浅谈FWD与贝克曼梁弯沉检测方法.pdf

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1、广东建材2010年第2期检测与监理浅谈FWD与贝克曼梁弯沉检测方法邹凌1黄斌2吴浪3．(1南昌市政工程管理处沥青工程公司)(2中铁二十四局集团江苏工程有限公司)(3华东交通大学理工学院)摘要：通过对落锤式弯沉仪法(FWD)与贝克曼梁法(BBD)进行对比分析，结果表明，FWD法在精度、稳定性和检测效率方面优于贝克曼梁式弯沉仪法。关键词：弯沉检测；落锤式弯沉仪；贝克曼梁弯沉仪1引言水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、板体性强、耐久性好等优点，是一种性能优良的高等级路面，水泥混凝土路面正在为我国的交通运输事业发挥着巨大的作用。为了

2、了解现有的路面工作状况，以决定哪些路段的路面在什么时间需要采取处治措施，以及采取什么样的处治措施，就需要对路面使用性能进行科学、合理的检测评价[1]。路面结构检测与评价是制订道路养护维修和改(扩)建计划的依据，利用它可以正确判别路面状况是否适应目前的交通状况和使用要求，研讨和寻求路面破坏的机理与原因，确定路面需要采取的养护维修和改(扩)建措施，并进行中长期养护、维修管理的规划设计。路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路面表面轮隙位黄产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。弯沉值的

3、测定方法较多，常用的有：贝克曼梁法、落锤式弯沉仪(fal1ingweightdeflectometer，FWD)法、自动弯沉仪法、激光弯沉测定仪法【2】。2贝克曼梁弯沉仪法虽然我国路面检测技术近年来发展较快。但由于起步晚，基础薄弱，其总体水平还比较落后，至今国内仍主要依赖20世纪60年代引进的贝克曼梁法。由于先进设备昂贵的价格及低利用率是不得不考虑的问题，因此对于国内已经非常成熟的贝克曼梁法的弯沉检测技术还占有丰要市场。并在相当长的时间内仍将占据主导地位。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之

4、上的，用贝克曼梁测量其现有弯沉值，计算参数在很大程度上受主观因素的影响和实验条件的限制，其中存在的主要问题有[驯：(1)通常仅能测得静态汽车荷载作用下路面的单点(最大)回弹弯沉值。无法反映路面结构在行车衙载作用下的动力特性和整个弯沉盆形状。(2)由于采用的是杠杆工作原理，当弯沉盆范围较大时。支点变形对测试结果有明显的影响。(3)整个测试过程依赖人工操作，测试结果受人为因素的影响较大。(4)根据贝克曼梁法观测得到的最大弯沉。无法确定路面结构层的材料性能。(5)国内关于路面材料强度的检测仍依赖于钻孔、挖坑等破坏性方法。(6)测

5、试速度慢，适应能力差，操作不便利，不适合大范围的路I】《)9普查和对路面的长期观测。(7)由于采取人工操作，易受外界干扰，可靠性不高，随着路面等级及强度的提高，弯沉盆半径会增大，测量出的结果必须对支点进行修正。(8)仪测量路面单点最大回弹弯沉值不能反映运动车辆对路面的动力作用。多年来在路面强度评价中均采用上述方法。即测试路面的最大弯沉值。但是理论分析和大量的工程实践表明。由于路面为多层体系。仅根据单点弯沉进行路面结构承载能力评价具有一定的不合理性。3FWD法FWD(落锤式弯沉仪)是直接量测行车荷载或模拟的行车荷载下路表的弯

6、沉盆，以分析实际荷载作用下的路面的动力刚度组成，准确预估路面的承载能力的弯沉量测仪器【5】。自1953年贝克曼(Benkelman)发明梁式弯沉仪以来，道路弯沉检测技术的研究开发一直受到国际上的广泛关注。至今，弯沉检测设备已从静力弯沉检测发展到模拟行车荷载作用的动态弯沉检测，从单点弯沉检测发一95—检测与监理广东建材2010年第2期展到路面弯沉盆的测试，相应地，道路结构性能的评价也从路面整体强度定性评价发展到对路面结构层模量的定量反算，并将过去仅限于柔性路面的弯沉指标，应用到刚性路面分析评价中。从目前道路弯沉检测技术的发展

7、来看，落锤式弯沉仪(FWD，FallingweightDeflectometer)己被认为是较为理想的弯沉检测设备。与贝克曼梁弯沉仪法相比，FWD具有明显的优越性：(I)FWD通过一重锤对路面结构层施加瞬时脉冲冲击荷载，能较好地模拟行车动态荷载，真实地反映路面各结构层在动态荷载作用下的工作性能。(2)通过调整FWD落锤的重量和提升的高度，可在较大范围内调整对路面施加的荷载大小。可方便地实现在同一检测点施加不同级别的荷载，反映路面各结构层在不同大小的荷载作用下的动态响应。(3)由于FWD的荷载由计算机控制下液压系统自动提升重

8、锤实现，因此，测速快、所需测试人员少、几乎不受旁边经过的交通荷载的影响；精度高，人为因素引起的误差几乎为零；对路面结构层无破损。(4)FWD弯沉的采集是通过多个传感器实现的，因此在一次荷载的作用下，可同时采集到多个弯沉值(即一个弯沉盆)，而不仅仅是荷载中心位置的单点最大弯沉值。通过采集的弯沉盆，运用专用