)路檢測提供最優化的服務。
1 回彈彎沉(chén)檢測(cè)技術基本概述
1.1 回彈彎沉概念
路基路麵施加較高(gāo)應力後,可能產生一定的豎向變形位移,當這(zhè)一(yī)應力去除(chú)後,路基路麵出現的變形位移會略(luè)有(yǒu)恢複,而恢(huī)複後的數值就是(shì)回彈彎(wān)沉值。通過該指標的計算,能夠對路基路麵的剛度與強度進行(háng)評定(dìng)。該指標數值越高,表示路麵塑性形變越高(gāo),因而剛度越小,抗疲勞性越弱,不利於路麵的使用,反之(zhī),路麵將存在良好(hǎo)的抗疲(pí)勞性(xìng),上部可承載更高的應力,為路麵的使用(yòng)奠定良好基礎。
現代瀝青(qīng)路麵工程建設時,回彈彎沉值被廣泛地應用,將(jiāng)其(qí)當作路基剛度的評判標準之一,不僅能(néng)夠提升公路設計合理性,而且(qiě)還會為施工活動的(de)進行提供良好指導。該指標在反映路麵的(de)剛度與強度的同時,體(tǐ)現出路麵的使用情況。一般情況下(xià),該指標數值增長後,說明路麵變形概率會相(xiàng)助(zhù)提升,降低(dī)抗疲勞性能,導致其上(shàng)部承載力顯著減弱;反之,該指標降低(dī)後,路麵出(chū)現變形的概率會顯著降低,能夠承受更高的外部應力,使其可以同時承載更多車輛(liàng)。
1.2 回彈彎沉檢測的原(yuán)則
現代工程領域存在多種路基路麵回彈彎沉檢測技術,貝克曼梁法是其中最為常見的一種,屬於傳統靜態檢測方法,相對較為成熟,可得到較為精確的(de)檢測結果(guǒ),因(yīn)而被廣泛應(yīng)用於公(gōng)路工程中。應用該檢測方法時,需要遵循下述幾項原則。
(1)質(zhì)量優先。檢測(cè)過(guò)程中檢測人(rén)員必須將“質量”放(fàng)至首位,根據工程建設需求,不斷完成(chéng)檢測操作方式,逐漸對參數進(jìn)行調整,得到最佳的檢測參數,為提升路麵(miàn)強度與剛度奠定良好基礎。
(2)規範化。整個檢測過(guò)程中檢測人員一定要嚴格遵守相關規(guī)定(dìng)中的內容,提升整個操作(zuò)流程的規範性,以(yǐ)得到路麵真實的數據結果,更準確地(dì)展示公路的具體情況。
(3)科(kē)學管理回彈彎沉(chén)檢(jiǎn)測過程中應安排專業人員予以監督與管理,及時發現檢測(cè)操(cāo)作中出現的問題,並在(zài)第一時間對其指正,以(yǐ)保證整個檢(jiǎn)測操作的合理性,進而獲得更加精確的檢測結果。
1.3 適用(yòng)範圍
對於貝克曼梁法來說,通常適用於以下(xià)4個方麵。
(1)對公路(lù)路基(jī)路麵回彈彎沉值進行(háng)測量,以此評估公路(lù)的承(chéng)載力,為路(lù)麵設計提供支持。
(2)在路麵交竣工驗收階段,可將回彈彎沉值作為判斷工程是否達(dá)到標準的主(zhǔ)要指標之一。
(3)在公路工程養護時,可通過(guò)對路麵回彈彎沉值的(de)測量,為養護(hù)方案(àn)的製訂奠定(dìng)良好基礎,以得到最(zuì)佳的路麵養護(hù)方案,提(tí)升路麵養護效果。
(4)一般情況下,對回彈彎沉(chén)值檢(jiǎn)測時,通常將溫度控製在20±2℃區間內,若不在該區間內,且路麵厚度在(zài)5cm以上,則應通過相應的方式(shì)對彎沉值進行溫度(dù)修整,以得到標準(zhǔn)化結果(guǒ)。
2 回彈彎沉檢測流程
2.1 檢測工具
回(huí)彈彎沉檢測時,需要使用以下(xià)工具。
(1)測試車,采用雙軸、後軸雙側4輪的載重車,應根據檢(jiǎn)測要求,從軸荷載、輪胎規格(gé)、輪胎氣(qì)壓等角度出發(fā),選擇適當型號的測試車,一般來說(shuō),在高速公路與一、二級公路建設(shè)中(zhōng),通常(cháng)選擇標準軸載符合BZZ–100的載重(chóng)車;而對於其他類型(xíng)公路來說,則選擇標準軸(zhóu)載符合BZZ–60的載重車。
(2)彎沉(chén)儀,由(yóu)3部分構成:
1)貝克曼(màn)梁,主要材料為鋁合金,其內部裝有一定量的水準泡,前(qián)臂放置到路麵上,後臂與百分表連接到一起,兩者長度的比值為2∶1;
2)百分表,用於顯示出測量數值;
3)框架,用於對其他兩個結構(gòu)的固定。現代工程領域根據貝(bèi)克曼梁(liáng)長度的不同,可(kě)將其劃分成2種類型:梁長3.6m,其(qí)中,前臂2.4m,後臂1.2m;梁長5.4m,前臂3.6m後(hòu)臂1.8m,屬於加長型彎沉(chén)儀。一般情況下,選(xuǎn)擇3.6m的彎沉儀即可,若為半剛性基層瀝青路麵,則選擇5.4m的彎沉儀。
(3)溫度(dù)計,用於(yú)測量路麵溫度,以對路麵溫度進(jìn)行控製(zhì),溫度計分(fèn)度(dù)應在1℃以(yǐ)內。
(4)除上述幾種(zhǒng)共計(jì)外,還需要采用以下輔助工具。
1)指揮旗,用於(yú)對檢測現場的指揮;
2)白油漆(qī),用於刻畫記(jì)號;
3)皮尺(chǐ),用於路麵長度、寬度等數據的測量。
2.2 前期準備工作為保證整個檢測活動順利(lì)進行,需做(zuò)好如下前(qián)期準備工作。
(1)對測(cè)試車進行檢查,判斷測試車的刹車係統、輪胎是否符合要求,若不符合要求,則應采取相(xiàng)應的方式予以(yǐ)處理,以保證測試車各方麵均滿足要求。
(2)在車槽內裝入適量的集(jí)料,通過(guò)後軸稱量結果,對槽內(nèi)集料予以調整,以確保測試車符合BZZ–100或BZZ–60標準軸載(zǎi)的(de)要求。車輛運行時,軸重(chóng)應保(bǎo)持穩定(dìng)。
(3)測量輪胎(tāi)的接地麵積。在平滑的路麵(miàn)上(shàng),將千斤頂放置(zhì)到車輛下部,並逐漸將後軸定期,之後在輪胎的下方放置1張潔淨的(de)複寫紙,緩慢下放千斤頂,使紙上出現輪胎印痕,最後通(tōng)過求積儀等設備與(yǔ)手段,測算出輪胎接地麵積,精度控製在0.1cm2以(yǐ)內。
(4)對彎沉儀予以檢查,判斷其靈敏度是否達到要求。(5)實時檢測路麵溫度,並通過與氣象部門的溝通,獲取前5d溫度(dù)的均值。(6)收集路麵施工時(shí)相關(guān)資料,如路麵材料(liào)、厚度(dù)等。
2.3 檢測步驟
回彈彎沉檢(jiǎn)測時,主要由如下4步構成。
(1)通過皮尺的測量,確定合理的測試點,每(měi)個測試點均(jun1)要(yào)處於車(chē)道內的輪跡帶上,同(tóng)時通過白油漆(qī)作出記號。
(2)調整試驗車的位(wèi)置,使其後輪隙對準測試點後方4±1cm的位置。
(3)將彎沉儀緩慢插入到車後輪(lún)間的縫隙內,儀器(qì)方向與汽車相(xiàng)同,且保證梁臂未與車輪碰觸;對(duì)於彎沉(chén)儀側頭來說,放(fàng)置到測試點上,在測定杆上固定百分表,並將其恢複到“0”位,之後輕(qīng)輕叩打彎沉儀,觀察百分表(biǎo)指針情況,判斷(duàn)指針穩定後是(shì)否能夠再(zài)次回歸到(dào)“0”位。
(4)向車輛駕駛員發布實(shí)驗開(kāi)始指令,隨著車輛的移動,路麵會出現一定的(de)形變,檢測杆獲取這一現象後,可將(jiāng)形變量傳輸給百分表,當表針不再變化後,立即記錄下(xià)示數L1;車輛繼續形式,指針逐漸向“0”位轉動(dòng);當車(chē)輛經過彎沉影響半(bàn)徑(3m以上)後,向(xiàng)駕駛(shǐ)人員發布停(tíng)止指令。當表針停止移動後,記錄下表盤示數L2。車輛移動時,應將速度控製(zhì)在5km/h。
2.4 彎沉儀的支點變形與修整
對(duì)半(bàn)剛性基層(céng)瀝青路麵(miàn)進行檢測時,若選擇3.6m的彎沉儀,很容易(yì)出現製作(zuò)地步變形的問題(tí),影響測(cè)量結果的精確度。所以,在測量過程中要對支點形變量予以檢測。即(jí)在測量路麵彎沉(chén)儀(A1)的(de)後端,固定另一台彎沉(chén)儀(A2),A2的測點放置到A1支點旁。
汽車移(yí)動後,分別記錄下兩儀器示數,進而對(duì)支點變形進行修整。在每(měi)個測量點上分別測試5次,計算出計(jì)算值後,當作測量結果的修正(zhèng)值。若選擇5.4m的彎沉儀,則無需修(xiū)正。具體(tǐ)來說,修正後的(de)計算公式(shì)為:
FaEpIes021000d=(1)
其(qí)中,Is表示彎(wān)沉測量值(mm);p表示車輛輪胎接地壓強(MPa),可由輪胎接地麵積與後軸重量計算而(ér)得;δ表示當量半徑(m);E0表示土基回彈模量;ae表示彎沉常數;F表示修正常數。
2.5 結果計(jì)算與溫度修(xiū)整(zhěng)
推導出測量(liàng)點的回彈彎沉結果後,先對形變予以修(xiū)整,若路麵厚度在5cm以上,且路麵(miàn)溫度不在20±2℃區間內時,要通過相應的公式,進一步對(duì)溫度予以修(xiū)正(zhèng),以提(tí)升測量結果的準確性。
2.6 結果評定
獲得各測量點後,要(yào)將(jiāng)那些特異(yì)性較大的數據去除,並確定其周圍界限,為局部處理提供支持。通過兩台彎沉儀同時對(duì)車輛左右輪彎沉值進行檢測時,要分別將其單(dān)獨記錄,而(ér)非兩者的均(jun1)值。
獲得彎沉測量值(zhí)(L1)後,與設計值(zhí)(L2)進行對(duì)比,L1不大於L2為滿分(fèn),表明路麵回彈彎沉(chén)符(fú)合要(yào)求;L1大(dà)於L2為0分,表麵路麵回彈(dàn)彎沉不符合要求。
需要注意的是,在不同季節(jiē)測量時,還要(yào)考慮季節對測量結果的(de)幹擾。
3 回彈彎沉檢測時的注意事項
在回彈彎沉檢測時,為了保(bǎo)證檢測結果的準確性,還應注意下(xià)述幾(jǐ)個方麵。
(1)校準與複核測量標準。測量過(guò)程(chéng)中一定要按照相關規定的標準要(yào)求,對測量所需的儀器(qì)與(yǔ)設備進行校(xiào)準與複核,確(què)保儀(yí)器(qì)、設備性(xìng)能的良好性,防(fáng)止檢測(cè)結果出現較大的(de)誤差。在使用(yòng)結束後,也要對儀器設備進行全麵檢查,以(yǐ)免設備使用時出現(xiàn)問題而影響測量結果準確性。
(2)溫(wēn)濕度(dù)設點。在路麵上固定長度(dù)在11cm以上的溫濕度傳感器,通過其對檢測(cè)現場環境的溫濕度予(yǔ)以檢測,以準確了解外界環境情況,為檢測工作的開展提供(gòng)支持。
(3)溫濕度校準點。對溫濕度進行(háng)校準時,順序為(wéi)15℃與20℃時(shí)40%RH,60%RH與80%RH,校準(zhǔn)時需要確保(bǎo)偏差相對(duì)較小(xiǎo)。
一般情況下(xià),溫度低於±0.5℃,濕(shī)度低於±2.0%RH,同時,也可根據工程具體情況,設(shè)定出其他要求的偏差標準。在空載的條件下,能夠(gòu)進行全(quán)部(bù)的(de)校準項目。實際操(cāo)作時,能夠利(lì)用(yòng)溫濕(shī)度檢測箱各項參數的設定與調整,不斷降低校準誤差,使其控製在±0.5℃與(yǔ)2.0%RH以內。溫度校準時,應將濕度檢測關閉(bì),或將濕度條件設定成60%RH。
4 結束語
公路路(lù)基路麵工程建設時,需(xū)通過貝克曼(màn)梁法等方式,對路麵回(huí)彈彎(wān)沉予以檢(jiǎn)測,通過該指標檢測值的判斷,確定路麵強度與剛度是否符合(hé)要求,為工程設計、施工(gōng)、驗收等工作的開展提供指導。檢測(cè)時不僅要做好前期準備工作,而且(qiě)還要嚴格(gé)遵循相關標準規定,以保證檢測結果的準確性,使其在公路工程建設中發揮出最大的作(zuò)用(yòng)。
轉自 建(jiàn)研智培
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