城市道路设计弯沉值_实测弯沉值在城市道路工程建设中的重要性
时间：2019-05-16 03:19:07 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：弯沉是指道路路面或路基表面在局部荷载作用下的垂直变形。弯沉值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。文章从新建道路、维修养护道路及道路病害处理等几方面叙述了实测弯沉值的重要性。
关健词：沥青路面 ， 弯沉值，贝克曼梁，落锤式
Abstract: the deflection is refers to the road pavement or subgrade surface in local load vertical deformation. Deflection value reflects not only the pavement structure layer and soil base overall strength and rigidity, and the use of and the road there are certain state internal relations. This article from the new road, maintenance and curing of roads and road disease treatment in such aspects as described the importance of the deflection value.
Key words: the asphalt pavement, deflection value, beckman beam, DWTT type
中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：
弯沉是指道路路面或路基表面在局部荷载作用下的垂直变形。它是反映道路整体抗压强度的综合指标。弯沉值的大小反映了道路变形能力的强弱，在相同车轮荷载作用下，道路各层结构的的弯沉值越大，抵抗垂直变形的能力就越弱，道路达到某种破坏状态时能经受轮载重复作用的次数就愈少，道路各层结构弯沉值越小，抵抗垂直变形的能力就越强。道路达到某种破坏状态时能经受轮载重复作用的次数就越多。
2008年发布新的行业标准《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008把弯沉值检验作为沥青路面道路工程质量检验的主控项目，而且从路基、垫层、基层到面层，规定逐层进行检测来判定道路的质量标准。
这几年，由于气候温差多变、水损害、大交通量和超载、路面维护不及时不到位的原因致使各城市的道路损害非常严重，在使用年限内路面出现裂缝、翻浆、麻面、剥离、掉粒松散、坑槽，甚至大面积龟裂、塌陷的现象普遍存在。利用实测弯沉值也作为道路维修的一个重要基本参数,为建设主管部门和维修养护单位提供了维修计划的理论依据和数据基础。
一、路面弯沉的变化规律
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3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，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
二、道路弯沉的测定方法
弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值，以0.01mm为单位来计算。多年来，我国在沥青砼道路弯沉值检测过程中一直采用贝克曼梁测定路面回弹弯沉值的方法。它是用贝克曼梁弯沉仪和黄河JN-150型（或解放CA-10B型）汽车前进卸荷法检测回弹弯沉值，其检查方法是：汽车停在被检测点上，将弯沉仪的测头伸入双后轮的间隙中心，读其百分表读数，待汽车离去后再读其百分表的读数，两次百分表读数差值的二倍既是该点的回弹弯沉值。该种方法操作简便，应用广泛，我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在这种试验方法基础之上的。但是，这种试验方法整个测试过程全是人工操作，测试结果受人为因素的影响较大，测速慢。同时，由于城市及公路交通运输事业的不断发展以及重型及特重型汽车的增多，不仅上述两种车型逐渐被淘汰，几乎找不到这些“标准”车型，所以，不论是结果换算还是车辆增减载都非常麻烦。而落锤式弯沉仪是测定路面弯沉值的高效半自动化设备，可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。
落锤式弯沉仪的工作原理是通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤提高到一定高度自由下落，冲击力作用于承载板上并传递到路面，导致路面产生瞬时变形，这个力和位移立刻能在电控箱上显示出来，即测定路面感受到的冲击荷载的最大值及路面对应的最大弯沉值。测试数据可用于反算路面结构层模量，从而比较科学的评价路面的承载能力。利用贝克曼梁方法测出的回弹弯沉是静态弯沉，而采用落锤式弯沉仪（FWD）测定路面的是动态弯沉，并可用来反算路面的回弹模量。这种设备特别适用于高等级沥青路面的弯沉量测和承载能力评定。落锤式弯沉仪是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。
三、道路弯沉的测定实例
1、新建道路弯沉值逐层检测
2011年修建的中央南街道路工程，根据地质资料，粉质土，土基含水量较大，属于潮湿地段，设计Eo值为25MPa，设计弯沉Ld为28.1（1/100mm），路面厚度77cm。弯沉检测结果见下表1。
表1中央南街道路工程（2011年）
弯沉值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，弯沉值作为一项重要的检测指标，反映了路面的整体强度质量。逐层实测弯沉值，是逐步提高道路施工质量的需要，是道路工程可持续发展的需要。
2、道路路基弯沉值控制换填
东北地区的道路路基状况复杂，受季节限制和地下水位的影响，土的含水量往往大于最佳含水量，天然路基很难达到压实度要求，路基原土的强度也不能满足设计文件的设计值，路床成型后实测弯沉值也超出设计弯沉值较大，我们往往选择换填天然砂砾和用白灰土处理等技术措施对路床进行改良。改良后的换填层做为稳定层路床，其弯沉值能够达到设计要求的E0值，进而基层和面层的弯沉值也相应比较稳定，保证达到设计要求。换填前后测定值见下表2。
表2道路路床换填前后弯沉值测定表
3、新旧路弯沉值判定维修标准
2011年11月，我们先后对2007年至2011年竣工的几条道路进行了路面弯沉值的检测，下表是对原始资料的收集和这次检测结果的对比，在些基础上经过正确的分析与修正可以为下一步的道路维修标准做一个参考。
表3：新旧路弯沉值测定表
由此可见，定期定向测定弯沉值为及早发现、判定和治理路面结构性病害提供了科学依据；为有效建立路面病害的预警机制、尽量将路面病害消灭在萌芽状态争取了时间；为道路的养护、维修工作及时有效提供了充分的保证；从而也节约了养护费用，延长了道路的使用寿命。
综上所述，弯沉值测定是城镇道路质量检验的重要参考数值，它直接反映了路面各结构层及土基的整体强度和刚度，可为道路建设主管部门和维护单位在质量验收和维修养护原则方面，提供科学的依据。因此，做为功能性试验的实测弯沉值测定必须引起广大道路建设和维护单位的的重视。
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