摘要：針對目前水泥混凝土路面脫空現(xiàn)象的普遍存在和判別手段、判別方法的局限性，重點介紹了多級荷載回歸法，并提出基于落錘式彎沉儀（fwd）的脫空臨界線判別法，結(jié)合了winkler地基上的多塊板有限元體系和非線性最小二乘優(yōu)化方法，較好地反映了接縫傳荷、現(xiàn)場基礎(chǔ)強度對板角彎沉的影響。工程應(yīng)用表明，本方法可以較好地反映現(xiàn)場實際情況，并適合于現(xiàn)場指導施工或大量數(shù)據(jù)的批量處理。 關(guān)鍵詞：落錘式彎沉儀，脫空，臨界線法，非線性最小二乘，多塊板

　　1、概述

　　水泥混凝土路面在使用過程中，由于車輛荷載的重復作用，板下基礎(chǔ)將逐漸產(chǎn)生塑性變形和唧泥，致使混凝土板的局部范圍不再與基礎(chǔ)保持連續(xù)接觸，即出現(xiàn)了板下局部脫空。大量的現(xiàn)場觀察和測試表明，服務(wù)中的水泥混凝土路面，基礎(chǔ)的局部脫空現(xiàn)象是客觀存在的，特別是在含較多細顆粒材料的半剛性基層上修筑的水泥混凝土路面。脫空狀態(tài)下混凝土板的受力機理是極為不利的，縫邊板角處由于基礎(chǔ)支撐的喪失，在荷載作用下近似于懸臂梁結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)生過量的彎沉和拉應(yīng)力，在重復荷載作用下，最終將導致混凝土板的斷裂、破碎。

　　當混凝土板下產(chǎn)生唧泥、脫空后，采用壓漿或封底是一種有效的修復方法，但這應(yīng)當是以準確評定脫空狀況為基礎(chǔ)的，否則有可能造成路面使用性能下降甚至加速破壞。因此，對使用中的水泥混凝土路面，以可靠的方法評定板下基礎(chǔ)脫空的位置及嚴重性，及時采取有效的措施，恢復路面正常的使用性能，是水泥混凝土路面養(yǎng)護管理中普遍面臨的問題。

　　2 現(xiàn)有脫空評定方法

　　2.1脫空評定的難點 目前脫空評定的主要難點在于分析方法和測試手段上：分析方法不完善。由于接縫水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的復雜性，無論是基于經(jīng)驗的方法還是基于力學的方法都存在局限性。例如，現(xiàn)在常用的分析方法均不能有效地區(qū)分接縫傳荷能力降低和板底脫空所造成的板角彎沉的增大，而僅通過板角彎沉的大小判斷是否存在脫空。理論計算表明，接縫傳荷能力不同，在同樣的荷載作用下，板角彎沉可以相差一倍。

　　測試手段落后。現(xiàn)在通常采用人工判斷，或貝克曼梁來進行彎沉測試，進而判斷脫空。貝克曼梁在應(yīng)用中的問題包括測試步驟繁瑣、速度慢、精度低，容易造成測試時其它輪和荷載輪同時作用在測試板上的情況，結(jié)果的可靠度相對較低。

　　2.2 人工觀察法 通過現(xiàn)場觀察接縫情況、裂縫情況、錯臺和翹曲等來初步判定脫空。這種方法的優(yōu)點是快速、不需要設(shè)備；缺點是主觀性強，即便是有經(jīng)驗的養(yǎng)護工程師也不能避免錯判、漏判。

　　2.3 基于貝克曼梁的方法 測試板角彎沉，如果超過某一限值，即認為存在脫空；同時，如果接縫兩側(cè)相鄰板角的彎沉差超過某一限值，也認為脫空存在。

　　這一方法的優(yōu)點也是快速簡便，現(xiàn)場即可判定，是目前國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的方法。但除了測試手段本身所具有的缺陷外，主要有三個缺點：

　　1 ）限值的給定缺乏足夠的理論依據(jù)；

　　2）忽視了或沒有較好地考慮接縫傳荷效率對板角彎沉的影響；

　　3）沒有反映不同基層類型對板角彎沉限值的影響。

　　2.4 fwd脫空評定方法 fwd測試時定位快、移動方便、多點測試、測試精度高、干擾荷載小，適合于長距離、工期緊的情況，并且使得研究更可靠的脫空評定方法成為可能。美國、日本等國從二十世紀八十年代開始這方面的研究，先后提出了多級荷載回歸法、圖表法、反算法等。