贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪(FWD)检测结果对比分析.pdf

工程材料与设备
Engineering Material& Equipment
贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪(FWD)
俭测结果对比分析
李存华
中铁十六局集团第二工程有限公司,天津300191)
摘要:通过对贝克曼梁弯沉仪与落锤式弯沉仪(FWD)检测结果进行对比分析,发现FWD在精度、稳定性和检测效率
方面优于贝克曼梁弯沉仪,且贝克曼梁弯沉仪与FWD测得的路面弯沉值存在较好的线性关系。
关键词:公路;路面;弯沉檢测;落锤式弯沉仪;贝克曼梁弯沉仪
中图分类号:U416.06
文献标志码:B
文章编号:1009-7767(2016)05-0200-0
Examination Results Analysis of Benkelman Beam Deflection Device and
Falling Weight Deflectometer
Li Cunhua
路面弯沉不仅反映路面各结构层及土基的整体系统和车辆牵引系统组成。其测定时启动落锤装置,
强度和刚度,而且与路面的使用状态存在一定的内在落锤瞬时自由落下,冲击力作用在承载板上,又立即
联系。因此工程竣工前,路面弯沉作为一项重要的检自动提升到原来的位置固定;同时,各个传感器检测
测指标,反映了路面的整体强度质量,主要使用落锤式结构层表面变形,记录系统将位移信号输人计算机,并
弯沉仪(FWD)与贝克曼梁弯沉仪2种仪器测定。其中得到峰值即路面弯沉,同时得到弯沉盆。每个测点重复
贝克曼梁测值属于静态弯沉,是回弹弯沉;而FWD测测定次数应不少于3次(因为第1锤测定的结果往往
定的是路面的动态弯沉,它能更好地反映路面的动态不稳定,故必须打第2锤和第3锤,然后舍去第1锤的
承载力,并能通过公式反算路面的回弹模量。笔者按结果)。
JTGE60-2008《公路路基路面现场测试规程》中所规2现场检测
定的方法,对比分析了贝克曼梁弯沉值与FWD弯沉值2.1对比试验段选择
的相关性。
为了对比FWD与贝克曼梁弯沉仪对路面的测试
1贝克曼梁弯沉仪与WD的工作原理
结果,以评价2种仪器的检测性能,选取了天津市滨海
1.1贝克曼梁弯沉仪工作原理
新区临港工业区渤海六十路(黄河道一辽河东道)道路
贝克曼梁弯沉仪采用的是杠杆原理,通常是在规为试验段,对5种不同材料结构层进行路面弯沉测试。
定的标准轴载作用下,检测路基或路面表面轮隙位置2,2试验段工程概况
产生的总垂直变形或垂直回弹变形,但其无法反映路
渤海六十路(黄河道一辽河东道)道路工程设计为
面在行车荷载作用下的动力特征,而且测试结果受人城市主道,起止桩号K4+050-K5+400,全长1350m,
为和外力的因素影响较大
为双向8车道;设计行车速度为50km/h;路面设计荷
1.2FWD工作原理
载标准为BZZ-100。该路车道宽度3.75m,路面类型为
FWD是目前公认的比较先进的一种路面弯沉强沥青混凝土路面,设计使用年限15年。道路车行路面
度无损检测设备之一,是在标准质量的重锤在一定高结构布置为:5cm中粒式沥青混凝土(AC-16F)+7cm
度发生冲击荷载的作用下,测定路基或路面表面所产粗粒式沥青混凝土(AC-25C)+18cm水泥稳定碎石
生的瞬间变形,即测定在动态荷载作用下的动态弯沉(4.0MPa7d,骨架密实型)+18cm水泥稳定碎石(35MPa
及弯沉盆。FWD由荷载发生装置、弯沉装置、运算控制7d,骨架密实型)+18cm石灰粉煤灰土(12:35:3)
200帝迩敌な2016No5(sep)Vol34
万方数据
工程材料与设备日
Engineering Material Equipment
2.3检测方法及要求
3)8:12:80二灰碎石层回归曲线见图3。
检测用汽车选用东风福瑞卡L5200型,后轴荷载
40
0t、胎压0.70MPa、轮胎面积728cm2。贝克曼梁长
-0.9748x+0.7512
R2=0.9616
5.4m,前后臂比例为2:1,编号014-004。落锤式全自
る30
动弯沉车型号CFWD-10T,四分式扇形承载板,直径
20
300mm。测试间距20m。
检测开始时,标记好起点位置,先用贝克曼梁弯沉
10
仪测定回弹弯沉,然后用粉笔以测点为圆心,在周围画
半径为15cm的圆,标明测点位置,最后用FWD对准
2025303540
落锤式弯沉车实测弯沉值/(0.0lmm)
圆圈位置(位置偏差不超过30m,且2种仪器对同
图38:12:80二灰碎石层回归曲线
点弯沉测试的时间间隔不应超过10min)进行检测,
并逐点对应计算两者的相关关系。通过对比试验得出4)5%水稳层回归曲线见图4
回归公式L=a+bLwD。式中ルwp、Le分别为FWD、贝克
曼梁弯沉仪测定的弯沉值。回归方程式的相关系数R
0.996x+0.280
R2=0.964
应不小于0.95
?20
3试验结果
因测试数据受多种因素影响产生系统误差和随
三
10
机误差,所以计算平均值和标准差时,可将每组数据
中超出±(2~3)s范围的特异值剔除,然后对剩余数
12
1618202224262830
据用最小二乘法以线性回归法进行分析,并绘制曲线
落锤式弯沉车实测弯沉值/(0.0lmm
图、计算相关系数。
图45%水稳层回归曲线
1)8%灰土层回归曲线见图1
)AC-16F沥青面层检测数据见表
y=1.030x-1.983
R=0.961
表1AC-16F沥青面层检测数据汇总表
落锤式贝克曼梁落锤式贝克曼梁
测点
测点
弯沉值/弯沉值
位置
弯沉值/弯沉值
位置
(0.01mm)(0.01mm
(0.01mm)(0.01mm
K4+05510.45
8K4+65515.24
K4+0753.22
4+67510.88
落锤式弯沉车实测夸沉值/(0.01mm)
K4+09512.12
12K4+69512.56
纲18%灰土层回归曲线
K4+1153.33
K4+71510.95
K4+1357.16
8K4+7359.22
2)1235:53二灰土层回归曲线见图2。
K4+7553.44
=0.972x+1.110
K4+1956.18
6『K4+7957,22
60
R=0.966
K4+2159.30
10『K4+81513.11
12
K4+2359.24
K4+8357.31
40
3.27
K4+85510.42
K4+2758.42
K4+8751158
K4+2956.22
K4+8959.12
K4+3155.55
K4+915
K4+3354.29
4K4+935931
落锤式弯沉车实测弯沉值(0.01mm)
K4+3559.15
8K4+95512.66
图212:35:53二灰土层回归曲线<