模塊2-4路基回彈彎沉授課教師：朱明栓公路檢測技術路基路面回彈彎沉測試國內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。適用范圍：路面結構的設計中；施工控制及施工驗收中；舊路補強設計。彎沉值是指在規定的標準軸載作用下，路基或路面表面輪隙中心處產生的總垂直變形值（總彎沉），或垂直回彈變形值（回彈彎沉），以0.01為單位。通常所說的回彈彎沉值是指后軸載輪隙中心處的最大回彈彎沉值。一、概述設計彎沉值:是指根據設計年限內一個車道上預測通過的累計當量軸次、公路等級、面層和基層類型而確定的路面彎沉設計值。當路面厚度計算以設計彎沉值為控制指標時，則驗收彎沉值小于或等于設計彎沉值；當厚度計算以層底拉應力為控制指標時，應根據拉應力計算所得的結構厚度，重新計算路面彎沉值，該彎沉值即為竣工驗收彎沉值。

1、貝克曼梁法:傳統方法，速度慢，靜態測試，比較成熟，目前屬于標準方法二、檢測方法2、自動彎沉儀法：利用貝克曼梁原理快速連續，屬于靜態測試范疇，但測定的是總彎沉，因此使用時克曼梁進行標定換算。

3、落錘式彎沉儀法：利用重錘自由落下的瞬間產生的沖擊荷載測定彎沉，屬于動態彎沉，并能反算路面的回彈模量，快速連續，使用時應用貝克曼梁法進行標定換算利用杠桿原理制成杠桿式彎沉儀測定輪隙彎沉。適用于測定各類路基路面的回彈彎沉，用以評定其整體承載能力，供路面結構設計使用。瀝青路面的彎沉以路表溫度20℃時為準，在其他溫度測試時，對厚度大于5cm的瀝青路面，彎沉值應予溫度修正。三、貝克曼梁測定路基路面回彈彎沉1、檢測器具與材料（1）標準車：雙軸、后軸雙側4輪的載重車，其標準軸荷載、輪胎尺寸、輪胎間隙及輪胎氣壓等主要參數應符合要求。高等級公路應采用后軸100KN的BZZ—100的標準車；其他等級公路可采用后軸60KN的BZZ-60標準車。

（2）路面彎沉儀：由貝克曼梁、百分表及表架組成。貝克曼梁由合金鋁制成，上有水準泡，其前臂（接觸路面）與后臂（裝百分表）長度比2：1。彎沉儀長度有兩種：一種長5.4m，另一種長的彎沉儀長3.6m。（3）接觸式路表溫度計：端部為平頭，分度不大于。（4）其他：皮尺、口哨、白油漆或粉筆、指揮旗等。2．檢測1）準備工作（1）檢查車的車況及剎車性能、輪胎充氣壓力。（2）向汽車車槽中裝載鐵塊等集料，并在地磅上稱量后軸質量，符合要求的軸重規定。汽車行駛及測定過程中，軸重不得變化。（3）測定輪胎接地面積：在平整光滑的硬質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寫紙，輕輕落下千斤頂，即在方格紙印上輪胎印痕，用求積儀或數方格的方法測算輪胎接地面積，準確至0.1cm2。（4）檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況。（5）當在瀝青路面上測定時，用路表溫度計測定試驗時氣溫及路表溫度（一天中氣溫不斷變化，應隨時測定），并通過氣象臺了解前5的平均氣溫（日最高氣溫與最低氣溫的平均值）。（6）記錄瀝青路面修建或改建時材料、結構、厚度、施工及養護等情況。2）測試步驟（1）在測試路段布置測點，其距離隨測試需要而定。測點應在路面行車車道的輪跡帶上，并用白漆或粉筆畫上標記。（2）將試驗車后輪輪隙對準測點后約3～5cm處的位置上。（3）將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處，于汽車方向一致，梁臂不得碰到輪胎，彎沉儀測頭置于測點上（輪隙中心前方3～5cm處），并安裝百分表于彎沉儀的測定桿上。百分表調零，用手指輕輕叩打彎沉儀，檢查百分表是否穩定回零。（4）指揮汽車緩緩前進，百分表隨路面變形的增加而持續向前轉動。當表針轉動到最大值時，迅速讀取初讀數L1。汽車仍在繼續前進，表針反向回轉，待汽車駛出彎沉影響半徑（約3m以上）后，汽車停止。待表針回轉穩定后，再次讀取終讀數L2

。汽車前進的速度宜為5km/h左右。3）彎沉儀的支點變形修正（1）當采用長度為3.6m的彎沉儀對半剛性基層瀝青路面彎沉測定時，有可能引起彎沉儀支座處變形。此時應用另一臺檢驗用的彎沉儀安裝在測定用彎沉儀的后方，其測點架于測定用彎沉儀的支點旁。如檢驗用彎沉百分表有讀數，應該記錄并進行支點變形修正。當在同一結構層上測定時，可在不同位置測定5次，求取平均值。（2）當采用長度為5.4m的彎沉儀測定時，可不進行支點變形修正。3、結果計算及溫度修正（1）路面測點的回彈彎沉值依下式計算：（2）當需要進行彎沉儀支點變形修正，路面測點的回彈彎沉值按下式計算：（3）瀝青面層厚度大于5cm的瀝青路面，回彈彎沉值應進行溫度修正，當瀝青層厚度小于或等于5cm時、或路表溫度在20±2℃范圍內可不進行溫度修正。溫度修正及回彈彎沉的計算宜按下列步驟進行。①測定時的瀝青層平均溫度按下式計算：

T0為測定時路表溫度與測定前5d日平均氣溫的平均值之和℃，日平均氣溫類型為日最高氣溫與最低氣溫的平均值。②采用不同基層的瀝青路面彎沉值的溫度修正系數K，根據瀝青層平均溫度T及瀝青層厚度按查圖求。③瀝青路面回彈彎沉按下式計算：（4）結果評定①按下式計算每一個評定路段的代表彎沉：②計算平均值和標準差時，應將超出的彎沉特異值舍棄。對舍棄的彎沉值過大的點，應找出其周圍界限，進行局部處理。③彎沉代表值不大于設計要求的彎沉值時得滿分；當彎沉大于設計要求的彎沉值，相應分項工程為不合格。若在非不利季節測定時，應考慮季節影響系數；若用兩臺彎沉儀同時進行左右輪彎沉值定時，應按兩個獨立測點計，不能采用左右兩點的平均值。4、檢測報告報告應包括下列內容：（1）彎沉測定表、支點變形修正值、測試時的路面溫度及溫度修正值。（2）每一個評定路段的各測點彎沉的平均值、標準差及代表彎沉。用自動彎沉儀在標準條件下每隔一定距離連續測試路面的總彎沉，并計算總彎沉值的平均值。作為無坑洞等嚴重破壞的道路驗收檢查及舊路面強度的評價指標，可為路面養護管理系統提供數據，經過與貝克曼梁測定值進行換算后，也可以進行路面結構設計。四、自動彎沉儀測定路面彎沉1、檢測工具自動彎沉儀測定車：由測試汽車、測量機構、數據采集處理系統三部分組成。測量機構如右圖所示，安裝在測試車底盤下面。自動彎沉儀測定車的主要技術參數如下：測試車軸距：6.75m

測臂長度：1.75～2.40m

后軸荷載：100kN

測定輪對路面的壓強：0.7MPa

最小測試步距：4～10m

測試精度：0.01mm

測試速度：1.5～4.0km/h2．方法與步驟（1）將自動彎沉儀測定車開到測路段的測定車道（一般為行車道）上，測點應在路面行車道的輪跡帶上。（2）汽車到達測試地點第一測點位置后，按下列步驟放下測量機構：①關閉汽車發動機；②松開離合器轉盤；③放下測量頭，測量頭位于測定梁（后軸）前方的一定距離上；④放下后支點，勾好把手；⑤放下測量架，銷好把手；⑥放下導向機構；

⑦插上儀器與汽車的連接銷桿或開動液壓轉步系統；⑧檢查鋼絲繩一定要在離合器的槽內；⑨啟動車發動機，在操作鍵盤上按動離合器開關，豎測量機構于最前端。（3）開始測試時，汽車以一定速度行進，測量頭連續檢測汽車后軸左右輪隙下產生的路面瞬間彎沉。通過測定梁支點的位移傳感器將位移換為電信號，并傳送到數據記錄器，待汽車輪通過測量頭后，顯示器上顯示彎沉盆或彎沉峰值，打印機輸出彎沉峰值及測定距離。當第一點測定完畢后，車輛前面的牽引裝置擬兩倍于汽車進行速度的速度把測量機構拉到測定輪前方，汽車繼續行進，達到下一測點時，開始第二點測定。周而復始地向前測定，汽車在整個測試過程中應保持在規定的速度范圍內穩定行駛，標準的行車速度應為3.0~3.5km/h在標準速度下的測試步距不應大于10m。（4）數據采取①顯示器于彎沉盆或彎沉峰值顯示器屏幕即可顯示每一測點的總彎沉。當測定一段距離后，再按此鍵，將顯示路段總彎沉均勻程度的彎沉峰值柱狀圖。②打印機輸出：打印出測點位置和左右彎沉峰值。（5）測定結束后，汽車停止前進，按下列步驟收起測量機構：①先提起導向機構；②提起測量架機構；③提起后支點；④最后掛起測頭。3．數據處理（1）計算區間長度要根據公路等級和測試要求確國定，標準的計算區間為100m。（2）測定數據長期保存。計算機輸出計算結果，包括每個計算區間的平均總彎沉值、標準差、代表總彎沉值。其中代表總彎沉值按下式計算。（3）計算一個評定路段的平均值、標準差、變異系數、代表總彎沉值。4．自動彎沉儀與貝克曼梁彎沉對比試驗步驟（1）選擇不同路段某種路面結構的代表性路段，進行兩種測定方法的對比試驗，測定路段長度為300~500m，彎沉值應有一定的變化幅度。（2）對比試驗步驟如下：①采用同一輛自動彎沉儀測定車。②用油漆標記對比路段起點位置及每一測點的位置；③在每一標記點用貝克曼梁法定測定回彈彎沉，范圍準確至10cm2以內。④逐點對應計算兩者的相關關系，得出回歸方程式LB=a+bLA，相關系數不得小于0.90。由于路面結構材料、路基狀況、溫度、水文條件、路面使用狀況不同，對比關系也有所不同，為了提高數據的準確，應分別情況作此項對比試驗。5．檢測報告內容（1)按一個計算區間列出總彎沉測定表及彎沉峰值柱狀圖。（2）每一個評定路段的全部測點總彎沉的平均值、標準差、變異系數及代表彎沉。（3）如與貝克曼梁彎沉儀進行了對比試驗，應列出相關關系式、相關系數及換算的回彈彎沉。用落錘式彎沉儀（FWD）在標準質量的重錘落下一定高度發生的沖擊荷載的作用下，測定路基或路面表面所產生的瞬時變形，即測定在動態荷載作用下產生的動暴彎沉及彎沉盆，由此反算路基路面各層材料的動態彈性模量，作為設計參數使用目。所測結果也可用于評定道路承載能力、調查水泥混凝土路面接縫的傳力效果和探查路面板下的空洞等。五、落錘式彎沉儀測定路面彎沉1、檢測器具落錘式彎沉儀，簡稱FWD，由荷載發生裝置、彎沉檢測裝置、運算控制系統與車輛牽引系統組成。（1)荷載發生裝置：重錘的質量為200±10kg，用產生50±2.5kN的沖擊荷載。承載板宜為十字對稱分成4部分且底部固定有橡膠片的承載板。承載板的直徑為300mm。（2）彎沉檢測裝置：（3）運算及控制裝置：（4）牽引裝置：2．評定道路承載能力的方法與步驟1）準備工作（1）調整重錘的質量及落高。（2）布置測點。（3）檢查FWD的車況及使用性能，用手動操作檢查，各項標準符合儀器規定要求。（4）將FWD牽引至測定地點，并將儀器打開，進入工作狀態。牽引FWD行駛的速度不宜超過50km/h。（5）對位移傳感器按儀器標定。2）測定方法（1）承載板中心位置對準測點，承載板自動落下，放下彎沉裝置的各個傳感器。（2）啟動落錘裝置，落錘瞬間自由落下，沖擊力作用于承載板上，又立即自動提升至原來位置固定。同時，各個傳感器檢測結構層表面變形，記錄系統將位移信號輸入計算機，并得到路面彎沉峰值，同時得到彎沉盆。每一測點重復測定應不少于3次，除去第一個測定值，取以后幾次測定值的平均值作為計算依據。3）提起傳感器及承載板，牽引車向前移動至下一個測點，重復上述步驟，進行測定。3．落錘式彎沉儀與貝克曼梁彎沉儀對比試驗步驟1）路段選擇選擇結構類型完全相同的路段，不同地區選擇代表性路段，進行兩種測定方法的對比試驗，將落錘式彎沉儀測定的動彎沉換算成貝克曼梁測定的回彈彎沉值值。選擇的對比路段長度300-500m，彎沉值應有一定的變化幅度。2）對比試驗步驟（1）采用相同的測定車；車的后軸雙輪荷載相同。（2）用油漆標記對比路段起點位置。（3）布置測點位置，用貝克曼梁定點測定回彈彎沉，測定車開走后，以測點為圓心，用粉筆在周圍畫一個半徑為15cm的圓，標明測點位置。（