回弹弯沉测试在快速环道响田路新建工程中的运用

　　回弹弯沉测试在快速环道响田路新建工程中的运用
　　汤敏株洲市勘测设计研究院
　　摘要：回弹弯沉值表示路基路面的承载力，回弹弯沉值越大，承载力较小；反之则越大。在响田路新建工程，本室采用贝克曼梁法测试路面弯沉。在规程的基础上加以改进，改进方法合理，改进后的测试数据准确，为设计院认可；并提高了测试速度。
　　关健词：回弹弯沉值贝克曼梁法承载力
　　一、前言
　　国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承载能力，回弹弯沉值越大，承载力较小；反之则越大。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大回弹弯沉值。在路表测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合承载能力。回弹弯沉值在我国已广泛使用，主要方法有贝克曼梁法、自动弯沉仪法、落锤式弯沉仪法。我国以贝克曼梁法为标准方法。
　　二、几种弯沉测试方法
　　弯沉值的测试方法较多，目前用得到的是贝克曼梁法。在我国已有成熟的经验，但由于其测试速度等因素的限制，各国都对快速连续或动态测定进行了研究，如法国洛克鲁瓦自动弯沉仪、丹麦等国家发明并几经改进形成的落锤式变沉仪（FWD）、美国的振动弯沉仪。这几种方法我国也有引进，但我国目前主以贝克曼梁法为标准方法，因为其它几种存在这样或那样的缺点，还不是很完善。
　　现将几种方法各自的特点作简单比较。见表1。
　　几种弯沉测试比较表1
　　方法特点
　　贝克曼梁法传统方法，速度慢，静态测试，比较成熟。
　　自动弯沉仪法利用贝克曼梁法原理快速连续，属于静态测试范畴，但测定的是总弯沉，因此使用时应用贝克曼梁法进行标定换算。
　　落锤式弯沉仪法属动态弯沉，并能反算路面的回弹模量，快速连续使用时应用贝克曼梁法进行标定换算。
　　三、贝克曼梁法在响田工程中的运用
　　为了提高检测质量，本次我室用贝克曼梁法测定路面的回弹弯沉，用以评定其路面及整体承载能力，可供路面结构设计使用。
　　（一）仪具和材料。
　　具体的仪器及设备和材料，请查看JTJ051-93，由于响田路按高等级公路设计，因而测试试车要符合以下要求，见表2。
　　测定弯沉用的标准轴参数表2
　　标准轴载等 BZZ-100
　　后轴标准轴载P（EN） 100±1
　　一侧双轮荷载（KN） 50±0.5
　　轮胎充气压力（MPa） 0.70±0.05
　　单轮传压面当量圆直径（cm） 21.30±0.5
　　轮隙宽度应能满足自由插入弯沉仪测头的测试要求
　　另考虑到6.6m路面弯沉仪需进行变形修正，因而本次采用5.4m路面弯沉仪。
　　（二）试验方法和步骤
　　1、试验前准备工作：
　　（1）检查并保持测定用车的车况及刹车性能良好，其参数符合表2要求。
　　（2）向汽车车槽内装，并用地磅称量后轴总质量，符合表2要求。
　　（3）测定轮胎接地面积，并检查弯沉仪百分表灵敏情况。
　　2、测定步骤及注意事项：
　　本次实验主要为设计部门提高设计弯沉提供相关资料，因而本次实验挑选了代表性路段来测定其弯沉值，挑选时主要考虑了土质性质、回填情况、碾压效果即压实度及温度等方面的因素，因而选择了KO+420～KO+640段路面，作为实验对象。
　　（1）在KO+420～KO+640段布点：根据需要，在这段路面上布点8个，并作好标记。选点应随机抽取，尽量兼顾整个路面。
　　（2）将试验车后轮轮隙对准测点约3-5cm处的位置上。不宜太远太近。
　　（3）指弯沉仪插入后轮之间缝隙处，与汽车方向一致；梁臂不得碰到轮胎，弯沉仪置于测点上，并安装百分表于弯沉仪测定杆上，且调零。弯沉仪可单侧测定，也可双侧同时测定，为了更好、更准确地测定弯沉，本次采用双侧同时测定，以求准确、公正。
　　（4）测定者指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变形的增加而向前移动，当表针转动到最大值时，迅速读取初读数L1。汽车仍在继续前进，表针反向回转，待汽车驶出弯沉影响半径（3m以上），停车，待表针回转稳定后读取终读数L2。注：汽车速度宜5km/h左右。
　　四、结果计算及方法改进
　　1、测点的回弹弯沉值按下式计算
　　LT=（L1-L2）×2
　　式中：LT——路面温度为T时的回弹值，0.01mm
　　L1——车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数即为初读数，0.01mm
　　L2——汽车驶出弯沉影响半径后百分表的最大读数即终读数，0.01mm
　　2、在一般测试中是按上述方法与步骤进行，笔者在多次试验中认为第3、4步不好掌握，难于操作，且测试效果不很理想，认为可改进，即汽车停在测点后，把弯沉仪测定杆插入轮隙中心，百分表不凋零，而是给予一定读数L1（在实践中掌握），然后汽车前进，驶出弯沉影响半径后，停车，读L2，计算同程为LT=（L1+L2）×2，这样便于操作、掌握，并能提高测试速度。
　　3、改进后与改进前二种方法数值对比表
　　表3
　　路中心（左）侧
　　桩号加载读数0.01mm 卸载读数0.01mm 读数差值0.01mm 弯测弯沉0.01mm
　　KO+630 511.5 485.6 2.6 52
　　 621.5 594.5 2.7 54
　　KO+605 27.5 23.5 4.3 86
　　 9.0 4.6 4.4 88
　　K0+564 5.9 3.3 2.6 52
　　 47.5 20.5 2.7 54
　　KO+538 55.6 53.1 2.5 50
　　 51.1 48.7 2.4 40
　　KO+479 43.5 40.2 3.3 66
　　 39.6 36.5 3.1 62
　　KO+448 37.5 32.8 4.7 94
　　 30.4 25.9 4.5 90
　　KO+435 36.1 30.2 5.9 118
　　 62.6 56.9 5.7 114
　　KO+490 35.8 31.9 3.9 78
　　 75.1 71.4 3.7 74
　　由表3可知，改进前与改进后的数值几乎一样，因而也是可行的。二者测试结果都可作为设计弯沉的参与值，笔者建议响田路、响石路的设计弯沉在0.15mm～0.20mm区域段内，较为合理，并为设计院认可。
　　参考文献：
　　（1）公路土工试验规程JTJ051-93/交通部公路科学研究所主编北京：人民交通出版设，1993
　　（2）公路路基路面现场测试规程JTJ059-95/交通部公路科学研究所主编.北京：人民交通出版设，1995
　　（3）公路工程试验检测技术培训教材/交通部基本建设质量监督总站编.北京：人民交通出版社，1999