沥青路面弯沉变化及测试
摘 要: 本文论述了沥青路面弯沉变化的三个阶段及分析测定弯沉的正确时间, 着重介绍贝克曼梁弯 沉仪测试弯沉的关键所在,并简要介绍了其它三种测试路面弯沉的方法. 关键词:沥青 路面 弯沉 测试
路面弯沉不仅反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内 在联系.因此工程竣工前,路面弯沉作为一项重要的检测指标,反映了路面的整体强度质量.在路 面工程分项工程的质量评定中,高速公路和一级公路的弯沉分值分别为 15 和 20 分,如弯沉达不到, 该分项不可能达到优良.由此可见,了解路面弯沉的变化规律,正确测试路面弯沉,对正确评价路 面质量有着极其重要的作用.
路表弯沉的变化,是一个多方面因素综合作用的复杂过程.路基路面各层的材料性质,结构组成 类型,压实状况,压实程度,温湿度环境,气候条件,交通组成,检测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的大小产生很大影响. 沥青路面的表面弯沉变化过程分为三个阶段.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. 路面竣工后的第 2 年到第 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, 一方面半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 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, 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期破坏. 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 缺陷的扩展而转移,并自动实现了整个系统的能量平衡,从而使得结构内部损伤的进一步发展得到 抑制.路面结构的整体刚度重新达到一种新的较低水平的相对稳定.因此,路表弯沉进入了一个相 对稳定的缓慢变化阶段.即所谓的结构疲劳破坏的稳定发展阶段,并一直延续到路面结构出现疲劳 破坏. 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,路面 黄健: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.因此,将路面竣工后第一年不利季节近似地假定为路面整体结构的最大刚度状态,而取得 沥青路面的设计状态.这个状态,也正是我们测量路面弯沉代表值的状态. 2 贝克曼梁弯沉仪路面弯沉测试 由于目前工程上广泛使用贝克曼梁弯沉仪, 故现着重介绍贝克曼梁弯沉仪的使用方法, 从标准车, 弯沉仪的选择,温度修正及弯沉计算等方面提出有关要点和注意事项. 2.1 标准车 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 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,而导致强度不均匀性等因 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
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1 路面弯沉的变化规律
标准车为双轴,后轴每侧为双轮胎的载重汽车,其标准轴荷载,轮胎尺寸,轮胎间隙及轮胎气压 等技术参数见表 1. 测定弯沉用的标准车参数 表1
标准轴载等级 后轴标准轴载 P(kN) 每侧双轮胎荷载(kN) 轮胎充气压力(MPa) 单轮传压面当量圆直径(cm) 轮隙宽度
BZZ-100 100±1 50±0.5 0.70±0.05 21.30±0.5
BZZ-60 60±1 30±0.5 0.50±0.05 19.50±0.5
应满足能自由插入弯沉仪测头的测试要求
测试车可根据需要按公路等级选择,高速公路,一级及二级公路应采用后轴 10t 的 BZZ-100 标 测定弯沉用的标准车是很重要的,我国一直规定用解放牌 CA-10B 型及黄河牌 JN-150 型作为两 仅规定轴重,轮压,气压等主要参数,凡符合这些参数的车型皆可使用. 如有不符,应适当调整. 2.2 弯沉仪的选择及弯沉仪误差修正
弯沉仪由贝克曼梁,百分表及表架组成.弯沉仪长度有两种:一种 3.6m,前后臂分别为 2.4m 和 1.2m;另一种加长的弯沉仪长 5.4m,前后臂分别为 3.6m 和 1.8m.当在半刚性基层沥青路面上测 定时,宜采用长度为 5.4m 的贝克曼梁弯沉仪,并采用 BZZ-100 标准车.这是因为随着公路路面刚 度提高,弯沉仪影响半径也越来越大.统计表明,60 年代中级路面的弯沉影响半径为 0.5～1m;70 年代三级沥青路面为 1～1.5m,二级路面为 1.5～2m;90 年代高等级公路兴建后,路面弯沉影响半 响区,这样很难避免由于荷载车造成的支架下降变形的影响,使测定的弯沉值偏小,造成测量误差. 测定用弯沉仪的后方,其测点架于测定用弯沉仪的支点旁.当汽车开出时,同时测定两台弯沉仪的 沉,并进行支点变形修正.当在同一结构层上测定时,可在不同位置测定 5 次,求其平均值,以后 每次测定时以此作为修正值. 2.3 弯沉测试频率 测定代表弯沉值时,应以每公里每一双车道为一评定路段.每路段检查 80～100 个点.对多车 道公路必须按车道数与双车道之比,相应增加测点数. 2.4 温度修正 对于沥青路面来说,弯沉强度测定是在沥青路面上进行的,而表层区域受天气影响变化较大,夏 天沥青路面发软,冬天又变硬发脆.因此,如在夏天测定时,由于过硬,也会产生失真现象.所以, 需要定出一个温度为测定弯沉的标准状态. 路面弯沉值是以 20°C 为测定沥青路面弯沉值的标准状态.当沥青面层厚度小于或等于 5cm 时, 不需要温度修正;当路面温度在 20°C±2°C 时,也不进行温度修正;其他情况下测定弯沉值均应进 行温度修正.温度修正及回弹弯沉的计算宜按下列步骤进行. 径普遍已发展到 3m,有的已达到 4m 以上.在这种情况下,3.6m 弯沉仪臂长的支点已落入弯沉影 因此,若采用 3.6m 的弯沉仪,测定时应检验支点有无变形,此时应用另一台检验用的弯沉仪安装在 弯沉读数,如检验用弯沉仪百分表有读数,即应记录,将两台弯沉仪的测定弯沉相加,得到测点弯

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