自动弯沉车与贝克曼梁弯沉检测对比分析

·

2011年第8

期（总第243期）

MEASUREMENT计量检测&与SUPERVISION

监测

自动弯沉车与贝克曼梁弯沉检测

对比分析

黄小文，邓

华

（江西省天驰高速科技发展有限公司，江西南昌

330046）

摘要：通过对国产Lacroix型自动弯沉车与贝克曼梁（BBD）的路面弯沉检测现场对比分析表明：国产Lacroix型自动弯沉车与贝克曼梁（BBD）测得的路面弯沉值存在较好的线性关系。

关键词：弯沉检测；自动弯沉车；贝克曼梁法；相关性试验中图分类号：U416.03

文献标识码：B

文章编号：1002-4786（2011）08-0155-03

DOI：10.3869/j.issn.1002-4786.2011.08.048

ComparisonandAnalysisofAutodeflectometerandBenkleman

BeamDeflectionDetection

HUANGXiao-wen，DENGHua

(JiangxiProvinceTianchiExpressScientificDevelopmentCo.，Ltd.，Nanchang330046，China)

Abstract：ThedomesticLacroixautodeflectometeriscomparedwithBenklemanBeampavementdeflectiondetection.Theresultsshowthatpavementdeflectionvaluesofthesetwomethodspresentlinearrelation.

Keywords：deflectiondetection；autodeflectometer；BenklementBeammethod；correlationtest!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

可以进一步提高回弹法和综合法及对各种方法特点的分析，从而全检测方法研究[D].武汉：武汉的准确度；当混凝土强度较低时得出，在进行混凝土构件强度检大学，2004.

不宜采用拔出法进行混凝土强度测时应根据被测混凝土构件的具[2]樊强.混凝土强度检测方法的

的检测；在测量混凝土厚度及断体情况及检测条件，综合分析确比较[J].山西建筑，2009，（35）：

桩现象时可采用冲击回波法，以定，选择适合的检测方法，以达51-52.

确定被测构件的厚度或断裂深到检测数据准确、检测结果真[3]胡汉舟，叶梅新.桥梁事故度。

实、可靠度高、检测成本低的目

及经验教训[J].桥梁建设，2002，4

结语

的。（3）：71-75.

本文通过对几种混凝土构件参考文献

强度检测方法的概述、比较，以

[1]崔国宏.钢筋混凝土桥梁安

收稿日期：2010-11-23

TRANSPORTSTANDARDIZATION．2011，ISSUE8（No.243

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MEASUREMENT&SUPERVISION

计量检测与监测

·2011年第8

统，构成自动弯沉仪。

期（总第243期

）

1引言

路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项

自动弯沉仪在测定弯沉时，测量架置于路面上，汽车以一恒定速度前进，测量机构在完成前一点的弯沉测量后，汽车前方的移步卷扬机就把测量架以二倍的汽车行驶速度拖到下一个测量点，测量架停下来，测量臂的测点由于导向机构的作用，刚好正对着汽车左右后轮的轮隙，汽车继续往前走，测量机构的测头随着汽车荷载的逼近，随地面的弯曲沉降而向下移动，弯沉越来越大，数据采集处理系统不断记录着测头的这个位移变化，直至测臂的测头越过后轮中轴线约15cm采集到最大弯沉峰值时停止数据采集，移步卷扬机再次拖动测量架前进至下一测点，这样周而复始，测量连续不断地进行。自动弯沉仪是利用测臂的杠杆作用，其测臂端头的位移变化由高精度差动位移传感器（LVDT）检测出来，这样通过仪器的数据采集与处理不仅可以测出被测点的最大弯沉值，而且将被测点处从小到大的整个弯沉变化过程（简称弯沉盆曲线）全部记录下来，供对路面作进一步详细研究分析时使用。

主要指标。弯沉（Deflection）是表征公路路基路面整体强度的重要参数，虽然世界各国测试弯沉的设备和方法有所不同，但对弯沉基本概念的理解是相同的。弯沉定义一般是指路基或路面表面在规定标准车的荷载作用下轮隙位置产生的总垂直变形值（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），以

0.01mm为单位。常用的检测方法有：贝克曼梁法、自动弯沉仪法、落锤式弯沉仪（FallingWeightDe-flectome-ter，FWD）法、激光弯沉测定仪法。本文

通过对各种路面弯沉检测方法的介绍，对比分析了

Lacroix型自动弯沉车与贝克曼梁法二者之间的优

缺点，并对Lacroix型自动弯沉车与贝克曼梁法所测得弯沉值的相关关系进行了分析。

2贝克曼梁法

我国路面检测技术近年来虽发展较快，但由于

起步较晚，基础薄弱，其总体水平还是落后，至今国内仍主要采用20世纪60年代引进的贝克曼梁法。由于先进的设备存在价格昂贵及利用率较低的

44.1

试验方案试验条件

测试车型相同，荷载、当量圆半径等满足贝克

156

问题，国内已经非常成熟的贝克曼梁弯沉检测技术还占有主要市场，并在相当长的时间内仍将占主导地位。

目前我国路面设计及检测的标准方法和基本参数都是建立在贝克曼梁法基础上的，用贝克曼梁测量现有弯沉值，计算参数在很大程度上受主观因素的影响和试验条件的限制。整个测试过程受人为因素影响很大，且测试速度慢，精度低，可靠性差，适合于柔性路面。但较之于其他弯沉测试方法，它是基础，测试原理简单，弯沉仪价格便宜，易于实现。

曼梁测试方法的要求；气温变化不大，以保证两种测试方法的温度基本相似，不再考虑温度影响的问题；贝克曼梁的刚度满足要求；周围没有重型交通或震动，这主要是为了保证贝克曼梁测试的稳定性；测试路段没有超高，纵坡坡度不超过1％，不考虑坡度的影响；自动弯沉仪的测试速度VT一定，不再考虑测试车速的影响。

4.2

一套。

试验设备

国产自动弯沉仪一台，贝克曼梁（及附属设备）

3Lacroix型自动弯沉车工作原理

自动弯沉仪的基本测试原理是模仿贝克曼梁的

4.3

求。

试验准备工作

检测贝克曼梁的刚度，满足不超过5％的要

工作方式，采用位移传感器替换百分表进行自动测量，同时改变了前后测臂的长度比例，通过标定程序将所测弯沉值直接自动记录下来。

其工作原理为：当测点受荷时地面下沉，通过杠杆支点10∶1的关系，位移传感器可以读出测点处相应的下沉量。自动弯沉仪就是贝克曼梁的自动化形式，它利用装载车本身后轴的荷载，把类似贝克曼梁的测量架安装在汽车底盘下方，配上弯道测量同步控制系统、测量机构移步系统和数据采集系

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4.4试验步骤

令自动弯沉仪按照VT速度测试选择路段，工

作人员仔细用油漆每隔两个测试步距标记测试点一次；弯沉车测试完毕后，提起测量机构，回到起始点，仍然用自动弯沉车作为标准荷载车，再用贝克曼梁测定各点弯沉的回弹弯沉。本对比试验中，每个试验路段长度为1km～2km。

·

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MEASUREMENT计量检测&与SUPERVISION

监测

4.5

试验路段的选择

便于今后的使用。通过上面的数据回归分析可见，为得到可靠的对比关系，所测定的弯沉数据应自动弯沉仪测值与贝克曼梁测值之间存在良好的线分布在较大的范围内。鉴于此，本文分别选用了福性相关关系。为了保证自动弯沉仪测试数据能够准银高速公路（昌九段）试验路沥青上面层与杭瑞高速确地换算成回弹弯沉数据，对于新建或者改建路（九景段）技改路水泥稳定基层作为对比测试路段。面，建议采用小弯沉区段回归公式。

测得弯沉数据范围为0～200（0.01mm），共300组有而在检测过程中发现，自动弯沉车的总弯沉由效对比数据。

于受到外界电磁波、强磁场、高压电或无线电波发5试验数据对比分析射站等的干扰以及机械间隙、行车震动等的影响，5.1

整体数据对比分析

造成测试系统误差，有时会产生较大的单值。同时通过自动弯沉车与贝克曼梁点对点的试验，将

在测量较大弯沉时，检测车的测量臂较短，其支点试验数据处理后绘成图1。经回归分析得：y=

在弯沉盆内，导致测量参考点不稳定，产生垂直向0.9945x+6.2448（y表示回弹弯沉，x表示总弯沉，

下的位移，将使测点处变形值偏小。因此本文综合单位为0.01mm，下同），相关系数R2为0.9617，这考虑这些因素，对大、小弯沉分别进行分析。

与实际情况以及交通运输部公路科学研究院等其他5.3测试结果对比分析

现有的分析规律是完全吻合的，完全符合规范和标通过对数据的总体分析以及对各种影响因素的

准的要求。为便于更好地分析，下面将对不同结构综合考虑，得到以下换算关系：

不同弯沉值范围的对比关系分别进行分析。

a）对于弯沉在30（0.01mm）以下的沥青路面，

m）m200采用：y=1.0419x+3.2035，回归相关系数R2=0.9463；

10.（0150y=0.9945x+6.2448

以上的沥青路面或

值R2=0.9617

b）对于弯沉在30（0.01mm）测100基层，采用：y=0.9945x+6.2448，回归相关系数R2=梁曼500.9617。克贝00

50

100150

200

6结论自动弯沉仪测值（0.01mm）

6.1

经过对1000km高速公路的长期实测，结果图1自动弯沉车与贝克曼梁弯沉对比总体分析图

与各方测量结果及工程实际非常吻合，且自动弯沉5.2小弯沉数据对比分析

车检测时重复性好。

考虑到沥青路面面层弯沉检测最为常用，而且

6.2自动弯沉车测试速度为3.5km/h，约7m有一

弯沉值较小，因此把对比数据库点对点的数据中相个测试断面、两个测点，左右轮双测，各单点温度对差值3倍以上的对应点剔除，单独对小于30修正，每1km或100m为一个评定区间，测试过程（0.01mm）的小弯沉数据进行处理分析，结果见图2。只需一个或两个操作人员。

回归分析结果为y=1.0419x+3.2035，相关系数R2为

6.3针对目前我国的实际情况，大、中修项目及

0.9463。

技改路还将进一步增多，技术难度也将增大，这对m）m100质量监督工作提出了挑战。因此，有必要利用自动10.80y=1.0419x+3.2035

（0值60R2=0.9463

弯沉车等设备，对高速公路的大、中修的设计、施测梁40工、检测验收等提供详细准确的分析结果。用其指曼20克导大中修工程，可以快捷地检测各部位的强度情贝00

20

4060

80

100

况，发现相应的问题，从而进行处理，并进一步探自动弯沉仪测值（0.01mm）

讨不同类型路面进行大中修及技改的最佳方式图2自动弯沉车与贝克曼梁测得的小弯沉数据对比分析图

，以确保工程质量并达到控制工程造价的目的。

目前沥青路面的设计弯沉一般不超过306.4为扩大自动弯沉车的检测区域和范围，可将

（0.01mm），而新路验收时路面弯沉一般都较小。其与FWD弯沉仪等进行对比，从而扩大总弯沉在分析在小弯沉区段的回归情况，一方面可研究两种设计、施工、检测方面的应用，特别是在路面养护测试方法在弯沉较小水平下的相关性，另一方面也

方面的大中修及技术改造工程中的应用。

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MEASUREMENT&SUPERVISION

计量检测与监测

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FWD在

公路交叉口养护调查中的应用

潘

（1.苏州市公路管理处，江苏

苏州

建1，郁伟强1，王鹏2

南京

215630；2.南京东交工程咨询有限公司，江苏210002）

摘要：通过落锤式弯沉仪检测并计算出路面各层的动态模量，可得到路面各结构层的承载力状况，从而评价路面各层的强度。现场检测实例表明：FWD检测能较为准确和快速地判断出在道路交叉口这个特殊受力路段中车辙发生的原因与位置，这将避免后期维修处治的盲目性，提高维修处治的效率和效果。

关键词：车辙；交叉口；FWD；动态模量中图分类号：U418

文献标识码：B

文章编号：1002-4786（2011）08-0158-03

DOI：10.3869/j.issn.1002-4786.2011.08.049

ApplicationofFWDinHighwayIntersectionMaintenance

Investigation

158

PANJian1，YUWei-qiang1，WANGPeng2

(1.SuzhouCityHighwayManagementDepartment，Suzhou215630，China；2.NanjingDongjiaoEngineeringConsulting

Co.，Ltd.，Nanjing210012，China)

Abstract：FallingWeightDeflectometer（FWD）isusedtodetectandcalculatethedynamicmod－uleofeachlayerofpavement，deducingthebearingstatusofeachstructurelayerofpavementtoe－valuatethestrengthofeachlayerofpavement.FielddetectionshowsthatFWDcanidentifytherut’scauseandpositioncorrectlyandquicklyattheintersectionwhichisaspecialbearingsection.Itcanavoidtheblindnessoflatermaintenanceandtreatmentandimprovetheefficiencyandeffectofmaintenanceandtreatment.

Keywords：rut；intersection；FWD；dynamicmodule1

引言

沥青路面由于其行车舒适性高、噪声低、易修补等优点，被广泛应用在公路和城市道路中。然而参考文献

目前的沥青路面中，车辙病害是较为常见的路面早期病害，尤其是在为了交通便利而设置的道路交叉口路段上，路面由于长期受车辆频繁刹车、起动、

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!![1]JTGF80/1—2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[2]JTGE60—2008，公路路基路面现场测试规程[S].[3]JTGD50—2006，公路沥青路面设计规范[S].

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[4]和松，常成利.路面弯沉测试技术[J].公路，2000，（1）：99－103.

[5]孙杨勇，杨慧光.自动弯沉车与贝克曼梁对比

试验研究[J].中外公路，2004，（6）：94－96.

收稿日期：2010-07-28