关于路表弯沉值在质量控制中的几点探讨

摘要：弯沉是路基路面质量控制的重要指标之一，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，承载能力越小，反之则越大。一般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弯沉值。本文通过分析路面弯沉的变化规律和影响因素，进一步阐述路表弯沉值在质量控制中的应用和重要性。

关键词：贝壳曼梁法 回弹弯沉值 弯沉值的变化规律 路面计算公式 容许弯沉

1 弯沉值的贝壳曼梁测试法

实际的施工和测试实践中，弯沉值的测试方法种类较多，目前在我国应用最为广泛的一种是贝克曼梁法，其基本原理是杠杆原理。在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面车轮轮隙位置处产生的垂直变形值称为回弹弯沉。该方法是传统的检测方法，整个过程全是人工操作，测试结果受人为因素影响大，测试慢，但有着较为成熟的应用经验，目前为规范规定的标准方法。

1.1 适用范围

贝壳曼梁法测定的弯沉值可以用于各种路基路面回弹弯沉值的测定，用以评价路基路面的综合承载能力。在之前施工中测定的弯沉值数据资料还可以在交工或竣工验收时用作质量评估的指标。

1.2 实验仪器和材料

在进行路面回弹弯沉值检测评定时，对其配套的仪器和设备具体包括标准车（标准车的规定，仅规定轴重、轮压、气压等主要参数）、路面弯沉仪、温度计、皮尺、指挥旗和油漆等一系列辅助工具。

1.3 测试步骤

1.3.1 在测试的路段上布置测点，其距离随测试需要来定。

1.3.2 将标准车后轮对准测点后约3～5cm处位置上。

1.3.3 将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处与汽车方向一致，梁臂不能碰到轮胎，弯沉仪侧头置于侧点上并按装百分表于弯沉仪的测定杆上，百分表调零，用手指轻轻叩打弯沉仪，检查百分表是否归零。

1.3.4 随着汽车的缓缓向前移动，百分随路面变形的增加而持续向前转动，当指针转动到最大值时，迅速读取初读数，等汽车驶出影响半径（3.0m以上）之后，待表针回稳后读取最终读数。

1.3.5 测得的数据整理计算，求得最终弯沉值。

路表弯沉作为路基路面检测的重要指标，不仅反映路面结构层及土层的整体强度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。它作为工程竣工后的一项重要监测指标，反映了路面的整体强度质量。因此，正确测试路面弯沉，对评价路面强度有很重要的作用。

2 路表弯沉值的变化规律

路表弯沉的变化是一个受多方面因素综合作用的复杂过程。路基路面各层材料性质、结构组成类型、压实状况、压实程度、温湿度环境、气候条件、交通组织、检验时的环境条件以及所使用的仪器设备及检测人员的检测水平等均对弯沉值的大小产生很大的影响。

2.1 沥青路面的表面弯沉值变化过程将分为三个阶段。路面竣工后的前1-2年为第一阶段。在这一阶段，由于车辆荷载的重复碾压，渐趋压实。加上半刚性基层材料随着龄期强度增长，从而导致路表弯沉将逐渐减小，大约在路面竣工后的第2年达到最小值。

2.2 路面竣工后的第2-4年为第二阶段。在这一阶段，表现为路表弯沉的不断增长。这是因为，一方面刚性基层的强度增长已十分缓慢，并逐渐趋于相对稳定状态；另一方面，由于车辆荷载的重复作用以及水、温度状况的变化，加之路面混合料本身因拌和不均匀，而导致强度不均匀等因素的影响，结构内部的微观缺陷将因局部范围的应力集中而扩展，并逐渐出现小范围的局部破坏，从而导致路面结构整体刚度的下降，使得路表弯沉急剧增大。如果设计不当、没有严格控制工程质量、或是工程质量的不均匀性，则有可能在这一阶段出现局部路面的早起破坏。

2.3 路面竣工3-4年后直至达到极限破坏状态为弯沉变化的第三阶段。在这一阶段，路面由于各种复杂因素产生的局部强度不足的问题已充分暴露，内部缺陷附近局部区域积蓄的高密度能量也已通过缺陷的扩展而转移，并自动实现了整个系统的能量平衡，从而使得内部损伤的进一步发展得到抑制。

在路面竣工后的1-2年之间，路表弯沉值最小。可见，在此期间路面整体结构处于最大刚度状态。但是，在测定材料参数时，养生时间最长的基层材料的设计龄期也只有6个月，这个时间，正好接近于路面竣工后第一年的不利季节。而且统计结果表明：沥青路面弯沉变化及测试竣工后第一年不利季节的弯沉值与最大刚度状态所对应的弯沉值比较接近。

3 路面设计公式（或参数）不能照搬用来计算施工检验弯沉

柔性路面结构体系比较复杂，首先它是以层状结构支撑在无限深的路基上，各层材料性质多变，实际具有弹-粘-塑和各向异性，特别还受到周围环境的气候、水文、地质的影响。其次，作用在路面上汽车荷载的轻、重、多、少以及分布不均匀等。所有这些因素都造成了试图建立一个精确的、通用的路面结构设计数学模型几乎是不可能的，因此，现在采用的路面设计理论是经过某些假定、简化过程的半理论、半经验的设计方法。

但是从设计角度来说是可靠和安全的计算方法，若照搬来计算施工检验弯沉确是不可靠的。例如确定路基路面各材料回弹模量的大小：对于设计而言取小一些计算出来的路面结构偏厚，偏安全，这是合理的。但较小的回弹模量计算出来的弯沉值偏大，若以此弯沉作为施工检验指标无疑是在人为降低路基、路面的强度指标，与真实情况不符。但如果适当加大路基、路面的回弹模量值再重新计算检验弯沉，则显然当计算至路表顶弯沉时必然与原设计容许弯沉值不符，这与设计又产生了矛盾。

4 路表设计容许弯沉不能用于施工检验

美国各州公路工作者协会AASHO耗巨资进行的试验路资料表明：路面结构强度在竣工后至设计年限末（即相当于N次累计当量轴载）是一个因疲劳而逐渐衰减的过程。另外，从北京建立网级路面管理系统过程中实测的资料同样反应出：随着路面结构强度的逐年衰减路表弯沉值是在不断增大。

根据路表设计容许弯沉公式：

可以知道：路表设计容许弯沉值是指当汽车累计当量轴次数达到N次后（即设计年限末）所容许的弯沉值，而非路面竣工时的弯沉值。因此，路面竣工不能以此设计容许弯沉值作为检验指标。

参照路面设计公式并加以修改，反向改正一些从设计角度考虑属偏安全的因素，从而建立一套专用于计算施工检验弯沉的数学公式。各地区按照本地的路基和路面材料类型，选择若干组具有代表性的路面结构，通过不断的资料积累和分析回归，逐步建立起一套适用于本地区的压实度与检验弯沉的相关曲线。

5 结 语

通过上面简要的阐述与分析表明，了解正确测试路表弯沉、路表弯沉的变化规律以及路面设计公式和路表设计容许弯沉在施工验收中的应用，对正确评价路面质量有着极其重要的作用。

评价路面的质量有好多指标，如弯沉、压实度等等，这些指标中弯沉是最重要的指标之一，当我们测定的压实度达到要求时，弯沉并不一定达到，但弯沉达到时，压实度一定能保证，所以，弯沉指标是评价公路质量优劣的重要指标，在施工过程中只有认识到弯沉变化的规律，才能做到对公路质量的心中有数。

参考文献：

1 公路路基路面现场测试规程. 北京；人民交通出版社，2008，5

2 公路工程质量检验评定标准 第一册（土建工程），北京；人民交通出版社，2004，9

3 柔性路面结构设计方法. 林绣贤，北京；人民交通出版社，1991，4

4 《浅谈路基路面回弹弯沉检测方法》 舒志华，陈茗.中国高新科技企业，2008，（11）：192.

个人简历：姓名：李军强；性别：男；民族：汉；专业：土木工程；所在单位：中铁十八局国际工程有限公司。