落锤式弯沉仪与贝克曼梁法在不同结构层次的对比分析

落锤式弯沉仪与贝克曼梁法在不同结构层次 的对比分析

卿平权，刘洋，陈鑫

四川省建筑工程质量检测中心 有限公司 四川成都 610000

摘要：以成都地区市政道路作为试验段，根据其市政道路结构特点，采用落锤式弯沉仪法及贝克曼梁法在不同性质荷载作用下对不同结构层次所测弯沉值进行线性分析及复现性对比。

关键词：弯沉；落锤式弯沉仪法；贝克曼梁法

道路弯沉作为检测主控项目之一，反映的是道路的整体承载能力，是竣工验收的重要参数，同时也是体现道路强度的重要指标，就现阶段而言最常用的两种检测方法：①贝克曼梁法（BB）、②落锤式弯沉仪法（FWD），本文对其两种方法进行研究对比。

1.两种方法原理

1.1贝克曼梁法

贝克曼梁法的工作原理主要依靠杠杆理论，试验仪器方面采用贝克曼梁仪，在规定后轴为标准轴载（100KN）的测试车作用下，对轮隙处产生垂直回弹变形，利用百分表读取最大值与最小值的差值，用以反映回弹变形量，得出的是静态回弹弯沉值，但其测试的结果受人为因素及外界因素的影响较大。

1.2落锤式弯沉法

试验设备主要由牵引车、荷载发生装置、弯沉检测装置、控制系统等组成。测定时根据道路等级设定相应的落锤高度，使落锤自由落下，产生的冲击力作用在圆形承载板上并传递给路面，从而对其产生冲击荷载，由荷载传感器实时读取路表产生的瞬时变形，该方法反映的是动态弯沉值，数据的读取不受人为因素影响，由控制系统直接记录，能够快速测定。

2.对比分析

2.1试验段选取

本文选取成都市淮州新城某城市主干道为试验段，路面类型为沥青混凝土路面，车行道路面结构布置：

2.2试验方案

对该市政道路的不同结构层进行两种弯沉检测方法的对比试验，根据规范要求每20m选取一个测点，为保证检测数据具有准确的对比性，两种检测方法选取的检测位置相同。因贝克曼梁法为静态法，故先使用该方法检测，左右轮分别标记好测点位置，检测后尽量在相同的路面温度下进行落锤式弯沉检测，落锤仪的承载板中心位置与上述标记点尽可能的重合。为减少不定误差对于试验结果的影响，本次选取24组数据进行相关统计分析。

2.3试验结果

2.3.1级配碎石层的弯沉结果

图1 试验数据及回归曲线图

图2级配碎石层落锤式和贝克曼梁法弯沉的复现性试验图

2.3.2沥青混凝土上面层弯沉值结果

图3 试验数据及回归曲线图

图4沥青混凝土上面层落锤式和贝克曼梁法弯沉的复现性试验图

2.4结果分析

从图3的回归曲线图中得出，沥青混凝土上面层（SMA-13）贝克曼梁法与落锤式弯沉的测定值之间具有较好的相关性，回归方程式的相关系数大于0.95，满足规范JTG3450-2019的要求，但级配碎石层回归方程式相关系数小于0.95，表明两种方法的结果不具备良好的相关性。

从复现性试验图中得出，同种方法在相同测试点下两次弯沉值数据的变化趋势中，贝克曼梁法与落锤式弯沉法都具有较好的复现性，但从两次的变化趋势图中看得出落锤式弯沉的复现性趋势线明显优于贝克曼梁法。

3.结语

选取同一条市政道路的不同结构层组成的试验段，通过贝克曼梁弯沉法与落锤式对比试验及复现性比较试验分析得出：当结构层次为压实度较低，平整度较差，集料之间粘结性较差的级配碎石层时两种方法不具备良好的相关性，但并非表明落锤式弯沉仪检测数据不准确，只是目前判定的评价指标以静态回弹弯沉为基准，而落锤式弯沉仪所测的动态总弯沉需进行其他更可靠的换算。当结构层次为沥青混合料面层时的相关性满足规范要求，只需通过相关关系式将动态总弯沉换算成静态回弹弯沉。且落锤式弯沉仪法较贝克曼梁法的原始数据采集更为可靠，消除了人为因素的误差，加之使用传感器比百分表的精度准，自动化程度高，不仅提升了检测效率而且还提高了其测试结果的稳定性、准确性、效率性。总体而言落锤式弯沉仪法优于贝克曼梁法，有待实现能采用动态总弯沉直接评价道路的承载能力。

参考文献

[1]张美颖.落锤式与贝克曼梁式弯沉仪的对比试验[J].中国市政工程. 2013,(04)83-85