路基路面檢測是公路建設和管理中的一項關鍵性、基礎性技術，在檢驗和控制工程質量非常重要。結合文獻資料，主要介紹了路基路面彎沉檢測中現行的檢測技術並進行比較，對今後路基路面彎沉檢測提供了參考作用。
彎沉是反映路基路面結構性能的重要指標，因此，路基路面彎沉檢測技術的研究開發一直在國際上得到廣泛重視。傳統的貝克曼梁已逐步被自動彎沉儀、振動式彎沉儀和落錘式彎沉儀所取代。特別是測速快、精度高、操作方便的落錘式彎沉測試系統，已經在世界上多個國家得到廣泛應用。該技術與實用化的路面結構反分析軟件相結合，使路基路面彎沉檢測與承載力評價的科學化水平提高到一個新的階段。
1 公路路基路面彎沉檢測技術
1.1 貝克曼梁法測路基路面彎沉
貝克曼梁法是通過載重汽車對路面進行加載，百分表記錄回彈彎沉。適用於測定各類路基路面、路面的回彈彎沉，評定其整體承載能力；也可供路面結構設計使用。貝克曼梁法的工作原理比較簡單，操作容易。測試時將測定梁的端頭置於測車後軸雙輪輪隙前方l0cm左右的測點上，在梁後三分之一處通過支點支承於底座上，梁的末端架設百分表，測得梁端頭的升降量。當車輛以較慢速度向前行駛時，記錄百分表的最大讀數，車輛駛離後，再記錄百分表的讀數，二倍兩次百分表讀數差值可視為回彈彎沉值。
靜載貝克曼梁試驗法測得的彎沉是靜彎沉，即在輪載、輪壓和加壓時間（行駛速度）滿足規定要求的條件下，靜態汽車荷載作用的單點（最大）彎沉。應對測得的彎沉值進行修正，按照規定進行彎沉儀的支點變形修正和溫度修正等。捨棄彎沉值過大的點，找出相應的界限，局部處理。
1.2 自動彎沉儀測路基路面彎沉
自動彎沉儀測定的彎沉是靜力彎沉，該法是基於貝克曼梁原理髮展起來的，適用於各類路基路面、路面彎沉測定。在測定車前後軸之間的底盤上連接彎沉測定梁。自動彎沉儀法測定路基路面回彈彎沉與貝克曼梁法原理相同，即槓桿原理。
試驗方法：在測試前，應對自動彎沉儀進行標定，保證A/D轉換板與位移傳感器測量的精度。測試時，應將彎沉測定梁從測試車前後軸之間底盤的位置放到測試車底盤前端，在測試車以一定速度行駛時，通過測點時位移傳感器等裝置會自動記錄彎沉值；當測定梁被汽車拖到下一測點時，可連續測定，由計算機輸出彎沉統計結果。自動彎沉儀採集的數據有節點數據、彎沉值數據、彎沉盆數據，以文本形式存儲。輸入有關信息、參數及命令後，顯示左右兩側的彎沉峰值柱狀圖，以及峰值、距離和溫度等；顯示彎沉盆圖形，計算並顯示出曲率半徑；可根據數據計算出全部測定值的平均值、標準差以及代表彎沉值。利用自動彎沉儀測定的彎沉是總彎沉，而貝克曼梁測定彎沉是的回彈彎沉。通過對兩者進行對比試驗，可得到總彎沉與回彈彎沉的相關關係式，將總彎沉換算為回彈彎沉，更好地用於路基路面、路面強度評定。
1.3 穩態動力彎沉儀測路基路面彎沉
穩態動力彎沉儀是根據動荷發生器對路基路面施加固定頻率的正弦週期性動荷載，沿荷載軸線相隔一定間距佈置一組速度傳感器（檢波器），獲得動彎沉盆曲線。應用在公路上的有兩種，一是輕型動彎沉儀，作用動荷載約5KN；一是重型動彎沉儀，作用的動荷載約達150KN。穩態動力彎沉儀進行彎沉檢測較貝克曼梁法和自動彎沉儀，測試精度高，測試速度快。但因其施加的動荷載較小，不能完全反映實際的行車輪載作用。在檢測過程中，應保證施加震動荷載時儀器保持穩定不跳離路面，儀器的自重必須大於動荷載，因此靜力預載比施加的動荷大，會影響到路基路面路面材料的應力狀態，也不能客觀反映實際應力情況。
1.4 脈衝動力彎沉儀測路基路面彎沉
脈衝動力彎沉儀主要是指落錘式彎沉儀，屬於動力彎沉檢測技術，適用於施工質量檢測、養護管理檢測、道路改造檢測、路面動態理論研究。通過自由落下的重錘產生的衝擊荷載來測定彎沉，改變錘重以及重錘的高度能較好地實現車輛荷載的模擬，根據傳感器的9個彎沉值來測定和繪製彎沉盆。整個過程由計算機控制。將汽車開到測定地點後，啟動計算機控制下液壓系統的落錘裝置，一定質量的落錘從一定高度自由落下，落錘瞬間產生的衝擊荷載作用於承載板上，分佈於距測點不同距離的傳感器（一般為9個）檢測到結構層表面的變形，將信號輸入計算機，得到測點的彎沉值。彎沉檢測過程，其裝置由計算機控制，能夠自動測量荷載、彎沉平均值、測點間距、標準差、變異係數、代表彎沉值等數據，並由此可以反算處各層材料的彈性模量。
採用落錘式彎沉儀進行檢測時，衝擊荷載的大小可由錘重和重錘的落高調整。根據現場實際情況，汽車的牽引速度應為50km/h左右。路基路面檢測中，傳感器分佈在荷載中心2.5m半徑範圍，其中1個應位於承載板中心；在半剛性基層瀝青路面結構檢測中，半徑為3-4m。測點測定次數應≥3次，捨棄不穩定的第一個測定值，取其餘測定值的平均值進行計算。
2 公路路基路面彎沉檢測技術對比分析
以上貝克曼梁法、自動彎沉儀、穩態動力彎沉儀及脈衝動力彎沉儀等四種檢測方法按照對路面的加載方式的不同，分為了靜力彎沉檢測和動力彎沉檢測。其中貝克曼梁法和自動彎沉儀屬於靜力彎沉檢測，兩種方法的檢測原理相同，前者得的是車輛載重下的最大回彈彎沉值，後者測到的是總彎沉曲線和最大彎沉值。動態檢測是一種無破損檢測，由於其能較好的模擬車輛在路上行駛的實際情況，且有不破壞結構的優點，在國內外發展迅速。採用脈衝式動力彎沉儀進行彎沉檢測因儀器本身重量輕，較穩態動力彎沉儀不存在靜力預載問題；較貝克曼梁法，克服其固有缺陷，並逐漸取代貝克曼梁法作為彎沉測量的儀器。
落錘式彎沉儀因能夠較好地模擬行車荷載作用，並能夠快速、安全、準確採集到大量彎沉盆信息，因此該法在很短時間內就被許多國家廣泛採用。脈衝式動力彎沉儀在檢測彎沉時，能根據彎沉盆反算的模量對路基路面路面材料在使用過程中性能的變化提供設計參數，以脈衝式動力彎沉儀的彎沉盆作為指標，能更好地評價路基路面整體強度，因此該法也是世界上目前最先進彎沉檢測方法，以及最理想的結構性能評價工具。
隨著科學技術的進步，一批高性能、高效率的檢測設備和手段，取代陳舊落後的常規檢測手段以滿足工程建設的需求。其中，落錘式彎沉儀是目前國際上最先進的路面強度無損檢測設備之一。由於其測試消除了人為讀表誤差、氣壓隨氣溫變化產生誤差等多種因素的影響，加之位移傳感器精度高，故其測試結果具有較高的精度，其測試數據可用於路面結構的模量反算，以此用於對各層質量進行分析。
信息來源：養護與管理（https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4ODI4NzcwOQ==&mid=2651615421&idx=2&sn=d4ac3df1bffa6c735398cb22fa42f039&chksm=8bd4a00fbca3291904be0a8f2f2977dae5946e6ef9d46ed6e4e7ddbd70cee61302625c23d0ec&mpshare=1&scene=23&srcid=1130nJhb8WwVfB4XM9JqfTPE#rd）
閱讀更多 北京智騰永逸儀器 的文章
