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在彎沉值檢測(cè)過(guò)程中，常用方法為靜載貝克曼梁法、承載板法。另外，F(xiàn)WD (落錘式彎沉儀)也是常用的檢測(cè)方法，該方法不僅速度快，而且受人為因素影響小，檢測(cè)精度高，越來(lái)越受到檢測(cè)單位的重視，并被列入公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程))(JRGE60．2008)中，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

FWD (落錘式彎沉儀)

靜載貝克曼梁法

盡管FWD檢測(cè)所得結(jié)果更為優(yōu)越，應(yīng)用也十分廣泛，但相關(guān)規(guī)范在評(píng)定路面承載力和質(zhì)量時(shí)，仍以貝克曼梁彎沉值為依據(jù)瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。為了將FWD彎沉值直接用于質(zhì)量檢測(cè)和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析之中，相關(guān)研究人員對(duì)貝克曼梁和FWD彎沉檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以建立轉(zhuǎn)化關(guān)系，促進(jìn)FWD得到更好應(yīng)用，從而更好適應(yīng)路面彎沉檢測(cè)需要，但目前對(duì)試驗(yàn)結(jié)果仍缺乏統(tǒng)一的轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)。

以舊瀝青路面工程為例，進(jìn)行FWD與貝克曼梁彎沉試驗(yàn)檢測(cè)比對(duì)，在獲取檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將FWD檢測(cè)彎沉值轉(zhuǎn)換成貝克曼梁彎沉值，對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。同時(shí)還通過(guò)實(shí)測(cè)和理論計(jì)算，將檢測(cè)所得值與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析。

工程簡(jiǎn)介

某公路工程全長(zhǎng)67km，于2001年建成通車，應(yīng)用瀝青路面結(jié)構(gòu)形式，從下至上依次為級(jí)配碎石、水泥穩(wěn)定碎石、粗粒式瀝青混凝土、中粒式瀝青混凝土、開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土磨耗層。當(dāng)時(shí)在工程建設(shè)中，由于路線經(jīng)過(guò)地區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，為節(jié)約資金，采用較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

但該工程通車運(yùn)營(yíng)之后，沿線車流量不斷增加，并且車輛超載現(xiàn)象較為嚴(yán)重。20 14年6月進(jìn)行瀝青路面質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)很多路段存在裂縫、坑槽、松散等質(zhì)量病害，不僅影響路面外形美觀，還制約車輛順利通行，也降低瀝青路面工程服務(wù)質(zhì)量。因此，為全面掌握路面工程質(zhì)量狀況，為采取措施進(jìn)行路面改造提供參考，采取FWD彎沉技術(shù)進(jìn)行彎沉值檢測(cè)。

FWD彎沉檢測(cè)方案

1、檢測(cè)所需設(shè)備

采用FWD和貝克曼梁彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)，F(xiàn)WD型號(hào)為丹麥Dynatest8000，加荷荷載50kN， 自由落錘產(chǎn)生的脈沖荷載作用于路表，在掛車中軸安放一系列傳感器，采集路面彎沉值，并自動(dòng)記入電腦系統(tǒng)。應(yīng)用杠桿長(zhǎng)5．4m的貝克曼梁一套，前后臂長(zhǎng)比為2：1，并采用標(biāo)準(zhǔn)承重車一臺(tái)，后軸重100kN，輪胎接地壓強(qiáng)0．7MPa。

Dynatest8000

2、FWD彎沉檢測(cè)

承載板中心位置位于行車道上，每50m檢測(cè)一點(diǎn)，試驗(yàn)中應(yīng)用三錘測(cè)試方式。一般而言，第一錘測(cè)定結(jié)果與后兩錘測(cè)定結(jié)果存在較大差異，為提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，本次試驗(yàn)以后兩錘測(cè)定值的平均值為檢測(cè)結(jié)果。

3、彎沉比對(duì)試驗(yàn)

選取不同結(jié)構(gòu)形式的代表路段，每20m布置一測(cè)點(diǎn)，測(cè)試前做好不同測(cè)點(diǎn)標(biāo)記工作，防止FWD與貝克曼梁測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)偏離情況，為更好進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析做好準(zhǔn)備工作。為提高檢測(cè)準(zhǔn)確度，減少溫度對(duì)彎沉測(cè)量值的影響，貝克曼梁檢測(cè)緊跟FWD進(jìn)行，承重車后軸輪隙中心正好位于FWD承載板位置，并嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行彎沉值檢測(cè)，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

FWD彎沉檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)完成之后，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。主要工作為，將FWD彎沉檢測(cè)結(jié)果與貝克曼梁檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)還將實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比。

1、彎沉值對(duì)比

試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果受人為操作、自然環(huán)境、儀器設(shè)備等因素影響，為確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，要將異常數(shù)據(jù)剔除。然后對(duì)剩余數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，獲取各路面型式代表路段FWD與貝克曼梁彎沉值之間的換算關(guān)系式。

對(duì)比分析可知，路面結(jié)構(gòu)形式不同，代表路段不同，換算關(guān)系存在差異，但二者具有良好的線性關(guān)系，關(guān)系表達(dá)式為y=ax+b，a、b為常數(shù)，并且數(shù)據(jù)較為接近，分別介于0．0613～0．0854和10．877～18．433之間，同時(shí)路面結(jié)構(gòu)形式也比較接近。但有些式中的常數(shù)差別較大，可能與路面結(jié)構(gòu)、瀝青層分層厚度存在差異。

另外，換算關(guān)系式的相關(guān)系數(shù)小于規(guī)定值0．950，這應(yīng)該與路面施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減幅度有關(guān)。由此可以判定，F(xiàn)WD與貝克曼梁彎沉值之間的換算關(guān)系式與路面施工材料、路面結(jié)構(gòu)厚度、路面施工質(zhì)量、路面使用狀態(tài)有關(guān)。因此，如果采用統(tǒng)一的換算關(guān)系式，必然出現(xiàn)較大誤差。

2、全線路面彎沉檢測(cè)結(jié)果

利用FWD對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行彎沉值檢測(cè)，然后根據(jù)y=ax+b對(duì)應(yīng)的關(guān)系式轉(zhuǎn)化為貝克曼梁彎沉值。結(jié)果表明：同一路段左右幅路面彎沉值相近。路面結(jié)構(gòu)形式變化，彎沉值變化也相對(duì)較大，導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因是路面運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，負(fù)荷較大，并且超載車輛過(guò)多，使得路面承載力出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。

另外，路面彎沉較大，各路段之間的彎沉變異也較大，盡管一些路段結(jié)構(gòu)形式相近，但仍然出現(xiàn)這種情況，可能與路面施工質(zhì)量控制不嚴(yán)相關(guān)，同時(shí)路面強(qiáng)度衰減也不均勻。總之，經(jīng)FWD檢測(cè)得知，該舊瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，與路表面出現(xiàn)較大面積破損現(xiàn)象是相符合的，難以承受車輛荷載，需要對(duì)其進(jìn)行維修和改造。

3、路面結(jié)構(gòu)理論彎沉

按照彈性層狀連續(xù)體系理論，實(shí)測(cè)彎沉值與理論計(jì)算彎沉值相近。為驗(yàn)證該舊瀝青路面FWD實(shí)測(cè)彎沉值與計(jì)算結(jié)果的差異，選取左幅K1 1+220～K12+220、右幅K23+450～K24+450進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖和取芯試驗(yàn)，量取路面結(jié)構(gòu)層厚度參數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)層芯樣開(kāi)展力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)，獲取不同結(jié)構(gòu)層的力學(xué)參數(shù)值，具體幾何參數(shù)與試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。

與此同時(shí)，在獲取實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)層厚度和力學(xué)參數(shù)代表值的基礎(chǔ)上，計(jì)算舊瀝青路面頂面彎沉值，左幅K1+220～K12+220為34．8(0．01mm)，右幅K23+450～K24+450為131．0(0．01mm)，而實(shí)測(cè)左幅彎沉值為36．3(0．01mm)，右幅為132．3(0．01ITlm)。經(jīng)對(duì)比分析可以得知，二者偏差分別為4．1％和1．0％。

由此可見(jiàn)，實(shí)測(cè)彎沉值與理論計(jì)算彎沉值十分接近，該對(duì)比結(jié)果也符合彈性層狀連續(xù)體系理論。因此，在舊瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)定時(shí)，采用FWD彎沉檢測(cè)技術(shù)是切實(shí)可行的，所得結(jié)果比較準(zhǔn)確。

結(jié)語(yǔ)

采用上述彎沉檢測(cè)方案，得出相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，并經(jīng)對(duì)比分析，可以得出以下結(jié)論，類似工作可從中得到參考。

1、彎沉測(cè)定值之間具有良好的線性關(guān)系。對(duì)同一瀝青路面工程，在相同檢測(cè)條件下，彎沉測(cè)定值之間具有良好的線性關(guān)系，關(guān)系式為y=ax+b，其中a，b為常數(shù)，二者受路面結(jié)構(gòu)形式、路面厚度、施工材料、路面施工質(zhì)量、路面使用狀況的影響。因此，就同一路面工程來(lái)說(shuō)，路面結(jié)構(gòu)或工程質(zhì)量存在差異時(shí)，如果采用統(tǒng)一的換算關(guān)系式，必然出現(xiàn)較大誤差。

2、彎沉值檢測(cè)能為舊路改造提供參考。FWD測(cè)試的彎沉值，將其轉(zhuǎn)化為貝克曼梁彎沉值，可以較為全面的反映路面工程質(zhì)量狀況，并且能用于科學(xué)評(píng)價(jià)舊瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度狀況。另外，在舊瀝青路面改造設(shè)計(jì)中，彎沉檢測(cè)結(jié)果也可以為其提供技術(shù)參考，實(shí)際工作中應(yīng)該重視對(duì)檢測(cè)結(jié)果的利用。

參考：

李永斌. 舊瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)的FWD彎沉檢測(cè)技術(shù)[J]. 交通世界(建養(yǎng).機(jī)械),2015,07:146-147.