浅析路面弯沉的检测

郭　娟

摘要：路面的弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。文章着重介绍了贝克曼梁弯沉仪测试弯沉的关键所在，并简要介绍了其他三种测试路面弯沉的方法。

关键词：沥青路面；弯沉；检测技术

中图分类号：U415.5文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）11-0132-02

路面的弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。它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。

一、贝克曼梁法（Benkleman Beam，简称BB）

目前在我国检测路面弯沉值普遍采用的是传统的BB法，该法使用广泛且已有很多成熟的使用经验。

BB法是我国目前广泛使用的一种弯沉检测方法。该方法操作简单，但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，而且测试慢。

（一）标准车

标准车为双轴、后轴每侧为双轮胎的载重汽车，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标准车；其他等级公路可采用后轴6t的BZZ-60标准车。

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型作为两个荷载等级的标准车。但这两种车型逐渐淘汰和不再生产，渐趋灭绝。因此，规范对标准车的规定，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。测试前，应测定测试车的轴重、轮压、轮胎接地面积，与标准车的要求相差不应超过表1规定的值。如有不符，应适当调整。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

（五）路面弯沉的计算

路面测点的回弹弯沉值：LT＝2（L1-L2）

式中：LT——在路面温度T时的回弹弯沉值，0.01mm；

L1——车轮中心临近弯沉仪测头时百分表的最大读数，0.01mm；

L2——汽车驶出弯沉影响半径后百分表的终读数，0.01mm。

当需要进行弯沉仪支点变形修正时，路面测点的回弹弯沉值：

LT＝2（L1-L2）＋6（L3-L4）

式中：L3——车轮中心临近弯沉仪测头时检验用弯沉仪的最大读数，0.01mm；

L4——汽车驶出弯沉影响半径后检验用弯沉仪的终读数，0.01mm。

弯沉代表值是弯沉测量值的上波动界限，用下式计算：

LR＝L＋ZA·S

式中：LR —— 一个评定路段的代表弯沉， 0.01mm；

L —— 一个评定路段内经各项修正后的各测点弯沉的平均值；

S —— 一个评定路段内经各项修正后的全部测点弯沉的标准差；

ZA —— 与保证率有关的系数，采用下列数值。

（高速、一级公路ZA＝2.0，二级公路ZA＝1.645，二级以下公路ZA＝1.5）

计算平均值和标准差时，应将超出L±(2～3)S的弯沉特异值舍弃。对舍弃的弯沉值过大的点，应找出其周围

界限进行处理。

二、其他方法

随着科学技术的进步、电子技术及计算机技术的发展和广泛应用，检测路面回弹弯沉值的仪器也朝计算机自动化方向发展了。现今主要用到的有以下几种：

（一）激光弯沉测定仪法

在采用该方法测定时，将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制，另外由于该测定仪依靠光线作为臂长，可以射得很远，加上激光发射角窄，光点小而红亮，10m之远仍能清晰可见，可用于重刚度路面弯沉检测。

（二）自动弯沉测定仪法

该测定仪在检测路段上在牵引车的作用下以一定的速度行驶，将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来，这时，测定梁被拖动，以二倍的牵引车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。

（三）落锤式弯沉仪（FWD）法

落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，简称FWD）是通过计算机控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的重锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传到路面，导致路面产生弯沉，通过分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号输入计算机，得到路面测点弯沉值。FWD测量是计算机自动采集数据，速度快，精度高。检测最大速度可达80km／h，内置式落锤弯沉仪的牵引速度可大于l00km/h。因此该方法是一种很理想的动态无损检测设备。

测定路面弯沉的方法很多，但计算路段的代表弯沉值时需要用贝克曼梁的弯沉值。比如当用自动弯沉车或落锤式弯沉仪测定时，首先应建立自动弯沉车或落锤式弯沉仪与贝克曼梁检测之间的相关关系，并将自动弯沉车或落锤式弯沉仪测得的弯沉值换算为贝克曼梁的弯沉值，再计算路段的代表弯沉值。使用时需要注意。

参考文献

[1]JTJ059—95 公路路基路面现场测试规程[M]．北京:人民交通出版社，1995．

[2]交通部基本建设质量监督站路基路面试验检测技术[M]．北京：人民交通出版社，2000．