淺析路面彎沉的檢測

郭　娟

摘要：路面的彎沉檢測是我國柔性路面強度測量的一項主要指標。文章著重介紹了貝克曼梁彎沉儀測試彎沉的關(guān)鍵所在，并簡要介紹了其他三種測試路面彎沉的方法。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；彎沉；檢測技術(shù)

中圖分類號：U415.5文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）11-0132-02

路面的彎沉檢測是我國柔性路面強度測量的一項主要指標。路面彎沉是指在規(guī)定的標準軸載作用下，路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形或垂直回彈變形值。它不僅反映路面各結(jié)構(gòu)層及土基的整體強度和剛度，而且與路面的使用狀態(tài)存在一定的內(nèi)在聯(lián)系。

一、貝克曼梁法（Benkleman Beam，簡稱BB）

目前在我國檢測路面彎沉值普遍采用的是傳統(tǒng)的BB法，該法使用廣泛且已有很多成熟的使用經(jīng)驗。

BB法是我國目前廣泛使用的一種彎沉檢測方法。該方法操作簡單，但整個測試過程全是人工操作，測試結(jié)果受人為因素的影響較大，而且測試慢。

（一）標準車

標準車為雙軸、后軸每側(cè)為雙輪胎的載重汽車，測試車可根據(jù)需要按公路等級選擇，高速公路、一級及二級公路應(yīng)采用后軸10t的BZZ-100標準車；其他等級公路可采用后軸6t的BZZ-60標準車。

測定彎沉用的標準車是很重要的，我國一直規(guī)定用解放牌CA-10B型及黃河牌JN-150型作為兩個荷載等級的標準車。但這兩種車型逐漸淘汰和不再生產(chǎn)，漸趨滅絕。因此，規(guī)范對標準車的規(guī)定，僅規(guī)定軸重、輪壓、氣壓等主要參數(shù)，凡符合這些參數(shù)的車型皆可使用。測試前，應(yīng)測定測試車的軸重、輪壓、輪胎接地面積，與標準車的要求相差不應(yīng)超過表1規(guī)定的值。如有不符，應(yīng)適當調(diào)整。

（二）彎沉測試頻率

測定代表彎沉值時，應(yīng)以每公里每一雙車道為一評定路段。每路段檢查80～100個點。對多車道公路必須按車道數(shù)與雙車道之比，相應(yīng)增加測點數(shù)。

（三）彎沉儀的選擇及彎沉儀誤差修正

彎沉儀由貝克曼梁、百分表及表架組成。彎沉儀長度有兩種：一種3.6m，前后臂分別為2.4m和1.2m；另一種加長的彎沉儀長5.4m，前后臂分別為3.6m和1.8m。當在半剛性基層瀝青路面上測定時，宜采用長度為5.4m的貝克曼梁彎沉儀，并采用BZZ-100標準車。這是因為隨著公路路面剛度提高，彎沉儀影響半徑也越來越大。

（四）溫度修正

對于瀝青路面來說，彎沉強度測定是在瀝青路面上進行的，而表層區(qū)域受天氣影響變化較大，夏天瀝青路面發(fā)軟，冬天又變硬發(fā)脆。因此，如在夏天測定時，由于過硬，也會產(chǎn)生失真現(xiàn)象。所以，需要定出一個溫度為測定彎沉的標準狀態(tài)。

路面彎沉值是以20°C為測定瀝青路面彎沉值的標準狀態(tài)。當瀝青面層厚度小于或等于5cm時，不需要溫度修正；當路面溫度在20°C±2°C時，也不進行溫度修正；其他情況下測定彎沉值均應(yīng)進行溫度修正。

（五）路面彎沉的計算

路面測點的回彈彎沉值：LT＝2（L1-L2）

式中：LT——在路面溫度T時的回彈彎沉值，0.01mm；

L1——車輪中心臨近彎沉儀測頭時百分表的最大讀數(shù)，0.01mm；

L2——汽車駛出彎沉影響半徑后百分表的終讀數(shù)，0.01mm。

當需要進行彎沉儀支點變形修正時，路面測點的回彈彎沉值：

LT＝2（L1-L2）＋6（L3-L4）

式中：L3——車輪中心臨近彎沉儀測頭時檢驗用彎沉儀的最大讀數(shù)，0.01mm；

L4——汽車駛出彎沉影響半徑后檢驗用彎沉儀的終讀數(shù)，0.01mm。

彎沉代表值是彎沉測量值的上波動界限，用下式計算：

LR＝L＋ZA·S

式中：LR —— 一個評定路段的代表彎沉， 0.01mm；

L —— 一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的各測點彎沉的平均值；

S —— 一個評定路段內(nèi)經(jīng)各項修正后的全部測點彎沉的標準差；

ZA —— 與保證率有關(guān)的系數(shù)，采用下列數(shù)值。

（高速、一級公路ZA＝2.0，二級公路ZA＝1.645，二級以下公路ZA＝1.5）

計算平均值和標準差時，應(yīng)將超出L±(2～3)S的彎沉特異值舍棄。對舍棄的彎沉值過大的點，應(yīng)找出其周圍

界限進行處理。

二、其他方法

隨著科學技術(shù)的進步、電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，檢測路面回彈彎沉值的儀器也朝計算機自動化方向發(fā)展了。現(xiàn)今主要用到的有以下幾種：

（一）激光彎沉測定儀法

在采用該方法測定時，將測定儀固定在路面上汽車的后輪隙中。這種彎沉儀操作簡易、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、體積小、質(zhì)量輕、造價低且容易研制，另外由于該測定儀依靠光線作為臂長，可以射得很遠，加上激光發(fā)射角窄，光點小而紅亮，10m之遠仍能清晰可見，可用于重剛度路面彎沉檢測。

（二）自動彎沉測定儀法

該測定儀在檢測路段上在牽引車的作用下以一定的速度行駛，將測定儀的彎沉測定梁放在車輛底盤的前端并支于地面保持不動，當后軸雙輪隙通過測頭時，彎沉通過位移傳感器等裝置被自動記錄下來，這時，測定梁被拖動，以二倍的牽引車速度拖到下一測點，周而復始地向前連續(xù)測定。通過計算機可輸出路段彎沉檢測統(tǒng)計結(jié)果。

（三）落錘式彎沉儀（FWD）法

落錘式彎沉儀（Falling Weight Deflectometer，簡稱FWD）是通過計算機控制下的液壓系統(tǒng)啟動落錘裝置，使一定質(zhì)量的重錘從一定高度自由落下，沖擊力作用于承載板上并傳到路面，導致路面產(chǎn)生彎沉，通過分布于距測點不同距離的傳感器檢測結(jié)構(gòu)層表面的變形，記錄系統(tǒng)將信號輸入計算機，得到路面測點彎沉值。FWD測量是計算機自動采集數(shù)據(jù)，速度快，精度高。檢測最大速度可達80km／h，內(nèi)置式落錘彎沉儀的牽引速度可大于l00km/h。因此該方法是一種很理想的動態(tài)無損檢測設(shè)備。

測定路面彎沉的方法很多，但計算路段的代表彎沉值時需要用貝克曼梁的彎沉值。比如當用自動彎沉車或落錘式彎沉儀測定時，首先應(yīng)建立自動彎沉車或落錘式彎沉儀與貝克曼梁檢測之間的相關(guān)關(guān)系，并將自動彎沉車或落錘式彎沉儀測得的彎沉值換算為貝克曼梁的彎沉值，再計算路段的代表彎沉值。使用時需要注意。

參考文獻

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