贝克曼梁法弯沉检测方法的对比研究分析

蒋 喜

中国水利水电第十一工程局，河南 郑州 450001

贝克曼梁由美国A.C.Benkilman 于1953 年发明，并用于AASHO 试验路，后作为补强设计及施工时弯沉检验的手段，在全世界得到了广泛应用。在我国，公路工程上也广泛使用贝克曼梁测定弯沉，并作为路面弯沉检测和竣工、交工验收的标准方法，同时在路面设计上也将其作为一项标准方法和基本参数［1］。

1 检测方法

目前，我国通常采用贝克曼梁测定各类路基路面的回弹弯沉以评定其整体承载能力，此外，我国还将贝克曼梁用于测定路基路面回弹模量，其试验方法与弯沉试验相似，只是将测得的回弹弯沉（或通过数理统计方法换算的代表弯沉值）通过计算转化为回弹模量。

无论是采用贝克曼梁测定路基路面回弹弯沉试验还是路基路面回弹模量，其直接检测分析对象均为测定特定荷载作用在路层上的状态下，造成的“竖向形变的可恢复性部分”这一静态单点指标。而在玻利维亚某公路项目规范中，使用贝克曼梁进行弯沉检测的方法与我国的却并不相同。

玻利维亚规范规定的弯沉检测方法，每个检测点需要记录至少六个弯沉数据，分别为贝克曼梁检测点到荷载加载中心点的距离为0、20cm、30cm、40cm、50cm 和500cm 时的变形值。实际试验检测每个测点时，通常保持贝克曼梁位置不变，检测车直线行驶以改变载荷点位置，以模拟载荷点位置不变时距离载荷点不同距离处的弯沉变形量，距离为0 即荷载加载位置中心点的弯沉量，距离500cm 即试验车驶出弯沉影响半径后的不可恢复的永久弯沉量。

2 数据处理

采用与国内相同的方法计算出回弹弯沉（弯沉检测结果需要对温度、湿度的影响进行修正，玻利维亚和中国规范修正方法类似，本文不再进行相关论述），不同的是，玻利维亚规范需要计算出弯沉影响半径分别为0～50cm 的5 个参数组成一系列回弹弯沉值。通过这五个弯沉值，即可拟合出一条弯沉曲线，从曲线中可得出回弹弯沉值为最大回弹弯沉（Δ0）一半时对应的弯沉影响半径（R50），该值被称为弯沉曲线长度指数。通过弯沉曲线长度指数和最大回弹弯沉可计算出路基回弹模量（E）。

3 理论分析

1938 年，A.H.A Hogg 提出了一种计算路基材料弹性模量的方法，将路层简化为位于弹性基础上的薄板［2］。1944 年，A.H.A Hogg 发表了有限厚度基础上的薄板受点荷载作用模型［3］，其数值解和分布荷载模型在1977 年被Wiseman 推导出来［4］。Wiseman 分析了Hogg 模型建立的三种情况，一种是无限大弹性地基，另两种情况是有限厚度的弹性地基，路基弹性模量E0 和由弯沉曲线长度指数R50 与最大回弹弯沉Δ0两个参数的积建立函数关系E0=f（R50×Δ0）。

通过大量实践证明采用上述第二种情况，即h/l=10、μ0=0.4 时，具有良好的适用性，能够在各种路面结构类型中取得相对稳定的结果［5］。当（R50×Δ0）值在32.4～677.8cm2范围内，E0值在260～5236kg/cm2范围内时，可以拟合出关系公式：

4 结论

在玻利维亚规范中，贝克曼梁法弯沉试验通过多点弯沉值得测定形成了弯沉曲线，引入了弯沉曲线长度指数R50这一检测指标，建立了弯沉曲线长度指数R50和最大回弹弯沉Δ0的乘积与路基弹性模量E0的关系公式。该试验方法有利于减小弯沉检测试验的误差，提高弯沉试验的检测精度，对我国弯沉检测试验的发展有一定的参考意义。