對路面彎沉變化規律的研究

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對路面彎沉變化規律的研究
摘要:國內外普遍採用回彈彎沉值來表示路基路面的承載能力,回彈彎沉值越大,承載能力越小,反之則越大。通常所說的回彈彎沉值是指標準後軸載雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。在路表測試的回彈彎沉值可以反映路基、路面的綜合承載能力。本文從彎沉值的概念入手,分析了路面彎沉的變化,並進一步闡述了路面彎沉的變化規律的測試試驗。
關鍵詞:路面彎沉  變化  規律   
        0 引言
        回彈彎沉值在我國已廣泛使用且有很多的經驗及研究成果,它不僅用於路面結構的設計中,用於施工控制及施工驗收中,同時還用在舊路補強設計中,是公路工程的一個基本引數,所以正確的測試具有重要的意義。路面彎沉不僅反映路面各結構層及土基的整體強度和剛度,而且與路面的使用狀態存在一定的內在聯絡。因此工程竣工前,路面彎沉作為一項重要的檢測指標,反映了路面的整體強度質量。
        1 彎沉值的幾個概念
        1.1 彎沉 彎沉是指在規定的標準軸載作用下,路基或路面表面輪隙位置產生的總垂直變形(總彎沉)或垂直回彈變形值(回彈彎沉),以0.01mm為單位。
        1.2 設計彎沉值 根據設計年限內一個車道上預測通過的累計當量軸次、公路等級。面層和基層型別而確定的路面彎沉設計值。
        1.3 竣工驗收彎沉值 竣工驗收彎沉值是檢驗路面是否達到設計要求的指標之一。,當胳面厚度以設計彎沉值為控制指標時,則驗收彎沉值應小於或等於設計彎沉值;當厚度計算以層底拉應力為控制指標時,應根據拉應力計算所得的結構厚度,重新計算路面彎沉值,該彎沉值即為竣工驗收彎沉值。
        1.4 彎沉值的測試方法 彎沉值的測試方法較多,目前用的最多的是貝克曼樑法,在我國已有成熟的經驗,但由於其測試速度等因素的限制,各國都對快速連續或動態測定進行了研究,現在用得比較普遍的有法國洛克魯瓦式自動彎沉儀,丹麥等國家發明並幾經改進形成的落錘式彎沉儀(FWD),美國的振動彎沉儀等。
        2 路面彎沉的變化規律
        路表彎沉的變化,是一個多方面因素綜合作用的複雜過程。路基路面各層的材料性質、結構組成型別、壓實狀況、壓實程度、溫溼度環境、氣候條件、組成、檢測時的環境條件以及所使用的.儀器裝置及檢測人員的檢測水平等均對彎沉的大小產生很大影響。
        瀝青路面的表面彎沉變化過程分為三個階段。路面竣工後的前1~2年為第一階段。在這一階段,由於車輛荷載的重複碾壓,漸趨壓實,加上半剛性基層材料隨著齡期強度增長,從而導致路表彎沉將逐漸減小,大約在路面竣工後的第2年達到最小值。
        路面竣工後的第2年到第4年為第二階段。在這一階段,表現為路表彎沉的不斷增長。這是因為,一方面半剛性基層的強度增長已十分緩慢,並逐漸趨於相對穩定狀態;另一方面,由於車輛荷載的重複作用以及水、溫度狀況的變化,加之路面混合料本身因拌和不均勻,而導致強度不均勻性等因素的影響,結構內部的微觀缺陷將因區域性範圍的應力集中而擴充套件,並逐漸出現小範圍的區域性破壞,從而導致路面結構整體剛度的下降,使得路表彎沉急劇增大。
        路面竣工3-4年後直至達到極限破壞狀態為彎沉變化的第三階段。在這一階段,路面由於各種複雜因素產生的區域性強度不足的問題已充分暴露,內部缺陷附近區域性區域積蓄的高密度能量也已通過缺陷的擴充套件而轉移,並自動實現了整個系統的能量平衡,從而使得結構內部損傷的進一步得到抑制。
        3 貝克曼樑彎沉儀路面彎沉測試
        由於目前工程上廣泛使用貝克曼樑彎沉儀,故現著重介紹貝克曼樑彎沉儀的使用方法,從標準車、彎沉儀的選擇、溫度修正及彎沉計算等方面提出有關要點和注意事項。
        3.1 標準車 標準車為雙軸、後軸每側為雙輪胎的載重汽車,其標準軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等技術
        測試前,應測定測試車的軸重、輪壓、輪胎接地面積,與標準車的要求相差不應超過表1規定的值。如有不符,應適當調整。
        3.2 彎沉儀的選擇及彎沉儀誤差修正 彎沉儀由貝克曼樑、百分表及表架組成。 

彎沉儀長度有兩種:一種3.6m,前後臂分別為2.4m和1.2m;另一種加長的彎沉儀長5.4m,前後臂分別為3.6m和1.8m。當在半剛性基層瀝青路面上測定時,宜採用長度為5.4m的貝克曼樑彎沉儀,並採用BZZ-100標準車。
        3.3 彎沉測試頻率
        測定代表彎沉值時,應以每公里每一雙車道為一評定路段。每路段檢查80~100個點。對多車道公路必須按車道數與雙車道之比,相應增加測點數。