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路基路面現(xiàn)場(chǎng)回彈彎沉測(cè)試方法 （研發(fā)單位：北京中科路建儀器設(shè)備有限公司）
一、概 述
國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值來表示路基路面的承載能力，回彈彎沉值越大，承載能力越小，反之則越大。通常所說的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的zui大回彈彎沉值。在路表測(cè)試的回彈彎沉值可以反映路基、路面的綜合承載能力?；貜棌澇林翟谖覈?guó)已廣泛使用且有很多的經(jīng)驗(yàn)及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中（設(shè)計(jì)回彈彎沉）；用于施工控制及施工驗(yàn)收中（竣工驗(yàn)收彎沉值）；同時(shí)還用在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中，是公路工程的一個(gè)基本參數(shù)，所以正確的測(cè)試具有重要的意義。
（一）彎沉值的凡個(gè)概念
1．彎沉
彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形（總彎
沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以0．01mm為單位。
2．設(shè)計(jì)彎沉值
根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測(cè)通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)。面層和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。
3?？⒐を?yàn)收彎沉值
竣工驗(yàn)收彎沉值是檢驗(yàn)路面是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)之一。，當(dāng)胳面厚度計(jì)算以設(shè)計(jì)彎沉值為控制指標(biāo)時(shí)，則驗(yàn)收彎沉值應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值；當(dāng)厚度計(jì)算以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)時(shí)，應(yīng)根據(jù)拉應(yīng)力計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)厚度，重新計(jì)算路面彎沉值，該彎沉值即為竣工驗(yàn)收彎沉值。
（二）彎沉值的測(cè)試方法
彎沉值的測(cè)試方法較多，目前用的zui多的是貝克曼梁法，在我國(guó)已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，但由于其測(cè)試速度等因素的限制，各國(guó)都對(duì)快速連續(xù)或動(dòng)態(tài)測(cè)定進(jìn)行了研究，現(xiàn)在用得比較普遍的有法國(guó)洛克魯瓦式自動(dòng)彎沉儀，丹麥等國(guó)家發(fā)明并幾經(jīng)改進(jìn)形成的落錘式彎沉儀（FWD），美國(guó)的振動(dòng)彎沉儀等。
二、貝克曼梁法
1． 試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍
（1）本方法適用于測(cè)定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用。
（2）本方法測(cè)定的路基、柔性路面的回彈彎沉值可供交工和竣工驗(yàn)收使用。
（3）本方法測(cè)定的路面回彈彎沉可為公路養(yǎng)護(hù)管理部門制定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。
（4）瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)為準(zhǔn)，在其他溫度（超過20土2℃范圍）測(cè)試時(shí)，對(duì)厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應(yīng)予溫度修正。
2．儀具與材料
（1）測(cè)試車：雙軸：后軸雙側(cè)4輪的載重車，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應(yīng)符合要求。測(cè)試車可根據(jù)需要按公路等級(jí)選擇，高速公路，一級(jí)及二
級(jí)公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100；其他等級(jí)公路也可采用后軸60kN的BZZ-60。
（2）路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成，貝克曼梁由鋁合金制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長(zhǎng)度比為2:1。彎沉儀長(zhǎng)度有兩種：一種長(zhǎng)3．6m，前后臂分別為2．4m和1．2m；另一種加長(zhǎng)的彎沉儀長(zhǎng)5．4m，前后臂分別為3．6m和1．8m。當(dāng)在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測(cè)定時(shí)，宜采用長(zhǎng)度為5．4m的貝克曼梁彎沉儀、并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車；彎沉值采用百分表量得，也可用自動(dòng)記錄裝置進(jìn)行測(cè)量。
（3）接觸式路面溫度計(jì)：端部為平頭，分度不大于1℃。
（4）其它：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。
3．試驗(yàn)方法與步驟
1）試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作
（1）檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及剎車性能良好，輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。
（2）向汽車車槽中裝載（鐵塊或集料），并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量，符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測(cè)定過程中，軸重不得變化。
（3）測(cè)定輪胎接地面積；在平整光滑的硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，在輪胎下方鋪一張新的復(fù)寫紙，輕輕落下千斤頂，即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測(cè)算輪胎接地面積、至0.1cm2 。
（4）檢查彎沉儀百分表測(cè)量靈敏情況。
（5）當(dāng)在浙青路面上測(cè)定時(shí)，用路表溫度計(jì)測(cè)定試驗(yàn)時(shí)氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化，應(yīng)隨時(shí)測(cè)定），并通過氣象臺(tái)了解前5d的平均氣溫（日zui高氣溫與zui低氣溫的平均值）。
（6）記錄瀝青路面修建或改建時(shí)材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護(hù)等情況。
2）測(cè)試步驟
（1）在測(cè)試路段布置測(cè)點(diǎn)，其距離隨測(cè)試需要而定，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆劃上標(biāo)記。
（2）將試驗(yàn)車后輪輪隙對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)后約3 ~ 5cm處的位置上。
（3）將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測(cè)頭置于測(cè)點(diǎn)上（輪隙中心前方3 ~ 5m處），并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上，百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。
彎沉儀可以是單側(cè)測(cè)定，也可以雙側(cè)同時(shí)測(cè)定。
（4）測(cè)定者吹哨發(fā)令指揮汽車緩緩前進(jìn)，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)表針轉(zhuǎn)動(dòng)到zui大值時(shí)，迅速讀取初讀數(shù)L1 。汽車仍在繼續(xù)前進(jìn)，表針反向回轉(zhuǎn)：待汽車駛出彎沉影響半徑（3m以上）后，吹口哨或揮動(dòng)紅旗指揮停車。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取終讀數(shù) L2 。汽車前進(jìn)的速度宜為5km/h左右。
4．彎沉儀的支點(diǎn)變形修正
（1）當(dāng)采用長(zhǎng)度為3，6m的彎沉儀對(duì)半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面等進(jìn)行彎沉測(cè)定時(shí)，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此測(cè)定時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)支點(diǎn)有無(wú)變形。此時(shí)應(yīng)用另一臺(tái)檢驗(yàn)用的彎沉儀安裝在測(cè)定用的彎沉儀的后方，其測(cè)點(diǎn)架于測(cè)定用彎沉儀的支點(diǎn)旁。當(dāng)汽車開出時(shí)，同時(shí)測(cè)定兩臺(tái)彎沉儀的彎沉讀數(shù)，如檢驗(yàn)用彎沉儀百分表有讀數(shù)，即應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測(cè)定時(shí)，可在不同的位置測(cè)定5次，求平均值，以后每次測(cè)定時(shí)以此作為修正值。
（2）當(dāng)采用長(zhǎng)5．4m的彎沉儀測(cè)定時(shí)，可不進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。
5．結(jié)果計(jì)算及溫度修正
1）計(jì)算測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。
2）進(jìn)行彎沉儀支點(diǎn)變形修正時(shí)，計(jì)算路面測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。
3）瀝青面層厚度大于5cm且路面溫度超過（20土2）℃范圍時(shí),回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)行溫度修正，溫度修正有兩種方法。
（2）計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，應(yīng)將超出L’ 土（2～3）s的彎沉特異值舍棄。對(duì)舍棄的彎沉值過大的點(diǎn)，應(yīng)找出其周圍界限，進(jìn)行局部處理。用兩臺(tái)彎沉儀同時(shí)進(jìn)行左右輪彎沉值測(cè)定時(shí)，應(yīng)按兩個(gè)獨(dú)立測(cè)點(diǎn)什：不能采用左右兩點(diǎn)的平均值。
（3）彎沉代表值不大于設(shè)計(jì)要求的彎沉值時(shí)得滿分；大于時(shí)得零分。
國(guó)內(nèi)外普遍采用回彈彎沉值來表示路基路面的承載能力，回彈彎沉值越大，承載能力越小，反之則越大。通常所說的回彈彎沉值是指標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的zui大回彈彎沉值。在路表測(cè)試的回彈彎沉值可以反映路基、路面的綜合承載能力?；貜棌澇林翟谖覈?guó)已廣泛使用且有很多的經(jīng)驗(yàn)及研究成果，它不僅用于路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中（設(shè)計(jì)回彈彎沉）；用于施工控制及施工驗(yàn)收中（竣工驗(yàn)收彎沉值）；同時(shí)還用在舊路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中，是公路工程的一個(gè)基本參數(shù)，所以正確的測(cè)試具有重要的意義。
（一）彎沉值的凡個(gè)概念
1．彎沉
彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形（總彎
沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以0．01mm為單位。
2．設(shè)計(jì)彎沉值
根據(jù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上預(yù)測(cè)通過的累計(jì)當(dāng)量軸次、公路等級(jí)。面層和基層類型而確定的路面彎沉設(shè)計(jì)值。
3?？⒐を?yàn)收彎沉值
竣工驗(yàn)收彎沉值是檢驗(yàn)路面是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)之一。，當(dāng)胳面厚度計(jì)算以設(shè)計(jì)彎沉值為控制指標(biāo)時(shí)，則驗(yàn)收彎沉值應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值；當(dāng)厚度計(jì)算以層底拉應(yīng)力為控制指標(biāo)時(shí)，應(yīng)根據(jù)拉應(yīng)力計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)厚度，重新計(jì)算路面彎沉值，該彎沉值即為竣工驗(yàn)收彎沉值。
（二）彎沉值的測(cè)試方法
彎沉值的測(cè)試方法較多，目前用的zui多的是貝克曼梁法，在我國(guó)已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，但由于其測(cè)試速度等因素的限制，各國(guó)都對(duì)快速連續(xù)或動(dòng)態(tài)測(cè)定進(jìn)行了研究，現(xiàn)在用得比較普遍的有法國(guó)洛克魯瓦式自動(dòng)彎沉儀，丹麥等國(guó)家發(fā)明并幾經(jīng)改進(jìn)形成的落錘式彎沉儀（FWD），美國(guó)的振動(dòng)彎沉儀等。
二、貝克曼梁法
1． 試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍
（1）本方法適用于測(cè)定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用。
（2）本方法測(cè)定的路基、柔性路面的回彈彎沉值可供交工和竣工驗(yàn)收使用。
（3）本方法測(cè)定的路面回彈彎沉可為公路養(yǎng)護(hù)管理部門制定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。
（4）瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)為準(zhǔn)，在其他溫度（超過20土2℃范圍）測(cè)試時(shí)，對(duì)厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應(yīng)予溫度修正。
2．儀具與材料
（1）測(cè)試車：雙軸：后軸雙側(cè)4輪的載重車，其標(biāo)準(zhǔn)軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數(shù)應(yīng)符合要求。測(cè)試車可根據(jù)需要按公路等級(jí)選擇，高速公路，一級(jí)及二
級(jí)公路應(yīng)采用后軸100kN的BZZ-100；其他等級(jí)公路也可采用后軸60kN的BZZ-60。
（2）路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成，貝克曼梁由鋁合金制成，上有水準(zhǔn)泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長(zhǎng)度比為2:1。彎沉儀長(zhǎng)度有兩種：一種長(zhǎng)3．6m，前后臂分別為2．4m和1．2m；另一種加長(zhǎng)的彎沉儀長(zhǎng)5．4m，前后臂分別為3．6m和1．8m。當(dāng)在半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面上測(cè)定時(shí)，宜采用長(zhǎng)度為5．4m的貝克曼梁彎沉儀、并采用BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車；彎沉值采用百分表量得，也可用自動(dòng)記錄裝置進(jìn)行測(cè)量。
（3）接觸式路面溫度計(jì)：端部為平頭，分度不大于1℃。
（4）其它：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。
3．試驗(yàn)方法與步驟
1）試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作
（1）檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及剎車性能良好，輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定充氣壓力。
（2）向汽車車槽中裝載（鐵塊或集料），并用地中衡稱量后軸總質(zhì)量，符合要求的軸重規(guī)定，汽車行駛及測(cè)定過程中，軸重不得變化。
（3）測(cè)定輪胎接地面積；在平整光滑的硬質(zhì)路面上用千斤頂將汽車后軸頂起，在輪胎下方鋪一張新的復(fù)寫紙，輕輕落下千斤頂，即在方格紙上印上輪胎印痕，用求積儀或數(shù)方格的方法測(cè)算輪胎接地面積、至0.1cm2 。
（4）檢查彎沉儀百分表測(cè)量靈敏情況。
（5）當(dāng)在浙青路面上測(cè)定時(shí)，用路表溫度計(jì)測(cè)定試驗(yàn)時(shí)氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化，應(yīng)隨時(shí)測(cè)定），并通過氣象臺(tái)了解前5d的平均氣溫（日zui高氣溫與zui低氣溫的平均值）。
（6）記錄瀝青路面修建或改建時(shí)材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護(hù)等情況。
2）測(cè)試步驟
（1）在測(cè)試路段布置測(cè)點(diǎn)，其距離隨測(cè)試需要而定，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在路面行車車道的輪跡帶上，并用白油漆或粉筆劃上標(biāo)記。
（2）將試驗(yàn)車后輪輪隙對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)后約3 ~ 5cm處的位置上。
（3）將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，與汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測(cè)頭置于測(cè)點(diǎn)上（輪隙中心前方3 ~ 5m處），并安裝百分表于彎沉儀的測(cè)定桿上，百分表調(diào)零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩(wěn)定回零。
彎沉儀可以是單側(cè)測(cè)定，也可以雙側(cè)同時(shí)測(cè)定。
（4）測(cè)定者吹哨發(fā)令指揮汽車緩緩前進(jìn)，百分表隨路面變形的增加而持續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)表針轉(zhuǎn)動(dòng)到zui大值時(shí)，迅速讀取初讀數(shù)L1 。汽車仍在繼續(xù)前進(jìn)，表針反向回轉(zhuǎn)：待汽車駛出彎沉影響半徑（3m以上）后，吹口哨或揮動(dòng)紅旗指揮停車。待表針回轉(zhuǎn)穩(wěn)定后讀取終讀數(shù) L2 。汽車前進(jìn)的速度宜為5km/h左右。
4．彎沉儀的支點(diǎn)變形修正
（1）當(dāng)采用長(zhǎng)度為3，6m的彎沉儀對(duì)半剛性基層瀝青路面、水泥混凝土路面等進(jìn)行彎沉測(cè)定時(shí)，有可能引起彎沉儀支座處變形，因此測(cè)定時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)支點(diǎn)有無(wú)變形。此時(shí)應(yīng)用另一臺(tái)檢驗(yàn)用的彎沉儀安裝在測(cè)定用的彎沉儀的后方，其測(cè)點(diǎn)架于測(cè)定用彎沉儀的支點(diǎn)旁。當(dāng)汽車開出時(shí)，同時(shí)測(cè)定兩臺(tái)彎沉儀的彎沉讀數(shù)，如檢驗(yàn)用彎沉儀百分表有讀數(shù)，即應(yīng)該記錄并進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。當(dāng)在同一結(jié)構(gòu)層上測(cè)定時(shí)，可在不同的位置測(cè)定5次，求平均值，以后每次測(cè)定時(shí)以此作為修正值。
（2）當(dāng)采用長(zhǎng)5．4m的彎沉儀測(cè)定時(shí)，可不進(jìn)行支點(diǎn)變形修正。
5．結(jié)果計(jì)算及溫度修正
1）計(jì)算測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。
2）進(jìn)行彎沉儀支點(diǎn)變形修正時(shí)，計(jì)算路面測(cè)點(diǎn)的回彈彎沉值。
3）瀝青面層厚度大于5cm且路面溫度超過（20土2）℃范圍時(shí),回彈彎沉值應(yīng)進(jìn)行溫度修正，溫度修正有兩種方法。
（2）計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，應(yīng)將超出L’ 土（2～3）s的彎沉特異值舍棄。對(duì)舍棄的彎沉值過大的點(diǎn)，應(yīng)找出其周圍界限，進(jìn)行局部處理。用兩臺(tái)彎沉儀同時(shí)進(jìn)行左右輪彎沉值測(cè)定時(shí)，應(yīng)按兩個(gè)獨(dú)立測(cè)點(diǎn)什：不能采用左右兩點(diǎn)的平均值。
（3）彎沉代表值不大于設(shè)計(jì)要求的彎沉值時(shí)得滿分；大于時(shí)得零分。
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